Huiswerk 3: Prolog. Inleiding Taalkunde. Dinsdag 31 mei

Transcriptie

1 Huiswerk 3: Prolog Inleiding Taalkunde Dinsdag 31 mei Opdracht 1: Top-down Parsing In deze opdracht bekijken we top-down parsing. Voor dit parseeralgoritme is een implementatie in Prolog gegeven in het bestand topdown.pl. We bekijken de werking van het algoritme aan de hand van deze implementatie. Beschouw de volgende situatie. William heeft problemen met zijn Engels. Hij heeft het graag over de personages uit zijn favoriete boek, maar hij maakt hierbij wel eens fouten. Een voorbeeld van wat William wel eens probeert te zeggen is de volgende zin. (1) Ralph and Piggy live on an island. Om William te helpen maken we voor hem een grammatica. Hiermee kan hij met het top-down-algoritme controleren of hij goede Engelse zinnen maakt. Beschouw grammatica A. S NP VP VP V PP V live PP on an island NP NP and NP NP Ralph Piggy Jack Roger Sam Eric Simon... Figure 1: Grammatica A 1.1 Implementeer grammatica A in Prolog. Maak voor het invoeren van de grammaticaregels gebruik van de operator ==> zoals gedefiniëerd in topdown.pl. Bijvoorbeeld, drie van de regels die je moet invoeren zijn: s ==> np, vp. pp ==> [on], [an], [island]. v ==> [live]. 1

2 Zet je grammatica niet onder het top-down-algoritme, maar maak een nieuw bestand genaamd opdracht1a.pl met daarin enkel de grammatica. Let op: voordat je je grammatica inlaadt in Prolog voor de volgende opdrachten moet je eerst topdown.pl inladen, anders klaagt Prolog dat het de operator van je grammatica niet kent. 1.2 Om bijvoorbeeld zin (1) te parsen met het algoritme kun je de volgende aanroep gebruiken: parse(s,[ralph,and,piggy,live,on,an,island],[]). Wat gebeurt er als je zin (1) probeert te parseren met het top-down-algoritme? Leg goed uit waardoor dit komt. 1.3 Om het probleem van opgave 1.2 te omzeilen gebruiken we grammatica B. S NP VP VP V PP V live PP on an island NP Ralph NPT Piggy NPT Jack NPT Roger NPT... NPT ɛ and NP NPT Figure 2: Grammatica B Implementeer grammatica B in Prolog. Maak weer gebruik van ==>. Plaats deze grammatica in een nieuw bestand met de naam opdracht1b.pl, zodat het algoritme niet regels van beide grammatica s door elkaar gaat gebruiken. 1.4 Probeer met deze grammatica zinnen (2) en (3) te parseren. Maak op deze manier een nog langere zin en probeer die te parseren. Wat merk je? (2) Ralph and Piggy and Jack and Roger and Sam and Eric and Simon and Ralph and Piggy and Jack and Roger lives on an island. (3) Ralph and Piggy and Jack and Roger and Sam and Eric and Simon and Ralph and Piggy and Jack and Roger and Sam and Eric and Simon lives on an island. N.B. In zinnen (2) en (3) staat met opzet lives in plaats van live. Dit is geen typfout. 2

3 1.5 Pas het algoritme in topdown.pl aan zodat het zichtbaar wordt hoe veel werk het algoritme verricht. Laat bijvoorbeeld zien hoe vaak het algoritme regels uit de grammatica raadpleegt. Om iets op het scherm weer te geven in Prolog kun je bijvoorbeeld de aanroep write(something) gebruiken. Zet je aangepaste algoritme in een nieuw bestand genaamd topdown2.pl 1.6 Zoek uit in welke orde van grootte het verband ligt tussen het aantal namen in het onderwerp van schema (4) en de hoeveelheid werk die het algoritme moet verrichten om deze zin te (proberen te) parseren. Dat wil zeggen, zoek uit welke van de volgende functies deze groei inhaalt, en welke niet. Geef aan wat je geteld hebt en hoe je tot je conclusie komt. f(x) = x f(x) = 10x f(x) = x 2 f(x) = x 3 f(x) = 2 x (4) subj 1 and subj 2... and subj n lives on an island. Opdracht 2: CKY In deze opdracht bekijken we het CKY-algoritme. Voor dit parseeralgoritme is een implementatie in prolog voor grammatica s in Chomsky normal form (CNF) gegeven in het bestand cky.pl (of met feedback: cky trace.pl). We bekijken de werking van het algoritme aan de hand van deze implementatie. 2.1 Beschouw nogmaals grammatica A van opdracht 1. Zet die grammatica om in Chomsky normal form (CNF). Zie Wikipedia (Chomsky normal form) en J&M 12.5 voor meer informatie over wat CNF is en hoe je een grammatica in deze vorm zet. Geef je antwoord door de nieuwe grammatica direct in Prolog te implementeren. Zet je regels niet onder het CKY-algoritme, maar maak een nieuw bestand genaamd opdracht2.pl met daarin enkel de grammatica. 3

4 Maak voor het invoeren van de grammaticaregels gebruik van de operator ---> zoals in onderstaand voorbeeld. s ---> [np, vp]. np ---> [donald]. vp ---> [kwaakt]. 2.2 Om bijvoorbeeld zin (1) (herhaald als zin (5)) te parseren met het algoritme kun je de volgende aanroep gebruiken: recognize([ralph,and,piggy,live,on,an,island],s). (5) Ralph and Piggy live on an island. Het top-down-algoritme van opdracht 1 had problemen met het parseren van deze zin met grammatica A. Parseer zin (1) nu met het CKY-algoritme, gebruikmakend van de CNF-versie van Grammatica A van opdracht 2.1. Leg uit wat er gebeurt bij het maken van de afleiding waardoor dit algoritme geen problemen heeft met het parseren. 2.3 Probeer zin (6) te parseren. Wat voor verschil met het top-down-algoritme merk je? (6) Ralph and Piggy and Jack and Roger and Sam and Eric and Simon and Ralph and Piggy and Jack and Roger and Sam and Eric and Ralph and Piggy and Jack and Roger and Sam and Eric lives on an island. Dit is geen typ- N.B. In zin (6) staat met opzet lives in plaats van live. fout. 2.4 Pas het algoritme in cky.pl (of in cky trace.pl) aan zodat het zichtbaar wordt hoe veel werk het algoritme verricht. Laat bijvoorbeeld zien hoe vaak het algoritme regels uit de grammatica raadpleegt. Om iets op het scherm weer te geven in Prolog kun je wederom de aanroep write(something) gebruiken. Noem je bestand cky2.pl (of cky trace2.pl). 4

5 2.5 Laat x het aantal namen in het onderwerp van schema (7) zijn en laat f(x) de hoeveelheid werk die het CKY-algoritme moet verrichten om deze zin te (proberen te) parseren. Groeit f(x) sneller of minder snel dan 2 x? Geef aan wat je geteld hebt en hoe je tot je conclusie komt. (7) subj 1 and subj 2... and subj n lives on an island. N.B. In schema (7) staat met opzet lives in plaats van live. typfout. Dit is geen Insturen Maak een zip-bestand met daarin alle bestanden die je hebt gemaakt, en geef het de naam studentnummer.zip (of voor koppels, studentnummer-studentnummer.zip). Respecteer a.u.b. de volgende verdeling: De eerste letter van je achternaam is van A t/m L: stuur het naar Maaike De eerste letter van je achternaam is van M t/m R: stuur het naar Merlijn De eerste letter van je achternaam is van S t/m Z: stuur het naar Marc Als er twee mogelijkheden zijn, mogen koppels zelf kiezen aan wie ze de opdrachten sturen. 5