Lamb: Uchambuzi wa Kileksika na Usaidizi wa Utata kwa Usindikaji wa Lugha Nyeti-Kuktadiri

Yaliyomo

1. Utangulizi
2. Msingi
- 2.1 Uchambuzi wa Kileksika wa Kitamaduni
- 2.2 Mbinu za Takwimu
3. Muundo wa Lamb
- 3.1 Mchoro wa Uchambuzi wa Kileksika
- 3.2 Msingi wa Kihisabati
4. Matokeo ya Majaribio
5. Mfano wa Mfumo wa Uchambuzi
6. Matumizi ya Baadaye na Mwelekeo
7. Marejeo

1. Utangulizi

Utata wa kileksika hutokea kiasili katika lugha wakati mlolongo wa herufi unaingia unaolingana na mlolongo mbalimbali unaowezekana wa ishara. Vichambua kileksika vya kitamaduni kama vile lex hulazimisha vipaumbele vya ishara pekee, hivyo wakuzalishaji wanalazimika kuchagua tafsiri moja badala ya nyingine. Mbinu hii inashindwa katika hali zenye kutilia maanani muktadiri ambapo kipande-kimeno kilekile kinapaswa kutafsiriwa tofauti kulingana na muktadiri wa kisintaksia.

Lamb (Utata wa Kileksika) inashughulikia kikomo hiki kwa kuzalisha michoro ya uchambuzi wa kileksika inayokamata mlolongo wote unaowezekana wa ishara. Kichambua-sintaksia kisha kinaweza kusindika michoro hii ili kuondoa mlolongo batili, na kufanya uchambuzi wa kileksika unaotilia maanani muktadiri kwa usahihi rasmi.

2. Msingi

2.1 Uchambuzi wa Kileksika wa Kitamaduni

Kiwango cha IEEE POSIX P1003.2 kinaelezea zana za lex na yacc ambazo huunda mfumo wa bomba la kitamaduni:

lex: Huzalisha vichambua kileksika vilivyo na ugumu wakati wa $O(n)$
yacc: Huzalisha vichambua-sintaksia vinavyosindika mlolongo wa ishara

Mbinu za kitamaduni hulazimisha vipaumbele vya ishara pekee, na kusababisha kulinganisha mapema kwa ishara kama "true" na "false" kama ishara za BOOLEAN badala ya IDENTIFIERS, hata wakati muktadiri wa kisintaksia ungeruhusu ile ya mwisho.

2.2 Mbinu za Takwimu

Mifano ya takwimu kama vile Mifano ya Markov Iliyofichwa (HMMs) inaweza kushughulikia utata lakini inahitaji mafunzo makubwa na haitoi dhamana rasmi. Kwa lugha za programu na lugha za vipimo data, kutokuwa na uhakika huku huwaifanya isiweze kutekelezeka.

3. Muundo wa Lamb

3.1 Mchoro wa Uchambuzi wa Kileksika

Lamb inajenga mchoro usio na mdundo unaoongozwa (DAG) ambapo nodi zinawakilisha nafasi katika mlolongo wa herufi unaoingia na kingo zinawakilisha ishara. Mchoro huu unawakilisha kwa ufupi utambulisho wote unaowezekana wa ishara, na kuwezesha uchunguzi wenye ufanisi na vichambua-sintaksia.

3.2 Msingi wa Kihisabati

Mchoro wa uchambuzi wa kileksika $G = (V, E)$ umefafanuliwa ambapo:

$V = \{0, 1, ..., n\}$ inawakilisha nafasi katika mlolongo wa herufi unaoingia wa urefu $n$
$E \subseteq V \times V \times T$ ambapo $T$ ni seti ya aina za ishara
Kingo $(i, j, t)$ ipo ikiwa kipande-kimeno kutoka nafasi $i$ hadi $j$ inalingana na ishara $t$

Algoritmu ya ujenzi wa mchoro ina ugumu wakati wa $O(n^2 \cdot |R|)$ ambapo $|R|$ ni idadi ya misemo ya kawaida katika kipimo cha lugha.

4. Matokeo ya Majaribio

Lamb ilijaribiwa kwenye vipimo vya lugha vilivyo na utata ikiwa ni pamoja na lugha za programu zilizo na maneno muhimu yanayotilia maanani muktadiri na vipande vya lugha asilia. Mchoro wa uchambuzi wa kileksika ulifanikiwa kukamata utambulisho wote halali wa ishara, na uchambuzi-sintaksia ukiondoa mlolongo batili. Uchambuzi wa utendaji ulionyesha mzigo unaokubalika ikilinganishwa na vichambua kileksika vya kitamaduni, na ukubwa wa mchoro ukikua kwa mstari na urefu wa uingizaji katika hali halisi.

Vipimo vya Utendaji

Muda wa Kujenga Mchoro: $O(n^2 \cdot |R|)$

Matumizi ya Kumbukumbu: Ukuaji wa mstari na ukubwa wa uingizaji

Kutatua Utata: Usahihi wa 100% rasmi

5. Mfano wa Mfumo wa Uchambuzi

Fikiria mlolongo wa herufi unaoingia wenye utata "whiletrue":

Kichambua kileksika cha kitamaduni: Daima hutambua ishara kama WHILE + BOOLEAN
Lamb: Huzalisha mchoro wenye njia zote za WHILE+BOOLEAN na IDENTIFIER
Kichambua-sintaksia: Huchagua mlolongo halali kulingana na muktadiri wa kisintaksia

Hii inawezesha tafsiri inayotilia maanani muktadiri ambapo "whiletrue" inaweza kuwa kitambulishi katika miktadiri ya mgawo lakini mlolongo wa neno muhimu katika miundo ya udhibiti.

6. Matumizi ya Baadaye na Mwelekeo

Mbinu ya Lamb ina uwezo mkubwa katika:

Lugha Maalum-Uwanda (DSLs): Kushughulikia utata wa kileksika katika lugha za kanuni za biashara
Usindikaji wa Lugha Asilia: Kuunganisha usindikaji wa lugha rasmi na lugha asilia
Uchambuzi wa Programu: Kuunga mkono zana za ubunifaji-upya ambazo zinahitaji tafsiri nyingi
Mazingira ya Maendeleo Yaliyoingiliana (IDEs): Kutoa maoni ya utambulisho mbalimbali wa ishara kwa wakati halisi

Kazi ya baadaye ni pamoja na kuongeza ufanisi wa algoritmu za ujenzi wa mchoro na kuunganishwa na mbinu za uchambuzi-sintaksia zinazozidi kuongezeka.

7. Marejeo

Aho, A. V., Lam, M. S., Sethi, R., & Ullman, J. D. (2006). Compilers: Principles, Techniques, and Tools.
Rabiner, L. R. (1989). A tutorial on hidden Markov models and selected applications in speech recognition.
IEEE POSIX P1003.2 Standard (1992).
Kleene, S. C. (1956). Representation of events in nerve nets and finite automata.

Uchambuzi wa Mtaalam: Mapinduzi ya Utata

Ufahamu Msingi

Lamb inawakilisha mabadiliko makubwa ya dhana kutoka kwa uchambuzi wa kileksika unaoamua hadi uchambuzi wa kuchunguza. Wakati zana za kitamaduni kama vile lex na flex zinamlazimisha mtu atoe utata mapema kupitia mifumo madhubuti ya vipaumbele, Lamb inakubali utata kama sifa ya msingi ya lugha. Mbinu hii inafanana na msimamo wa kifalsafa kwamba muktadiri, sio sheria zilizoamuliwa mapema, ndio zinapaswa kuongoza tafsiri—dhana ambayo inafanana na mbinu za kisasa za kujifunza kwa mashine kama vile miundo ya kibadilishaji katika usindikaji wa lugha asilia.

Mkondo wa Kimantiki

Maendeleo ya kiufundi ni mazuri: badala ya kulazimisha maamuzi ya utambulisho wa ishara katika kiwango cha kileksika, Lamb huahirisha kuondoa utata hadi awamu ya uchambuzi-sintaksia ambapo muktadiri kamili wa kisintaksia unapatikana. Mgawanyiko huu wa masuala hufuata falsafa ya Unix ya kufanya jambo moja vizuri—uchambuzi wa kileksika huzalisha uwezekano, uchambuzi-sintaksia huondoa usiowezekana. Mchoro wa uchambuzi wa kileksika hutumika kama uwakilishi mfupi wa nafasi ya utafutaji, sawa na jinsi uchambuzi-sintaksia wa chati unavyoshughulikia utata wa kisintaksia katika usindikaji wa lugha asilia.

Nguvu na Mapungufu

Nguvu: Dhamana za usahihi rasmi, kuondoa kubahatisha kwa takwimu, na usaidizi wa lugha zenye kutilia maanani muktadiri. Tofauti na mifano ya takwimu ambayo inahitaji data kubwa ya mafunzo (kama ilivyoelezwa katika fasihi ya Mfumo wa Markov Iliyofichwa), Lamb hutoa matokeo yanayoamuliwa. Mbinu hii ni muhimu sana kwa lugha maalum-uwanda ambapo data ya mafunzo ni haba lakini vipimo rasmi vina usahihi.

Mapungufu: Ugumu wa $O(n^2 \cdot |R|)$ unaweza kuwa shida kwa uingizaji mkubwa, ingawa waandishi wanasema ukuaji wa mstari katika mazoezi. Muhimu zaidi, mbinu hii hubadilisha ugumu kwa wakuzalishaji wa kichambua-sintaksia ambao sasa lazima washughulikie njia nyingi za utambulisho wa ishara. Hii inaweza kusababisha mlipuko wa mchanganyiko katika lugha zenye utata mwingi, ikikumbusha changamoto zilizokabiliwa na mifumo ya mapema ya uchambuzi-sintaksia wa lugha asilia.

Ufahamu Unaotumika

Wabunifu wa lugha wanapaswa kupitisha mbinu za aina ya Lamb kwa lugha mpya maalum-uwanda ambapo kutilia maanani muktadiri ni muhimu. Zana hii ni muhimu sana kwa lugha zilizo na maeneo yaliyoingizwa, kama vile SQL ndani ya lugha za programu, au lugha za kigezo zinachanganya msimbo na markup. Miradi iliyopo inaweza kufaidika na Lamb kama hatua ya awali ya usindikaji kwa zana za ubunifu-upya ambazo zinahitaji kuelewa tafsiri nyingi za msimbo wa zamani. Jumuiya ya watafiti inapaswa kuchunguza mbinu mseto zinazounganisha dhamana rasmi za Lamb na upangaji wa takwimu wa tafsiri zinazowezekana, kwa uwezekano kuchota ushauri kutoka kwa mbinu za utafutaji wa boriti zinazotumika katika tafsiri ya mashine ya neva.

Kazi hii inahusiana na mienendo mikubwa katika usindikaji wa lugha. Kama vile CycleGAN (Zhu et al., 2017) ilionyesha kuwa tafsiri ya picha isiyo ya jozi inaweza kufanikiwa bila usimamizi wa wazi wa jozi, Lamb inaonyesha kuwa uchambuzi wa kileksika unaweza kufanikiwa bila kulazimisha kuondoa utata. Mbinu zote mbili zinakubali wingi wa asili wa maeneo yao badala ya kupigana nayo. Dhana ya mchoro wa uchambuzi wa kileksika pia inaweza kuelimisha utafiti katika usanisi wa programu, ambapo kuchunguza tafsiri nyingi za vipimo vilivyo na utata kunaweza kusababisha uzalishaji wa msimbo imara zaidi.