[論文レビュー] Abstract Machine for Typed Feature Structures

Shuly Wintner, Nissim Francez|ArXiv.org|Apr 13, 1995

Logic, programming, and type systems参考文献 10被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、HPSGなどの言語的形式的枠組みで用いられる型付き特徴構造を対象とする抽象機械を提示する。この機械は、コンパイルされた命令セットを通じて、型付きで、循環を含む可能性のある特徴構造の統合を効率的に行う。また、句構造文法における構文解析のための制御構造を統合し、言語的文法を記述的プログラムとして形式的な操作的意味論を提供する。

ABSTRACT

This paper describes an abstract machine for linguistic formalisms that are based on typed feature structures, such as HPSG. The core design of the abstract machine is given in detail, including the compilation process from a high-level language to the abstract machine language and the implementation of the abstract instructions. The machine's engine supports the unification of typed, possibly cyclic, feature structures. A separate module deals with control structures and instructions to accommodate parsing for phrase structure grammars. We treat the linguistic formalism as a high-level declarative programming language, applying methods that were proved useful in computer science to the study of natural languages: a grammar specified using the formalism is endowed with an operational semantics.

研究の動機と目的

• HPSGのような型付き特徴構造に基づく言語的形式的枠組みの形式的操作的意味論を提供すること。
• 型付きで、循環を含む可能性のある特徴構造の統合を効率的に行える抽象機械を設計すること。
• 高水準の言語的仕様を、抽象機械上で実行可能な低水準の命令セットにコンパイルすること。
• 句構造文法における構文解析のための制御構造を、特徴構造の操作を目的とした機械の命令セットに統合すること。
• プログラミング言語分野で確立されたコンパイルおよび実行技術を自然言語処理の形式的枠組みに効果的に適用すること。

提案手法

• 抽象機械は、型付き特徴構造の操作および統合に特化したコア命令セットを備えている。
• 高水準の言語的形式的枠組みを、抽象機械の低水準命令言語に変換するコンパイルプロセスが定義されている。
• 機械の実行エンジンは、明示的なデータ構造と制御フローを用いて、型付きで、循環を含む可能性のある特徴構造の統合を実装している。
• 別個の制御命令が、句構造文法におけるトップダウンまたはボトムアップ処理をサポートする構文解析動作を管理している。
• 言語的形式的枠組みを、明確な操作的意味論を備えた記述的プログラミング言語として扱う設計である。
• 実装はスタックベースの実行モデルを採用しており、特徴構造の共有および循環の明示的処理が行われている。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 HPSGに類似した形式的枠組みにおける型付き特徴構造を、効率的で実行可能な命令セットにコンパイルする方法は何か？
• RQ2 循環的で型付きの特徴構造の統合をサポートする適切な抽象機械アーキテクチャとは何か？
• RQ3 特徴構造の操作を目的とした機械に、構文解析のための制御構造をどのように統合できるか？
• RQ4 プログラミング言語分野で確立されたコンパイルおよび実行技術を、言語的形式的枠組みに効果的に適用できるか？
• RQ5 言語的形式的枠組みに対して、正確で実行可能な解釈を可能にする操作的意味論をどのように定義できるか？

主な発見

• 抽象機械は、明確に定義された命令セットを通じて、型付きで、循環を含む可能性のある特徴構造の統合を効果的にサポートしている。
• 高水準の言語的形式的枠組みから抽象機械言語へのコンパイルプロセスは、自己完結的かつ形式的に規定されている。
• 機械の設計により、確立されたコンパイル技術を活用した、言語的文法の効率的実行が可能である。
• 構文解析のための制御命令がスムーズに統合されており、機械が句構造文法の構文解析を処理できる。
• 本アプローチにより、HPSGに類似した形式的枠組みに対して形式的な操作的意味論が提供され、正確な実行と解析が可能になった。
• 実装は、言語的形式的枠組みを、実行可能意味論を備えた記述的プログラミング言語として扱えることを示している。