Формальні моделі та методи синтезу швидкодіючих багатозначних структур мовних систем

Аннотация

Четвериков Г.Г. Формальные модели и методы синтеза быстродействующих многозначных структур языковых систем. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.13.23 - системы и средства искусственного интеллекта. - Харковский национальный университет радиоэлектроники, Харьков, 2005.

Диссертация посвящена решению проблемы построения формальних моделей украинского языка на фонетическом и морфологическом уровнях, а также разработке методов синтеза аппаратных средств в виде быстродействующих многозначных структур для их схемной реализации. Предложены и исследованы алгебро-логические средства моделирования естественного языка, а также методы синтеза многозначных обратимых неоднородных элементов и модулей пространственного типа: обратимых АКП-структур.

В первом разделе проведен анализ состояния и тенденции развития теоретических основ построения высокоэффективных цифровых многозначных структур с пространственным принципом представления информации. Человеческая речь, как явление дискретное, должна описываться средствами дискретной математики. Предложенная профессором Ю.П. Шабановым-Кушнаренко алгебра конечных предикатов открывает возможность перехода от алгоритмического описания информационных процессов к их описанию в виде предикатных уравнений, которые и задают отношения между переменными (характеристиками) исследуемого объекта. Таким образом, приходим к пониманию одного из возможных путей создания систем ИИ - это путь анализа, моделирования и синтеза языкового интеллектуального интерфейса с помощью алгебры конечных предикатов, средств k-значных логической системы и k-значных структур и кодировки.

Во втором разделе исследованы алгебро-логические средства моделирования естественного языка (ЕЯ). Получено расширение алгебры конечных предикатов (АКП). Проведен анализ алгебро-логической структуры естественного языка. Концептаульно-методологический подход к ЕЯ (с математической точки зрения) позволяет воспринимать его как некоторую алгебру, а ее тексты - как формулы этой алгебры. Фактически получен универсальный математический аппарат, который характеризуется полнотою и внутренним параллелизмом формульных конструкций при переходе от алгоритмов к аппаратной реализации.

Третий и четвертый разделы посвящены получению реальных математических моделей лингвистических связей (законов) украинского языка. В третьем разделе объектом моделирования служит отношение, связывающее фонему с набором фонетических признаков (фонетическое отношение). Получила развитие методика формального описания букво-фонемных отношений для гласных и согласных звуков украинского языка на базе примениения аппарата алгебры предикатов. В четвертом разделе осуществлено математическое описание морфологического отношения на множестве слов украинского языка. Введены лингвистические переменные и области их определения для формальных моделей отдельных фрагментов морфологии украинского языка.

В пятом разделе проведен анализ специфики процесса распараллеливания процедуры решения систем лингвистических уравнений алгебры предикатов путем моделирования предложенных алгоритмов для достижения предельного структурного быстродействия при их аппаратной реализации.

В шестом разделе рассмотрен круг вопросов, связанных с принципами построения универсальных многозначных елементов, модулей и структур пространственного типа; детально изучено влияние изменения значности и числа входных переменных на свойства указанных структур. Для повышения эффективности, быстродействия, обеспечения универсальности, гибкости перенастройки аппаратных структур языковых систем предложено применять как k-значные пространственные структуры, так и механизмы k-значного кодирования.

Седьмой раздел посвящен анализу особенностей преимущества практического применения быстродействующих многозначных структур. Сформулированы основные приемы, позволяющие учесть требования практики, которые определяют тот или иной вариант синтеза многозначных обратимых неоднородных логических элементов и модулей (АКП-структур первого и второго рода). Анализ результатов внедрения диссертационных исследований показывает, что применение разработанных методов синтеза АКП-структур обеспечивает: сокращение числа входов, что дает полностью очевидный эффект; упрощения ремонта и замены вышедших из строя модулей; повышения регулярности их внутренней структуры, а также тематическую интерпретацию промежуточного преобразования информационных признаков при ограничениях на используемую вычислительную среду.

Ключевые слова: естественный язык, конечный предикат, алгебра конечных предикатов, система лингвистических уравнений, многозначные обратимые неоднородные логические элементы, АКП-структура.

Анотація

Четвериков Г.Г. Формальні моделі та методи синтезу швидкодіючих багатозначних структур мовних систем. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.23 - системи та засоби штучного інтелекту. - Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2005.

Дисертація присвячена розробці адекватного алгебро-логічного та системотехнічного інструментарію об'єктивації мовних явищ на підставі їх формалізації та відповідної апробації.

Розроблені теоретичні засади побудови просторових оборотних багатозначних елементів, модулів та структур. Дістали подальший розвиток та модифіковані методи побудови багатозначних оборотних неоднорідних логічних елементів та модулів (АСП-структур першого та другого роду) для мовних систем штучного інтелекту з оборотними властивостями. Дослідження апаратних засобів реалізації отриманих моделей мови та методів синтезу АСП-структур дозволили визначити раціональні шляхи їх створення, а також сформулювати критерії вибору АСП-структур для реалізації відношень, що складають основу дії мовних систем. Створено новий клас моделей у вигляді АСП-структур на базі декомпозиції k-значних структур на дискретно-аналогові та цифрові субблоки, що дозволяє на одному й тому ж пристрою реалізувати наліз, нормалізацію та синтез задач морфології української мови.

Ключові слова: природна мова, скінченний предикат, алгебра скінченних предикатів, система лінгвістичних рівнянь, багатозначні оборотні неоднорідні логічні елементи, АСП-структури.

Abstract

Chetverikov G. G. Formal models and synthesis methods of speed of multiple-valued structures of language systems. - Manuscript.

The thesis for a doctor's degree (engineering) on speciality 05.13.23 - systems and facilities of artificial intelligence. - Kharkiv national university of radio electronics, Kharkiv, 2005.

The thesis is dedicated to development of adequate algebra and logic systems engineering tools of language phenomena objectification on the basis of their formalization and corresponding aprobation.

Theoretical construction principles of spatial invertible multiple-valued elements and structures have been developed. The analysis of their practical application in information system with k-valued coding has been tested. The comparative analisis of parallel methods of linguistics equation system solving which enables to study and compare proposed software and hardware implementation of obtained language models (at the example of the morfology analyses of Ukrainian language words) has been carried out.

On the basis of general principles and methods of universality hybridism and parallelism (speed) of k-valued spatial structures a new class of universal functional converters - AFP-structures of the third kind which allows to implement analysis, normalization and synthesis of Ukrainian language morphology problems has been created.

Keywords: natural language, final predicate, final predicate algebra, linguistics equation system, multiple-valued invertible heterogeneous logic elements, FPA-structures.

Размещено на Allbest.ru