Разработка программных средств конвертирования HTML-текстов в семантические сети
Московский Государственный Университет Путей сообщения
(МИИТ)
Кафедра АСУ
Курсовой проект
«Разработка программных средств конвертирования HTML текстов в семантическую сеть»
Выполнила:
Студентка 5-го курса группы УИС-511 Болотова Е.А.
Проверил: Саркисян Р.Е.
Москва 2001
Содержание:
Что такое семантическая сеть …………………………..3
Основные сведения о языке HTML …………………….3
1.Введение ………………………………………….3
2.Сруктура HTML-документа ……………………..4
Что такое фреймы ……………………………………….7
Возможности представления знаний на базе
языка HTML ……………………………………………...8
TextAnalyst 2.0 – персональная система
автоматического анализа текста ………………………..14
Принцип работы HTML-конвертора …………………...17
Список использованных источников …………………..21
Что такое семантическая сеть
Семантическая сеть – структура для представления знаний в виде ориентированного графа, в котором вершины – это понятия, а дуги - отношения. Термин семантическая означает "смысловая", а сама семантика – это наука, устанавливающая отношения между символами и объектами, которые они обозначают, что есть наука, определяющая смысл знаков.
Самые первые семантические сети были разработаны в качестве языка-посредника для систем машинного перевода. Однако последние версии семантических сетей стали более мощными и гибкими и составляют конкуренцию логическому программированию, фреймовым системам и другим языкам представления.
На сегодняшний день существует множество вариантов семантических сетей. Их терминология и структура различаются, но существуют сходства, присущие всем семантическим сетям:
Узлы семантических сетей представляют собой концепты предметов, событий, состояний
различные узлы одного концепта относятся к различным значениям, если они не помечены как относящиеся к одному концепту
дуги семантических сетей создают отношения между узлами-концептами (пометки над дугами указывают на тип отношения)
некоторые отношения между концептами представляют собой лингвистические падежи, такие как агент, объект, реципиент и инструмент (другие означают временные, пространственные, логические отношения и отношения между отдельными предложениями
концепты организованы по уровням в соответствии со степенью обобщенности так, как, например, сущность, живое существо, животное, плотоядное.
Несмотря на некоторые различия, сети удобны для чтения и обработки компьютером, а также достаточно мощны, чтобы представить семантику естественного языка.
Наиболее часто в семантических сетях используются следующие отношения:
связь типа "часть-целое" ("класс-подкласс", "множество-подмножество" и т.п.)
функциональные связи, определяемые обычно глаголами "производит", "принадлежит" и т.п.)
количественные ("больше", "меньше", "равно" и т.п.)
пространственные ("близко от", "далеко от" и т.п.)
временные ("раньше", "позже" и т.п.)
логические связи ("и", "или" и т.п.)
лингвистические связи и т.д.
Основные сведения о языке HTML
Введение
Все стандартные броузеры для сети Интернет используют способы представления текстов, основанные на языке HTML. HTML (Hyper Text Markup Language) – это язык разметки гипертекста. Этот язык «понимают» все компьютеры, он довольно прост, но при этом имеет достаточные выразительные средства для удобного описания разных типов документов. Язык позволяет хранить текст в «чистом» виде (не кодируя его), что делает возможным просмотр HTML скриптов с помощью обычных текстовых редакторов. Этот язык предоставляет авторам Интернет - публикаций средства:
представления документов, включающих заголовки, тексты, таблицы, списки, «картинки» и т.п. элементы;
осуществления навигации по отдельным документам и множеству документов путем использования гиперссылок;
конструирования диалоговых форм для взаимодействия с удаленными сервисами, доступными в сети;
включения в документы вычисляемых форм (spread-sheets), видео и звука, равно как и разнообразных приложений.
Первая версия языка HTML была разработана Т. Бернерс-Ли из Европейского Центра ядерных исследований (CERN). В дальнейшем язык претерпел существенные изменения. К середине 90-х годов произошла стандартизация его версий, которая стала курироваться международными организациями. В настоящее время наиболее развитой является версия языка HTML 4.0, в которой представлены новые возможности аппаратуры и требования производителей программного обеспечения броузеров, а также пожелания Интернет – авторов.
2. Структура HTML-документа
В HTML – файле находится символьная информация. Часть ее – это данные, составляющие содержимое документа, а другая часть – HTML – теги, языковые конструкции, используемые для разметки документа и управляющие его отображением. Для выделения тегов в тексте HTML – документа эти конструкции берутся в угловые скобки. Обычно теги используются парами: открывающий и закрывающий тег.
Типичный HTML – документ имеет следующую структуру:
< ! DOCTYPE HTML PUBLIC “-//W3C//DTD HTML 4.0//EN”
“http://www.w3.org/TR/REC-html40/strict.dtd”>
<HEAD>
<TITLE> Наименование документа TITLE>
<META> name=keywords content=”Ключевые слова”>
HEAD>
<BODY>
Тело документа
BODY>
В приведенном фрагменте комментарий DOCTYPE …> фиксирует текущее состояние спецификации версии языка HTML. Документ должен открываться тегом <HTML>, закрываться тегом HTML> и состоять из двух частей: заголовка и тела документа.
Заголовок находится между тегами <HEAD> и HEAD> и содержит служебную информацию. В представленном выше фрагменте HTML – документа показаны два компонента заголовка:
<TITLE> Заглавие TITLE> - строка символов, которая отображается в заголовке окна броузера.
<META> - дополнительная информация об HTML – документе (в нашем примере этот тег с помощью параметров name и content фиксирует значение первого атрибута как keywords, а второго – как ключевые слова «Представление знаний» и «Мультиагентные системы»). Этот тег ориентирован на аннотирование Интернет – документов и значительно облегчает задачу индексирования их, например, с помощью сетевых роботов.
Кроме этих компонентов заголовок может содержать еще и другие теги:
<BASE> - базовый адрес, используемый при обработке относительных URL,
<LINK> - используется для связи HTML-документа с другими источниками данных.
Собственно содержание документа находится в теле между тегами <BODY> и BODY>. Иногда вместо этих тегов можно встретить тег <FRAMESET>, который определяет специальный тип документа – Web-страницу с кадрами или фреймами.
Как правило, тело HTML-документа состоит из последовательности структурных единиц, базисными из которых являются:
заголовки разного уровня (текст, заключенный между тегами <Hi> и Hi>), где i может меняться от 1 до 6;
параграфы (текст, заключенный между тегами <P> и P>).
Это минимальные средства форматирования документа. Естественно, что в HTML эти средства значительно богаче (всевозможные выравнивания, табуляция, несколько видов списков, таблицы и т.д.).
Наиболее важными базовыми конструкциями языка HTML являются якоря. Синтаксически эти конструкции представлены тегами <A> и A> с атрибутами name и href. Якорем является конструкция вида:
Эта конструкция обеспечивает уникальное в пределах документа имя начала определенного фрагмента HTML-текста. При этом текст, заключенный между тегами <A> и A>, как правило, задает семантически значимое наименование заголовка.
Для ссылок на помеченные таким образом части Интернет - документа используются конструкции следующего вида:
<A href=«#Метка»>ТекстA> - Задает локальную ссылку на часть документа, начинающуюся с указанной метки
<A href=«URL»>ТекстA> - Задает глобальную ссылку на документ в сети, однозначно идентифицируемый с помощью URL (Unified Resource Locator) – Интернет – адрес: имя домена, уточненное названием протокола и собственное имя документа, включая путь к нему в пределах данного домена.
Важными конструкциями HTML также являются таблицы с богатыми возможностями многоуровневых заголовков и формы, с помощью которых в язык введены средства обеспечения диалога с читателями Интернет - документов. Базисными конструкциями форм являются редактируемые текстовые поля, элементы выбора, различные кнопки и т.д.
Пример создания таблицы:
столбец1, строка1 столбец2, строка1
столбец1, строка2 столбец2, строка2
Простейший пример создания формы:
<P> Вы можете ввести в поле одну строку
P> Для обработки результатов ввода нажмите кнопку
Принять запрос”>
Еще одна важная конструкция – это фреймы (frames). С их помощью можно разделить документ на части и представлять их в отдельных, неперекрывающихся областях экрана. Такое представление информации характерно для многооконных приложений.
Кроме этого имеются и другие конструкции разметки Интернет – документов. Среди этих конструкций надо отметить более четкое разделение между структурой документа и его представлением за счет использования таблиц стилей, скриптов, поддерживающих, в частности, создание динамических страниц, новый механизм интеграции текстовых и графических ссылок, исполняемый на стороне клиента и стандартизацию механизма подключения к HTML-документам базисных медиаобъектов и приложений.
Что такое фреймы
Термин фрейм был предложен в 70-е годы для обозначения структуры знаний для восприятия пространственных сцен. Фрейм – это абстрактный образ для представления некоего стереотипа восприятия. Фреймом также называется и формализованная модель для отображения образа.
Различают:
фреймы-образцы (прототипы) – хранятся в базе данных
фреймы-экземпляры – создаются для отображения реальных фактических ситуаций на основе поступающих данных
фреймы-структуры – используются для обозначения объектов и понятий
фреймы-роли
фреймы-сценарии
фреймы-ситуации
Обычно структура фрейма представляется как список свойств:
(ИМЯ ФРЕЙМА:
(имя 1-го слота: значение 1-го слота),
(имя 2-го слота: значение 2-го слота),
--------------------------
(имя N-го слота: значение N-го слота)
В качестве значения слота может выступать имя другого фрейма, так образуется сеть фреймов.
Существует несколько способов получения слотом значений во фрейме-экземпляре:
по умолчанию от фрейма-образца (значение default)
через наследование свойств от фрейма, указанного в слоте АКО (a kind of)
по формуле, указанной в слоте
через присоединенную процедуру
явно из диалога с пользователем
из базы данных.
Возможности представления знаний на базе языка HTML
Рассмотрим, каким образом HTML-документ может быть представлен в виде семантической сети. Нам необходимо выделить те конструкции языка, которые могут быть полезными для решения этой задачи.
Прежде всего, к числу таких конструкций относятся теги типа <TITLE>, <META…> и <A…>. Первый тег важен для фиксации семантики всего HTML – документа, так как текст, заключенный между тегами <TITLE> и TITLE> чаще всего отражает его назначение или содержание.
Теги типа <META…> вводят имена атрибутов и их значения с помощью параметров name=”…” и content=”…”, а ссылки и якоря фиксируют отношения между частями одного документа или между отдельными документами.
Теги типа <META…> явно вводят семантику значений атрибутов, одинаково интерпретируемых броузерами за счет ключевых слов, которые могут быть значениями параметра name.
Теги типа <A…> фиксируют лишь факт наличия отношения между ссылкой и ее якорем. В некоторых случаях этому отношению можно «приписать» имя SeeAlso (смотри также), в других случаях – ConsistOf, PartOf или иное подходящее имя, но семантика данной конструкции имплицитна, а встроенная интерпретация ее связана лишь с переходом по ссылке и визуализацией начала соответствующего фрагмента документа или загрузкой нового документа для просмотра.
Другими полезными конструкциями являются заголовки разделов и подразделов (тексты между тегами <Hi> и Hi>), списки, таблицы и другие элементы языка.
Но в целом, выделение значимых для семантической интерпретации конструкций является экспертной задачей, решаемой каждый раз автором соответствующей Интернет - публикации по-своему. Но существуют определенные стереотипы. Например, на страницах Интернет – магазинов каталоги товаров в большинстве случаев представляются таблицами или списками, либо «зашиты» в чувствительные для щелчка мыши графические объекты. Это характерно и для индексов на сайтах машин поиска.
Рассмотрим в качестве примера страницу официального сайта компании Microsystems LTD, расположенную в сети по адресу http://www.analyst.ru. На этой странице располагается по информация по программе TextAnalyst 2.0. Экранная форма этой страницы показана на рисунке.
Фрагмент соответствующего HTML – текста представлен ниже:
---------------------------------
-----------------------------------------------
border="0" src="/images/top_logo.gif"> bgcolor="#001395" height="23"> ------------------------------------- ---------------------------------------------- Products onmouseover="this.style.backgroundColor='#6B8ADE'"> content/products/menu.txt " target="_self"> TextAnalyst SDK height="12"> TextAnalyst onmouseover="this.style.backgroundColor='#6B8ADE'"> tref&left=content/products/menu.txt " target="_self"> Text Referent ---------------------------------------- Получите бесплатную версию TextAnalyst Системные требования Технические характеристики *.csw (электронные таблицы). ----------------------------------- персональная система автоматического анализа текста TextAnalyst разработан в качестве инструмента для анализа содержания текстов, смыслового поиска информации, формирования электронных архивов, и предоставляет пользователю следующие основные возможности: Не пугайтесь обилия возможностей! Работа с TextAnalyst покажется Вам неожиданно простой и приятной, а его аналитические способности сэкономят массу полезного времени... ----------------------------------
Сравнив приведенные экранную форму и HTML-текст, видим, что семантически значимыми элементами данного документа являются: ключевые слова, относящиеся к данному документу: Microsystems, TextAnalyst, text mining, knowledge discovery, textmining, e-commerce, classification, semantic analysis, neuro networks, natural linguistc, text processing, Микросистемы, анализ текстов, база знаний, документооборот, классификация, семантический анализ, нейронные сети, натуральные языки, текст процессор (тег >); все меню организованы в виде таблиц (тег ), в ячейках которых (тег текст описания возможностей программы TextAnalyst организован в виде списка (тег Т.о. можно видеть, семантически значимые характеристики документа могут быть разбросаны по разным частям документа или по разным документам. Это сильно затрудняет семантический анализ Интернет – документов. Решение этой проблемы в настоящее время связано с использованием двух подходов. Первый подход предполагает, что семантическая разметка документа выполняется вручную его автором на основе специальных метатегов, а второй подход связан с автоматическим или полуавтоматическим преобразованием исходного текста в специальное семантическое представление. Целесообразно конвертировать HTML-тест в более удобную форму представления для дальнейшей обработки. TextAnalyst 2.0 – персональная система автоматического анализа текста TextAnalyst разработан в качестве инструмента для анализа содержания текстов, смыслового поиска информации, формирования электронных архивов, и предоставляет пользователю следующие основные возможности: анализ содержания текста с автоматическим формированием семантической сети с гиперссылками - получение смыслового портрета текста в терминах основных понятий и их смысловых связей; анализ содержания текста с автоматическим формированием тематического древа с гиперссылками - выявление семантической структуры текста в виде иерархии тем и подтем; смысловой поиск с учетом скрытых смысловых связей слов запроса со словами текста; автоматическое реферирование текста - формирование его смыслового портрета в терминах наиболее информативных фраз; кластеризация информации - анализ распределения материала текстов по тематическим классам; автоматическая индексация текста с преобразованием в гипертекст; ранжирование всех видов информации о семантике текста по «степени значимости» с возможностью варьирования детальности ее исследования; автоматическое/автоматизированное формирование полнотекстовой базы знаний с гипертекстовой структурой и возможностями ассоциативного доступа к информации. Рассмотрим на нашем примере работу этой программы. После запуска TextAnalyst, необходимо открыть текстовый файл, в котором расположен HTML-документ нашего примера. Программа выполняет анализ предложенного текста и выдает результаты (см. рисунок) Изучив предложенный текст, TextAnalyst формирует сеть наиболее значимых понятий, содержащихся в данном тексте. В такую включены те термины текста, которые несут основную смысловую нагрузку. Т.о. сеть позволяет отбросить несущественную информацию и представить содержание текста в сжатом виде. Каждое понятие, появляющееся множество раз в различных частях текста, в сети представлено единственным узлом. Различные формы слов для отображения в один узел сети представляются к общей грамматической форме. Каждый элемент сети характеризуется числовой оценкой – смысловым весом. Связи между понятиями также характеризуются весами. Значение смыслового веса (от 1 до 100) показывает, насколько важную роль играет понятие для смысла всего текста, т.е. как много информации в тексте касается данного понятия. Максимальное значение, равное 100, говорит о том, что понятие является ключевым и представляет важнейшую тему текста. Маленькое, близкое к единице значение показывает, что соответствующая тема лишь вскользь упомянута в тексте и в нем очень мало информации, относящейся к данному понятию. Второе число, стоящее перед смысловым весом, ближе к раскрытому узлу, представляет вес связи от понятия в вершине раскрытого списка к данному. Большое значение веса связи (близкое к 100) указывает на то, что подавляющая часть информации в тексте, касающаяся первого, касается в то же время и второго понятия. Малое (близкое к 1) значение означает, что первое понятие слабо связано со вторым и очень мало информации по первой теме касается в тоже время и второй. По умолчанию на экране отображаются понятия с весом не менее 5. Вид сети на экране можно настраивать, изменяя количество отображаемых понятий и связей, а также способ их сортировки. TextAnalyst предоставляет услугу автоматического реферирования. Формируемый реферат содержит список наиболее информативных предложений текста. Это позволяет быстро ознакомиться с содержанием текста. Подробность реферата можно настраивать, изменяя количество формирующих его предложений. Каждое предложение характеризуется относительной степенью значимости во всем тексте. В нашем примере реферат выглядит таким образом: 98 анализа содержания текста с автоматическим формированием семантической сети с гиперссылками - получения смыслового портрета текста в терминах основных понятий и их смысловых связей; 98 Цифры показывают степень значимости предложений в тексте. Значение веса, близкое к 100, означает, что данное предложение представляет важнейшую информацию, касающуюся главных понятий текста. Эти понятия в реферате выделяются цветом. По умолчанию на экране отображаются предложения реферата с весами не менее 90. Для рассматриваемого выше примераHTML-текста описания страницы Analyst.ru фрагменты семантической сети выглядят следующим образом: Принцип работы HTML-конвертора Рассмотрим в качестве примера следующее подмножество HTML-языка, которое может быть задано следующими определениями: HTML-text :: = HEAD BODY HEAD :: = TITLE{HEAD}| META{HEAD}| LINK{HEAD}… TITLE :: = META :: = KEYWORDS :: = … BODY :: = HTML-BODY HTML-BODY :: = PARAGRAPH{HTML-BODY} | TABLE {HTML-BODY} | LIST{HTML-BODY} | ANCHOR{HTML-BODY} | … PARAGRAPH :: = TABLE :: = TABLE-CELLS STROKA :: = CELL :: = LIST :: = LIST-ATOM :: = … ANCHOR :: = TEXT TEXT :: = … LINK: = … Синтаксическая диаграмма, соответствующая этим правилам выглядит следующим образом: С теоретической точки зрения HTML – это простой язык программирования с контекстно-свободной грамматикой. Для анализа HTML-текстов можно использовать нисходящие распознаватели, реализуемые на базе метода рекурсивного спуска. Рассмотрим продукционно-фреймовый формализм представления знаний и разработку на его основе интеллектуальный HTML-конвертор. Для начала необходимо задать регулярное отображение каждого правила спецификации HTML-конструкций в соответствующий объект базы знаний на уровне фрейма-прототипа. Система таких прототипов даст нам описание языка, а множество фреймов-экземпляров – спецификацию конкретных и синтаксически правильных HTML-текстов. Основные правила такого отображения таковы: каждому концепту из левой части BNF-определения ставим в соответствие имя фрейма-прототипа; альтернативам из правой части BNF-определения при этом должны соответствовать имена слотов этого фрейма; для концептов-нетерминалов соответствующий слот должен иметь тип frame; для концептов-терминалов соответствующие слоты будут, как правило, иметь тип numb или string; рекурсия в BNF-определениях заменяется итерацией, а соответствующие слоты становятся множественными. После применения данных правил к BNF-определениям языка HTML получим следующее множество фреймов-прототипов: [html is_aprototype, if_added HTML(); HEADframe, restr_by head; BODYframe, restr_by body ]; [head is_aprototype, if_added HEAD(); BODY{frame}, restr_by one_of {title, meta, …}]; [title is_aprototype, if_added TITLE(); BODYstring ]; [meta is_aprototype, if_added META(); BODYstring ]; …………………. [body is_aprototype, if_added BODY(); SENT{frame}, restr_by one_of {header, paragraph, table, …}]; [paragraph is_aprototype, if_added PARAGRAPH(); [LIST is_aprototype; ATOM{frame}, if_added LI() ]; BODYframe, restr_by text]; [table is_aprototype; if_added TABLE(); TAB{frame}, restr_by one_of {stroka,…};] [stroka is_aprototype, if_added TR(); CELLS{frame}, restr_by one_of{cell,…}]; [cell is_aprototype, if_added TD();]; …………………… [anchor is_aprototype; BODYframe, restr_by text]; …………………… [link is_aprototype; URLframe, restr_by one_of {http,ftp,…}]; MAILframe, restr_by mail]; [url is_alink; without_slot MAIL]; [http is_aurl, if_added HTTP(); SERVERstring; DIR{string}; FILEstring]; [ftp is_aurl, if_added FTP(); SERVERstring; DIR{string}; FILEstring]; ………………………… В соответствии с приведенными фреймами-прототипами и синтаксическими диаграммами, можно специфицировать процедурную часть конвертора как систему демонов, присоединенных к фреймам или к их слотам. Спецификация одного из таких демонов представлена ниже на языке Java: public class HTML extends FramePrototype { HEAD head=null; BODY body-null; …………. String keyword; Public void HTML (String name) { Super (name); keyword=getToken(); if (keyword.compareTo (“”) = =0 { head = new HEAD (getNewName()); body = new BODY (getNewName()); }; keyword = getToken (); if (keyword.compareTo (“</HTML>”)= =0) return; } ………………… Public void (String nam) { Super (name); Keword=getToken(); If (keyword compareTo (“”) = = 0 { paragraph = new PARAGRAPH (getNewName()); header = new HEADER (getNewName()); table = new TABLE (getNewName()); }; keyword = getToken (); if (keyword compareTo (“”) = = 0) return; } ………………………….. } По существу, такой демон является конструктором класса HTML, а запуск конвертора осуществляется с помощью оператора создания нового объекта этого класса: HTML currPage = new HTML (get_new_name()); При этом будут рекурсивно вызываться конструкторы других классов (на верхнем уровне это HEAD, BODY), что, в конечном счете, приведет к построению множества фреймов-экземпляров, представляющих анализируемую HTML-страницу. Получение полезной в дальнейшем базы знаний предполагает дальнейшую семантическую интерпретацию фреймового представления и построение в конечном счете семантической сети, отражающей смысл исходного Интернет – документа. Список использованных источников: Т.А. Гаврилова, В.Ф. Хорошевский «Базы знаний интеллектуальных систем», учебник, Санкт-Петербург, «Питер», 2001 www.citforum.ru www.bur.oivta.ru www.analyst.ru Чтобы скачать документ, порекомендуйте, пожалуйста, его своим друзьям в любой соц. сети. После чего кнопка «СКАЧАТЬ» станет доступной! Кнопочки находятся чуть ниже. Спасибо! Кнопки:
>
<td width="100%" valign="top" align="left"> Intel-based PC Windows 9X, NT, 2000, Me /tr>
TextAnalyst 2.0
) расположены ссылки (тег ), с помощью которых можно перейти к другой интересующей информации. Например, можно получить информацию о продуктах данной компании, выбрав их название из левого меню.
TABLE-CELLS :: = STROKA{TABLE-CELLS} | …
CELL текст LIST-ATOM
Нравится материал? Поддержи автора!
Ещё документы из категории информатика: