Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Аналогты модельдеу (АМ) - Юта штатының Прово қаласындағы Бригам Янг университетінің лингвистика және ағылшын тілі профессоры Ройал Скоузен ұсынған үлгіге негізделген аналогты ойлаудың ресми теориясы. Ол тілдік модельдеуге және басқа да санаттастыру тапсырмаларына қолданылады. Аналогтық модельдеу байланыстық және жақын көршілік тәсілдермен байланысты, өйткені ол абстракцияға негізделмеген, деректерге негізделген; бірақ ол кемелсіз дерек жиынтықтарын (мысалы, симуляцияланған қысқа мерзімді жад шектері салдарынан) жеңу қабілетімен ерекшеленеді және дерек жиынтығының барлық тиісті сегменттеріне, жақын немесе алыс болғанда болжауларды негіздеуге болады. Тіл модельдеуде АМ-де теориялық түсіндірмесі жоқ эмпирикалық жарамды нысандар табысты болжалды (Фин морфологиясының талқылауын қараңыз Skousen және басқалар). 2002).
Analogical modeling (AM) is a formal theory of exemplar based analogical reasoning, proposed by Royal Skousen, professor of Linguistics and English language at Brigham Young University in Provo, Utah. It is applicable to language modeling and other categorization tasks. Analogical modeling is related to connectionism and nearest neighbor approaches, in that it is data based rather than abstraction based; but it is distinguished by its ability to cope with imperfect datasets (such as caused by simulated short term memory limits) and to base predictions on all relevant segments of the dataset, whether near or far. In language modeling, AM has successfully predicted empirically valid forms for which no theoretical explanation was known (see the discussion of Finnish morphology in Skousen et al. 2002).
Шолу
Үлгіге негізделген модель жалпы мақсаттағы модельдеу қозғалтқышы мен проблемаға арналған деректер жиынтығынан тұрады. Деректер жиынтығында әрбір үлгі (негізделетін жағдай немесе өткендегі ақпараттық тәжірибе) ерекшелік векторы ретінде пайда болады: мәселені анықтайтын параметрлер жиынтығының мәндер қатары. Мысалы, дыбыс тапсырмасына орфографиялық сипаттама векторы сөздің әріптерінен құралуы мүмкін. Деректер жиынтығындағы әрбір үлгі фонема немесе телефон сияқты нәтижемен сақталады. Модельге жаңа жағдай ұсынылған кезде (нәтиже кем ерекшелік векторы түрінде), қозғалтқыш алгоритмдік түрде дерек жиынтығын өзіне ұқсас үлгілерді табу үшін сұрыптайды және нәтиже модельдің болжамы болып табылатын біреуін таңдайды. Алгоритмнің ерекшеліктері бір үлгіге негізделген модельдеу жүйесін екіншісінен ажыратып көрсетеді. AM-де біз қасиеттердің мәндерін мән-жайға сипаттама ретінде, ал нәтижесін сол мән-жайда болатын мінез-құлық ретінде қарастырамыз. Осыған сәйкес жаңа жағдай берілген контекст деп аталады. Контексттің белгілі ерекшеліктерін ескере отырып, AM қозғалтқышы оны қамтитын барлық контексттерді (оның барлық суперконтекстерін) жүйелі түрде жасайды және дерек жиынтығынан әрқайсысына жататын үлгілерді шығарады. Одан кейін қозғалтқыш нәтижелері сәйкес келмейтін суперконтексті тастап кетеді (бұл сәйкестік шарасы төменде қарастырылады), суперконтекстердің аналогтық жиынтығын қалдырады және аналогтық жиынтықтан үлкен суперконтекстердегілерге бейімділікпен үлгі таңдап алады. Бұл көп деңгейлі іздеу белгілі бір мән-жайға ұқсас жағдайларда сенімді түрде орын алғандықтан, мінез-құлықтың болжау ықтималдығын экспоненциалды түрде ұлғайтады.
An exemplar based model consists of a general purpose modeling engine and a problem specific dataset. Within the dataset, each exemplar (a case to be reasoned from, or an informative past experience) appears as a feature vector: a row of values for the set of parameters that define the problem. For example, in a spelling to sound task, the feature vector might consist of the letters of a word. Each exemplar in the dataset is stored with an outcome, such as a phoneme or phone to be generated. When the model is presented with a novel situation (in the form of an outcome less feature vector), the engine algorithmically sorts the dataset to find exemplars that helpfully resemble it, and selects one, whose outcome is the model's prediction. The particulars of the algorithm distinguish one exemplar based modeling system from another. In AM, we think of the feature values as characterizing a context, and the outcome as a behavior that occurs within that context. Accordingly, the novel situation is known as the given context. Given the known features of the context, the AM engine systematically generates all contexts that include it (all of its supracontexts), and extracts from the dataset the exemplars that belong to each. The engine then discards those supracontexts whose outcomes are inconsistent (this measure of consistency will be discussed further below), leaving an analogical set of supracontexts, and probabilistically selects an exemplar from the analogical set with a bias toward those in large supracontexts. This multilevel search exponentially magnifies the likelihood of a behavior's being predicted as it occurs reliably in settings that specifically resemble the given context.
Толық аналогты модельдеу
АМ әр жағдайда бірдей процесті жүргізеді. n айнымалыдан тұратын берілген контекст суперконтексті құру үшін үлгі ретінде қолданылады. Әрбір жоғары контекст - бұл бір немесе бірнеше айнымалылардың берілген контекстте бірдей мәндері бар мысалдар жиынтығы, ал басқа айнымалылар ескерілмейді. Шын мәнінде, әрқайсысы берілген контекстке ұқсас кейбір критерийлерді сүзгілеу арқылы құрылған деректердің көрінісі болып табылады, ал supracontexts жиынтығы барлық осындай көріністерді толығымен қамтиды. Сонымен қатар, әрбір жоғары контекст - бұл тапсырманың теориясы немесе болжау күші бағалануы қажет ұсынылатын ереже. Жоғарыда айтылған контексттер бір-бірімен тең емес екенін ескеру маңызды; олар берілген контексттен қашықтығы бойынша орналастырылады, иерархияны құрайды. Егер суперконтекст басқасының барлық айнымалыларын және одан да көпін анықтайтын болса, онда ол басқасының субконтексті болып табылады және берілген контекстке жақын орналасқан. (Иерархия қатаң салаласпайды; әр бір жоғары контекст бірнеше басқалардың субконтексі болуы мүмкін және бірнеше субконтексі болуы мүмкін.) Бұл иерархия алгоритмнің келесі қадамында маңызды болады. Енді қозғалтқыш аналогтық жиынтықты таңдап алады. Супраконтексте бір ғана мінез-құлықты көрсететін үлгілер болуы мүмкін; ол детерминистік түрде біртекті және кіреді. Бұл жүйелілікті көрсететін деректердің көрінісі немесе әлі дәлелденбеген тиісті теория. Супраконтекст бірнеше мінез-құлықты көрсете алады, бірақ оның нақтылы супраконтексте (яғни оның кез келген субконтексте) кездесетін үлгілері жоқ; бұл жағдайда ол детерминистік емес гомогенді және кіреді. Бұл жерде жүйелі мінез-құлық пайда болатынына дәлел жоқ, бірақ қарсы аргумент де жоқ. Соңында, суперконтекст гетерогенді болуы мүмкін, яғни ол субконтексте (берілген контекстке жақын) кездесетін мінез-құлықтарды және сондай-ақ мінез-құлықтарды көрсетеді. Детерминистік емес біртекті суперконтексттің екіжақты мінез-құлқы қабылданғанда, бұл қабылданбайды, өйткені аралық субконтекст жақсы теорияның бар екенін көрсетеді. Сондықтан гетерогенді суперконтекст жоққа шығарылады. Бұл бізді аналогтық жиынтықта мәнді түрде сәйкес келетін мінез-құлықтың артуын көреміз деп кепілдік береді, өйткені біз берілген контекстке жақындадық. Таңдалған аналогылық жиынтықпен, үлгілердің әр көрінісі (белгілі бір үлгі бірнеше аналогылық контекстерде пайда болуы мүмкін) үлгілердің басқа көріністеріне оның контекстерінде сілтеме беріледі. Осы көрсеткіштердің бірі кездейсоқ таңдалып, соңынан еріледі, ал ол көрсеткен үлгі нәтиже береді. Бұл әрбір суперконтекстке оның көлемі квадратқа пропорционалды мән береді және әрбір үлгісін ол пайда болатын барлық аналогтық сәйкес суперконтекстердің өлшемдерінің қосындысына тікелей пропорционалды түрде таңдауға мүмкіндік береді. Әрине, белгілі бір нәтижеді болжау ықтималдығы оны қолдаған барлық мысалдардың жиынтық ықтималдығына пропорционалды. (Skousen 2002, Skousen және басқалар. 2002, б. 1125 және Skousen 2003 (екіуі де өткен)
AM performs the same process for each case it is asked to evaluate. The given context, consisting of n variables, is used as a template to generate supracontexts. Each supracontext is a set of exemplars in which one or more variables have the same values that they do in the given context, and the other variables are ignored. In effect, each is a view of the data, created by filtering for some criteria of similarity to the given context, and the total set of supracontexts exhausts all such views. Alternatively, each supracontext is a theory of the task or a proposed rule whose predictive power needs to be evaluated. It is important to note that the supracontexts are not equal peers one with another; they are arranged by their distance from the given context, forming a hierarchy. If a supracontext specifies all of the variables that another one does and more, it is a subcontext of that other one, and it lies closer to the given context. (The hierarchy is not strictly branching; each supracontext can itself be a subcontext of several others, and can have several subcontexts.) This hierarchy becomes significant in the next step of the algorithm. The engine now chooses the analogical set from among the supracontexts. A supracontext may contain exemplars that only exhibit one behavior; it is deterministically homogeneous and is included. It is a view of the data that displays regularity, or a relevant theory that has never yet been disproven. A supracontext may exhibit several behaviors, but contain no exemplars that occur in any more specific supracontext (that is, in any of its subcontexts); in this case it is non deterministically homogeneous and is included. Here there is no great evidence that a systematic behavior occurs, but also no counterargument. Finally, a supracontext may be heterogeneous, meaning that it exhibits behaviors that are found in a subcontext (closer to the given context), and also behaviors that are not. Where the ambiguous behavior of the nondeterministically homogeneous supracontext was accepted, this is rejected because the intervening subcontext demonstrates that there is a better theory to be found. The heterogeneous supracontext is therefore excluded. This guarantees that we see an increase in meaningfully consistent behavior in the analogical set as we approach the given context. With the analogical set chosen, each appearance of an exemplar (for a given exemplar may appear in several of the analogical supracontexts) is given a pointer to every other appearance of an exemplar within its supracontexts. One of these pointers is then selected at random and followed, and the exemplar to which it points provides the outcome. This gives each supracontext an importance proportional to the square of its size, and makes each exemplar likely to be selected in direct proportion to the sum of the sizes of all analogically consistent supracontexts in which it appears. Then, of course, the probability of predicting a particular outcome is proportional to the summed probabilities of all the exemplars that support it. (Skousen 2002, in Skousen et al. 2002, pp. 11–25, and Skousen 2003, both passim)
Тарихи контекст
Аналогия кем дегенде Сауссур заманында тілді сипаттауда пайдалы деп саналады. Ноам Чомский және басқалар аналогияны өте түсініксіз деп сындап, оны пайдалы деп есептеді (Bańko 1991), deus ex machina-ға жүгіну. Skousen ұсынысы осы сынға психологиялық жарамдылығы үшін сыналуы мүмкін аналогияның нақты механизмін ұсыну арқылы жауап береді.
Analogy has been considered useful in describing language at least since the time of Saussure. Noam Chomsky and others have more recently criticized analogy as too vague to really be useful (Bańko 1991), an appeal to a deus ex machina. Skousen's proposal appears to address that criticism by proposing an explicit mechanism for analogy, which can be tested for psychological validity.
Қолданбалар
Аналогты модельдеу фонология мен морфологиядан (лингвистика) орфография мен синтаксиске дейінгі тәжірибелерде қолданылған.
Analogical modeling has been employed in experiments ranging from phonology and morphology (linguistics) to orthography and syntax.
Қиындықтар
Аналогтық модельдеу тілшілердің ойлап тапқан ережелері жоқ модель жасауды мақсат еткенмен, қазіргі түрінде зерттеушілердің қай айнымалыларды ескеруді таңдауын талап етеді. Бұл аналогты модельдеуді іске асыру үшін қолданылатын компьютерлік бағдарламалық жасақтаманың өңдеу қуаты талаптарының "экспоненциалды жарылысы" деп аталатындығына байланысты қажет. Соңғы зерттеулер кванттық есептеудің осындай өнімділік бөтелкелеріне шешімін табуға мүмкіндік беретінін көрсетеді (Skousen et al. 2002, 45-47 бб. қараңыз).
Though analogical modeling aims to create a model free from rules seen as contrived by linguists, in its current form it still requires researchers to select which variables to take into consideration. This is necessary because of the so called "exponential explosion" of processing power requirements of the computer software used to implement analogical modeling. Recent research suggests that quantum computing could provide the solution to such performance bottlenecks (Skousen et al. 2002, see pp 45–47).