自然語言接口軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(1)

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1、自然語言接口軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)(1)摘要為數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)自然語言接口成為數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的一個(gè)研究方向。本文介紹了一種基于受限的漢語自然語言查詢技術(shù)，通過建立機(jī)器辭典，對(duì)自然語言查詢語句進(jìn)行切詞，再通過查找查詢對(duì)象和查詢條件，生成SQL語句。關(guān)鍵字受限；自然語言；機(jī)器辭典；切詞；SQL語句1引言隨著人工智能的發(fā)展和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們非常希望以一種更方便的方法去查詢數(shù)據(jù)庫。使用自然語言進(jìn)行查詢無疑是解決這一問題的有效方法。它避免了以往命令式人機(jī)界面、圖形式人機(jī)界面繁雜的操作訓(xùn)練。事實(shí)證明，通用的自然語言理解

2、往往是低效的，而作為數(shù)據(jù)庫人機(jī)接口的自然語言界面具有使用目的單一、用詞范圍有限等特點(diǎn)，在數(shù)據(jù)庫查詢意義上實(shí)現(xiàn)自然語言理解是完全可行的。另外，我們可以通過語音識(shí)別技術(shù)進(jìn)行語音輸入，從而簡(jiǎn)化復(fù)雜的輸入工作。本系統(tǒng)針對(duì)數(shù)據(jù)庫這一單一領(lǐng)域進(jìn)行查詢，從而簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)庫查詢的復(fù)雜操作。以提取查詢對(duì)象和查詢條件為手段，生成數(shù)據(jù)庫查詢語句為目的的軟件。本軟件的人機(jī)交互界面既可以單純的通過輸入語句，然后轉(zhuǎn)換成SQL語句，也可以通過語音輸入，再依靠復(fù)制-粘貼的手段進(jìn)行輸入，然后轉(zhuǎn)換成SQL語句。2數(shù)據(jù)辭典的設(shè)計(jì)辭典結(jié)構(gòu)的設(shè)

3、計(jì)為了便于以后對(duì)機(jī)器辭典進(jìn)行查找，本系統(tǒng)通過類來設(shè)計(jì)了機(jī)器辭典，具體結(jié)構(gòu)如下：classjqcd//定義一個(gè)反映機(jī)器辭典的jqcd類{char*ct;//詞條字符串char*yzym;//標(biāo)志char*yybz;//語義char*szb1;//所在表1char*szb2;//所在表char*szb3;//所在表}其中：ct：表示詞條字符串，在切詞時(shí)進(jìn)行匹配，便于以后生成SQL語句。yzym：表示句法標(biāo)志，用來表示詞條在語句中的功能。用九個(gè)數(shù)字表示不同的含義，其中：“0”表示域名，“1”表示域值，“2”

4、表示邏輯操作符，“3”表示關(guān)系操作符，“4”表示查詢動(dòng)詞，“5”表示疑問詞，“6”表示連接動(dòng)詞，“7”表示使役動(dòng)詞，“8”表示中性詞。yybz：表示語義標(biāo)志，用來表示詞條所對(duì)應(yīng)的概念在語義框架中的功能。給詞條加上合適的語義標(biāo)志，有助于以后生成SQL語句。語義標(biāo)志比語法標(biāo)志復(fù)雜的多。szb1：表示詞條所在表1，因?yàn)橛行┰~條不只在一個(gè)表中，指出所在表有助于以后生成SQL語句。szb2:表示詞條所在表2，因?yàn)橛行┰~條不只在一個(gè)表中，指出所在表有助于以后生成SQL語句。szb3:表示詞條所在表3，因?yàn)橛行┰~條

5、不只在一個(gè)表中，指出所在表有助于以后生成SQL語句。辭典的排序辭典排序采取先按機(jī)內(nèi)碼由小到大，再按詞條長(zhǎng)度由大到小進(jìn)行排序，通過排序以后，切詞時(shí)可以先通過機(jī)內(nèi)碼找到該詞第一個(gè)字，然后通過最大匹配法進(jìn)行切詞?！?】3切詞及其存儲(chǔ)切詞切詞采取機(jī)內(nèi)碼匹配，然后通過匹配詞條字符串進(jìn)行切詞，具體流程如圖1所示。具體分析如下：首先，讀入句子。然后，按照句子的第一個(gè)字的機(jī)內(nèi)碼與辭典中的詞條第一個(gè)字相匹配，匹配成功則從辭典中順序查找詞條，找到詞條后入棧。如果找不到，則進(jìn)行容錯(cuò)處理。對(duì)于數(shù)字，我們給他添加特別標(biāo)志，使其

6、在辭典中的位置為“-1”，以后進(jìn)行分析時(shí)，只要遇到位置為“-1”的詞時(shí)，就認(rèn)為是數(shù)字。存儲(chǔ)切詞完畢，用棧進(jìn)行存儲(chǔ)中間結(jié)果，棧的結(jié)構(gòu)如下：structsave{char*savestr;intindexInDirectory;structsave*next;};其中：savestr存儲(chǔ)切出的詞。indexInDirectory存儲(chǔ)切出的詞在辭典中的位置，便于以后查詢機(jī)器辭典中的詞條。圖1切詞流程圖4中間鏈表的生成生成中間鏈表【2】的目的是為了便于以后的語句分析，便于生成查找對(duì)象和查找條件中間鏈表的結(jié)構(gòu)如

7、下：structwTypeList{charword;//詞條char*wordType;//詞性charfield_value;//對(duì)應(yīng)的域值charfield_name;//對(duì)應(yīng)的域名intlocationlibrary;//在辭典中的位置structwTypeList*next;//next指針};其中：該中間鏈表中的詞性是關(guān)系到以后生成查詢對(duì)象和查詢條件的關(guān)鍵項(xiàng)。通過詞性的判斷可以提取查詢對(duì)象和查詢條件，以便生成SQL語句。5查詢對(duì)象的生成自然語言的查詢語句不外乎是命令性的祈使句、疑問句、條件

8、判斷句，根據(jù)相應(yīng)句型，采用不同搜索方式來確定查詢對(duì)象，本軟件采用三種搜索方式：不需要搜索查詢對(duì)象、需正向搜索查詢對(duì)象【5】、需逆向搜索查詢對(duì)象。經(jīng)過反復(fù)比較和總結(jié)自然語言查詢語句，共有六種句型【3】：who—sentence如“誰的學(xué)號(hào)為100033102？”，這種句型的查詢對(duì)象隱含在“誰”中，搜索方式為“不需搜索”。us—sentence如“哪些學(xué)生的籍貫是山東？”特殊語句：即verbqus不在句子首尾，而可以在其他的任何位置上。如“戴子強(qiáng)是哪個(gè)地方的