1 / 45

Grammatiche in Prolog

Grammatiche in Prolog. Fabio Massimo Zanzotto ( slides di Andrea Turbati con aggiunte). Grammatica. Prolog è in grado di interpretare direttamente una grammatica scritta in DCG (definite cluase grammar )

tanika
Download Presentation

Grammatiche in Prolog

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Grammatiche in Prolog Fabio Massimo Zanzotto (slides di Andrea Turbati con aggiunte)

  2. Grammatica • Prolog è in grado di interpretare direttamente una grammatica scritta in DCG (definite cluasegrammar) • La traduzione da una grammatica scritta in BNF (Backus-NaurForm) in DCG è praticamente immediata (è un semplice esercizio di riscrittura)

  3. Esempio BNF -> DCG • BNF: <s> ::= a b <s> ::= a <s> b • DCG s --> [a], [b] . s --> [a], s, [b] .

  4. Come Prolog interpreta la grammatica • Prolog converte internamente una grammatica scritta in DCG in regole prolog • Esempio: move--> step. move--> step, move. step--> [up] . step--> [down] .

  5. Come Prolog interpreta la grammatica move(List, Rest) :- step(List, Rest). move(List1, Rest), step(List1, List2), move(List2, Rest). step([up|Rest], Rest). step([down|Rest], Rest).

  6. esempio • ?- s([a,a,b,b], []). • true • ?-s([a,a,b],[]). • no • ?-move([up,up,down],[]). • yes • ?-move([up,X,down],[]). • X=up; • X=down; • no • ?- s([a,a,b,b,c,d,e], [c,d,e]). • true

  7. GrammarforNaturalLanguage 1 sentence--> noun_phrase, verb_phrase. verb_phrase--> verb, noun_phrase. noun_phrase--> determiner, noun. determiner--> [a]. determiner--> [the]. noun--> [cat]. noun--> [mouse]. verb--> [scares]. verb--> [hates].

  8. GrammarforNaturalLanguage 1 • Questa grammatica riconosce le frasi: • [the, cat, scares, the, mouse]. • [the, mouse, hates, a, cat] • Inoltre è in grado di generare le frasi o parti di esse: • ?-sentence([the, cat, X, the, mouse],[]). • X = scares; • X = hates; • false

  9. GrammarforNaturalLanguage 2 • Aggiungiamo i plurali alla nostra grammatica noun--> [cats]. noun--> [mice]. verb--> [scare]. verb--> [hate].

  10. GrammarforNaturalLanguage 2 • Ora possiamo riconoscere anche: • [the, mice, hate, the, cat]. • Ma purtroppo anche la seguente frase viene accettata: • [the, mice, hates, the, cat]. • Non abbiamo inserito in alcun modo l’informazione del fatto che se il soggetto è singolare anche il verbo lo deve essere

  11. Singolare/plurale • Si potrebbe rimediare dividendo le regole in singolari e plurali, ma questo produrrebbe troppe regole (almeno il doppio) • La soluzione migliore è quella di inserire un parametro aggiuntivo nelle regole che indica il numero (singolare o plurale) per avere la dipendenza dal contesto

  12. GrammarforNaturalLanguage 3 sentence(Number) --> noun_phrase(Number), verb_phrase(Number). verb_phrase(Number) --> verb(Number), noun_phrase(_). noun_phrase(Number) --> determiner(Number), noun(Number). determiner(singular) --> [a]. determiner(_) --> [the]. noun(singular) --> [cat]. noun(singular) --> [mouse]. noun(plural) --> [cats]. noun(plural) --> [mice]. verb(singular) --> [scares]. verb(singular) --> [hates]. verb(plural) --> [scare]. verb(plural) --> [hate].

  13. Come Prolog interpreta la grammatica sentence(Number) --> noun_phrase(Number), verb_phrase(Number). Diventa sentence(Number, List1, Rest):- noun_phrase(Number, List1, List2), verb_phare(Number, List2, Rest).

  14. GrammarforNaturalLanguage 3 • ?- sentence(plural, [the, mice, hate, the, cat],[]). • true • sentence(plular, [the, mice, hates, the, cat],[]). • false • sentence(X, [the, mouse, hates, the, cat],[]). • X = singular • sentence(singular, [the, What, hates, the, cat],[]). • What = cat; • What = mouse; • false

  15. Esercizi • Scrivere un programma che, sfruttando la grammatica 3, prende in ingresso una frase (NON una lista) e restiuiscatrue o false se tale frase rispetta la grammatica o meno • Il programma appena realizzato deve funzionare anche se nella frase ci sono variabili Prolog ( parole che hanno l’iniziale maiuscola ). In questo caso deve restituire il valore che tali variabili assumono affinché la grammatica sia rispettata, se possibile

  16. Semantica/Significato

  17. Grammatica • Nella lezione scorsa abbiamo visto come usare le DCG (definite clausegrammar) in Prolog • Abbiamo anche aggiunto un parametro alle regole della grammatica per avere l’agreement singolare/plurale • Ora vedremo come generare gli alberi sintattici e come associare il significato a ciò che analizziamo

  18. Come rappresentare un albero noun_phrase(determiner(the), noun(cat)) root(figli_separati_da_virgola) noun_phrase determiner noun the cat

  19. Grammatica con alberi sintattici • Dobbiamo modificare la grammatica per poter avere gli alberi sintattici o parse tree • Es: sentence(Number) --> noun_phrase(Number), verb_phrase(Number). diventa sentence(Number, sentence(NP, VP)) --> noun_phrase(Number, NP), verb_phrase(Number, VP).

  20. Grammatica con alberi sintattici determiner(singular, determiner(a)) --> [a]. determiner(_,determiner(the)) --> [the]. noun(singular, noun(cat)) --> [cat]. noun(singular, noun(mouse)) --> [mouse]. noun(plural, noun(cats)) --> [cats]. noun(plural, noun(mice)) --> [mice]. verb(singular, verb(scares)) --> [scares]. verb(singular, verb(hates)) --> [hates]. verb(plural, verb(scare)) --> [scare]. verb(plural, verb(hate)) --> [hate]. sentence(Number, sentence(NP, VP)) --> noun_phrase(Number, NP), verb_phrase(Number, VP). verb_phrase(Number, verb_phrase(Verb, NP)) --> verb(Number, Verb), noun_phrase(_, NP). noun_phrase(Number, noun_phrase(Det, Noun)) --> determiner(Number, Det), noun(Number, Noun).

  21. Grammatica con alberi sintattici • ?- sentence(singular, Tree, [a, cat, scares, the, mice ], []). • Tree = sentence(noun_phrase(determiner(a), noun(cat)), verb_phrase(verb(scares), noun_phrase(determiner(the), noun(mice)))) • ?- sentence(singular, Tree, [a, X, scares, the, mice ], []). • Tree = sentence(noun_phrase(determiner(a), noun(cat)), verb_phrase(verb(scares), noun_phrase(determiner(the), noun(mice)))) • X=cat

  22. Grammatica con alberi sintattici • ?- sentence(Number, sentence(noun_phrase(determiner(a), noun(cat)), verb_phrase(verb(scares), noun_phrase(determiner(the), noun(mice)))), X, []). • Number = singular, • X = [a, cat, scares, the, mice]

  23. Significato • Per avere il significato di una frase o lista di comandi esistono due metodi: • Ottenere l’albero sintattico o parse tree della frase e poi parsare tale albero per ottenere il significato • Parsare direttamente la frase di partenza per avere il significato, senza passare per l’albero sintattico o parse tree

  24. Usando il parse tree move(move(Step)) --> step(Step). move(move(Step, Move)) --> step(Step), move(Move). step(step(up)) --> [up]. step(step(down)) --> [down]. meaning(move(Step, Move), Dist):- meaning(Step, D1), meaning(Move, D2), Dist is D1 + D2. meaning(step(Step), Dist):- meaning(Step, Dist). meaning(step(up), 1). meaning(step(down), -1).

  25. Usando il parse tree • ?- move(Tree, [up,up,down, up, up], []), meaning(Tree, Dist). • Tree = move(step(up), move(step(up), move(step(down), move(step(up), move(step(up)))))), • Dist = 3 • ?- move(Tree, [up,up,down, up, X], []), meaning(Tree, 1). • Tree = move(step(up), move(step(up), move(step(down), move(step(up), move(step(down)))))), • X = down

  26. Usando il parse tree • ?- move(Tree, [up, up, X, Y, up], []), meaning(Tree, 3). • Tree = move(step(up), move(step(up), move(step(up), move(step(down), move(step(up)))))), • X = up, • Y = down • Tree = move(step(up), move(step(up), move(step(down), move(step(up), move(step(up)))))), • X = down, • Y = up

  27. Non usando il parse tree move2(D) --> step2(D). move2(D) --> step2(D1), move2(D2), {D is D1 + D2}. step2(1) --> [up]. step2(-1) --> [down].

  28. Non usando il parse tree • move2(Dist, [up, up,down, up, up],[]). • Dist = 3 • move2(3, [up, up,X, Y, up],[]). • X = up, Y = down; • X = down, Y = up;

  29. Significato del linguaggio naturale • Data una frase cosa si intende con il suo “significato”? • Una volta estratto tale significato, cosa possiamo farci? • Come possiamo rappresentarlo?

  30. Significato del linguaggio naturale • In Prolog il significato possiamo esprimerlo con i termini. • paints(john). Può voler dire che John dipinge • likes(john, mary). Può voler indicare che a John piace Mary

  31. Significato del linguaggio naturale • Adottiamo lo stesso approccio del non usare il parse tree (che in questo caso sarebbe l’albero sintattico) • Quindi associamo il significato direttamente nella grammatica

  32. Significato del linguaggio naturale sentence2(VP) --> noun_phrase2(Actor), verb_phrase2(Actor, VP). noun_phrase2(Name) --> properName(Name). verb_phrase2(Actor, VP) --> intrans_verb(Actor, VP). verb_phrase2(Somebody, VP) --> trans_verb(Somebody, Something, VP), noun_phrase2(Something).

  33. properName(john) --> [john]. properName(mary) --> [mary]. intrans_verb(Actor, paints(Actor)) --> [paints]. trans_verb(Somebody, Something, likes(Somebody, Something)) --> [likes].

  34. Significato del linguaggio naturale • ?- sentence2(Meaning, [john, paints], []). • Meaning = paints(john) • ?- sentence2(Meaning, [john, likes, mary], []). • Meaning = likes(john, mary) • sentence2(paints(john), [Who, paints], []). • Who = john • sentence2(likes(mary, john), [X, likes, Y], []). • X = mary, • Y = john.

  35. Esercizio • Modificare la grammatica precedente per avere il significato a partire dall’albero sintattico della frase. Quindi una query dovrà restituire oltre al significato anche l’albero sintattico

  36. Significato di “a” • “a man paints” significa “esiste almeno un uomo che dipinge” • a ha il significato di esiste in First OrderLogic • Thereexistsan X suchthat X is a man and X paints • exists( X, man(X) and paints(X))

  37. Significato di “a” • exists(X, Property and Assertion) • determiner(X, Prop, Assn, exists(X, Prop and Assn)) --> [a].

  38. Significato di “every” • “every woman dances” significa che tutte le donne danzano • Every ha il significato di per ogni in First OrderLogic • Forall X if X is a woman then X dances • all(X, woman(X) => dances(X) )

  39. Significato di “every” • all(X, Property => Assertion) • determiner(X, Prop, Assn, all(X, Prop=>Assn)) --> [every].

  40. Esempio di “a” e “every” :- op( 100, xfy, and). :- op( 150, xfy, =>). sentence( S)  noun_phrase( X, Assn, S), verb_phrase( X, Assn). noun_phrase( X, Assn, S) --> determiner( X, Prop, Assn, S), noun( X, Prop). verb_phrase( X, Assn) --> intrans_verb( X, Assn). determiner( X, Prop, Assn, all( X, Prop => Assn)) --> [every]. determiner( X, Prop, Assn, exists( X, Prop and Assn)) --> [a]. noun( X, man(X)) --> [man]. noun( X, woman(X)) --> [woman]. intrans_verb( X, paints(X)) --> [paints].

  41. Esempio di “a” e “every” • ?- sentence(S, [a, man, paints], []). • S = exists(_G530, man(_G530)and paints(_G530)) • ?- sentence(S, [every, woman, paints], []). • S = all(_G1188, woman(_G1188)=>paints(_G1188)

  42. Relative clauses • “Every man thatpaintsadmires Monet” significa che tutti gli uomini che dipingono ammirano Monet, cioè che se uno è un uomo e dipinge allora ammira Monet • Forall X, if X is a man and paints then X admires Monet

  43. Relative clauses • all(X, man(X) and paints(X) => admires(X, Monet) ). • all(X, Prop1 and Prop2 => Assn). • rel_clause( X, Prop1, Prop1 and Prop2) --> [that], verb_phrase( X, Prop2). • noun_phrase( X, Assn, S) --> determiner( X, Prop12, Assn, S), noun( X, Prop1), rel_clause( X, Prop1, Prop12).

  44. Esempi conclusivi • ?- sentence( M, [john,paints],[]). • M = paints(john) • ?- sentence( M, [a, man, paints], []). • M = exists(_G526, man(_G526)and paints(_G526)) • ?- sentence( M, [every,man,that,paints,admires,monet],[]). • M = all(_G895, man(_G895)and paints(_G895)=>admires(_G895, monet)) • ?- sentence( M, [annie,admires,every,man,that,paints],[]). • M = all(_G306, man(_G306)and paints(_G306)=>admires(annie, _G306)) • ?- sentence( M, [every,woman,that,admires,a,man,that,paints,likes,monet],[]). • all(_G1215, woman(_G1215)and exists(_G1227, (man(_G1227)and paints(_G1227))and admires(_G1215, _G1227))=>likes(_G1215, monet))

  45. Esercizio • Modificare la grammatica precedente affinchè venga memorizzato in prolog il significato della frase appena parsata in modo che sia possibile poi effettuare delle query fruttando la conoscenza appena aggiunta. Eventualmente gestire l’input non tramite liste, ma tramite frasi (non [a, man, paints], ma “a man paints”)

More Related