Назначение и структура идс

Назначение ИДС.

Основные понятия и определения.

Обобщенная функциональная схема ИДС.

Классификация ИДС.

Одним из направлений исследований в области ИИ является «Разработка естественно-языковых интерфейсов и машинный перевод». В частности, сюда входит разработка интеллектуальных информационных систем, поддерживающих диалог ее пользователей с ЭВМ на естественном языке. Такие системы в последнее время стали называть интеллектуальными диалоговыми системами. ИДС позволяют решать задачи извлечения знаний из текстов и задачи приобретения знаний интеллектуальными системами. Новейшие достижения в этой области позволяют использовать ИДС в среде Интернет.

ИДС предназначены в первую очередь для пользователей, не обладающих знаниями в области разработки программного обеспечения ИС. Традиционные же средства общения пользователей программных продуктов (для решения задач своей проблемной области (ПрО)). требуют определенных навыков в использовании языков программирования. Ясно, что современные средства общения человека с ЭВМ должны быть свободны от этого недостатка. Этим объясняется, что разработчики ИДС направили свои усилия прежде всего на повышение уровня и увеличение непроцедурности формализованных языков общения. Понятно, что этого явно недостаточно для неподготовленных конечных пользователей в области программирования. Поэтому основное внимание было направлено на создание систем, обеспечивающих взаимодействие пользователей с ЭВМ на естественном языке.

При разработке современных ИДС учитываются особенности языка общения пользователя с ЭВМ. К таким особенностям относят следующие.

1. Информационные потребности пользователя (ИПП), как правило, изменяются.

2. Вопрос пользователя к системе в большинстве случаев не может быть выражен в одном предложении. Это означает, что ИПП приобретают форму в виде связанных высказываний.

3. Взгляды на ПрО у участников общения (пользователь и система) могут не совпадать.

4. Высказывания пользователя могут содержать неправильные выражения с точки зрения ПрО или лингвистических требований.

Кроме того, следует отметить также стремление пользователей к лаконичности своих высказываний. Известно, что литературный язык гораздо богаче разговорного языка.

Архитектура ИДС определяется структурой диалога участников общения. Как и любой диалог, диалог человека с машиной представляет собой процесс обмена сообщениями между ними. В данном случае сообщение человека называют действием, а машины – ее реакцией в ответ на действие. Цель пользователя – удовлетворить свои информационные потребности с помощью используемой системы. Обмен сообщениями между ним и системой в общем случае имеет довольно сложную структуру, поскольку, как правило, не может быть выражен в виде не связанных друг с другом простых предложений типа «вопрос – ответ». Форма высказываний является текстовой. Текст представляет собой набор взаимосвязанных предложений, что и влечет за собой сложность его структуры. При этом, как и в разговорном языке, часто используется прием «умолчания». «Умолчание» выражается в предположении, что обоим участникам диалога понятно, что они не договаривают. Этим самым достигается компактность диалога.

Структура диалога определяется целями, которые преследуют его участники. Обычно различают три уровня структуры диалога: глобальный, тематический и локальный. Общие свойства задач, которые решает пользователь системы, определяют глобальный уровень диалога, в то время как специфика конкретной рассматриваемой задачи характеризует его тематический уровень. Содержание действий пользователя и соответствующих реакций системы на текущих шагах диалога определяется на локальном уровне. Под шагом диалога понимают одно действие и ответ на него системы.

Роли участников диалога (человека и системы) при его ведении различны. В одном случае диалог ведет пользователь в другом – система. Если в течение диалога роли не меняются и предопределены заранее, то структура диалога является жесткой. Ежели роли меняются по заранее предписанному плану, то говорят, что структура диалога является альтернативной. Структура диалога является гибкой, если роли его участников определяются в ходе обмена сообщениями.

Когда диалог ведет пользователь, т.е. последний владеет инициативой, то роль системы может быть сведена к выработке ответной реакции на запрос к ней. В противном случае диалог ведет система в соответствии с ее знаниями о структуре диалога и способе обмена сообщениями.

При гибком диалоге действие и реакция не всегда соответствуют целям участников общения. Кроме того, цели или подцели могут изменяться в процессе ведения диалога. В этих случаях может происходить переход инициативы от одного участника к другому. В результате изменяется и содержание сообщений между участниками диалога.

В том случае, когда система определила, что сложившаяся текущая ситуация не соответствует ситуации, предусмотренной структурой диалога, она формирует перехват инициативы. Ежели же переход инициативы осуществил пользователь, то система, во-первых, должна распознать это и затем обработать его, т.е. определить новую задачу, поставленную пользователем.

Одним из важных элементов процесса диалога является формирование реакции (ответа) системы на действие ее пользователя.

Чтобы ответить на действие, система должна понять сообщение пользователя. Как уже мы отмечали, сообщение, обычно, имеет текстовую форму. Стало быть, системе необходимо проанализировать текста, поступившего на ее вход, и дать его интерпретацию. Интерпретация в данном случае есть преобразование понятий, содержащихся в тексте, в те понятия, которые имеются в базе знаний системы. Отсюда ясно, что система должна иметь компонент, который и должен перерабатывать тексты, поступающие на ее вход. Такой компонент называют компонентом понимания высказываний.

После того, как система «осознает» полученное сообщение, она генерирует ответное высказывание. С этой целью ей нужно сначала определить смысл выходного высказывания, а затем сформировать ответное высказывание. Компонент системы, генерирующий ответное высказывание, называют компонентом генерации высказываний.

Итак, интеллектуальная диалоговая система должна включать следующие компоненты:

• диалоговый компонент;

• компонентом понимания высказываний;

• компонент генерации высказываний.

На рис.1 представлена обобщенная структура интеллектуальной диалоговой системы

Диалоговый компонент предназначен для управления диалогом. В зависимости от текущего состояния системы и структуры диалога он формулирует или определяет вид задания, выполняемого системой на текущем шаге диалога.

Компонент понимания высказываний отображает смысл входного высказывания на языке системы.

Компонент генерации высказываний дает ответ системы на действие ее пользователя.

^{Диалоговый компонент}

^{Ведение}

^{диалога}

^{Формирование или обработка перехватов инициативы}

^{Компонент понимания}

^{высказываний}

^{Компонент генерации}

^{высказываний}

^Анализ

^{высказываний}

^{Интерпретация}

^{высказываний}

^{Генерация}

^смысла

^{высказываний}

^Синтез

^{высказываний}

Рис.1 Обобщенная структура интеллектуальной диалоговой системы

Классификация ИДС.

Сегодня предложены различные классификации ИДС. В частности, предлагается в качестве признака классификации принять типы решаемых задач и проблемной области. В этом случае интеллектуальные диалоговые системы можно разделить на три вида:

• интеллектуальные информационно-поисковые системы;

• интеллектуальные системы проектирования;

• человеко-машинные системы диалогового планирования.

Лекция 11