系統程式架構

系統程式架構圖如圖 19，其中GNU Aspell是在做拼字檢查的部份；Apple Pie Parser及Apple Pie Parser’s Parser 是在做詞性標記及解析句構的工作；利用

WordNet做出語義檢查的資料庫主要存在DataBase中；Module 大部份是在做文法 檢查的工作，其中一小部份負責與GNU Aspell及DataBase做溝通。各部份的工作 內容及動作詳述如下：

Apple Pie Parser Apple Pie Parser’s Parser

Interface

DataBase (WordNet、

vi、vt、nc、nu

． ． ． ． ． ． ．

Main

program

Module 1 Module 2 Module NModule 3

GNU Aspell

Apple Pie Parser Apple Pie Parser’s Parser

Interface

DataBase (WordNet、

vi、vt、nc、nu

． ． ． ． ． ． ．

Main

program

Module 1Module 1 Module 2Module 2 Module NModule NModule 3Module 3

GNU Aspell

圖 19：答題驗證系統程式架構圖

1. GNU Aspell：

我們利用 Kevin Atkinson 在 1998 年開始製作至今的 GNU Aspell，來為我們做 拼字檢查的工作，其最後一個版本是 2004 年 12 月 GNU Aspell 0.60.2 版。拼 字檢查主要是在做純粹單字拼字造成錯誤的檢查，例如：應該是 modern，就 有可能誤拼成 morden 的拼字錯誤。GNU Aspell 是一個免費而且又是 Open Source 的拼字檢查程式，他既可以單獨當做拼字檢查的軟體，也可以當做一 個函式庫供程式呼叫使用，所以在使用上非常的方便。並且提供了一個功 能，可以猜測拼錯字可能的結果，給予一些建議的單字，提供給我們使用者 更多的參考資訊。

以下幾個是常用到的函式庫：

(1) aspell_new

功用：載入一個新辭典。

語法：int aspell_new(string master, string personal);

說明：Aspell_new( )開放一個新辭典且傳回辭典連結 identifier 給其它拼字 函式使用

(2) aspell_check

功用：檢查一單字。

語法：boolean aspell_check(int dictionary_link, string word)。

說明：Aspell_check( )檢查一單字的拼法，若拼法是正確的則傳回 true，若 是錯誤的則傳回 false。

(3) aspell_check-raw

功用：檢查一單字不改變它的事實或試著去修改它。

語法：boolean aspell_check_raw (int dictionary_link, string word)。

說明：Aspell_check-raw( )檢查一個單字的拼法，不改變它的事實或試著去 修改它，若拼法是正確的則傳回 true，若是錯誤的則傳回 false。

(4) aspell_suggest

功用：建議單字的拼法 。

語法：array aspell_suggest (int dictionary_link, string word)。

說明：Aspell_suggest( )將單字可能的拼法放入陣列變數中傳回。

2. Apple Pie Parser：

此部份主要是 Apple Pie Parser (APP)的主程式，負責為答題句子做解析之用。

APP 是一個統計式的解析程式，其與傳統的 rule-based parser 所有不同，他解 析句子的文法規則是由語料庫中統計而得，並且統計出每個文法規則的權重 值。其在進行解析時，就是根據每個文法規則的權重值，來決定是增加或減 少總權重，最後得到一個適當的總權重值，對映到相關的文法規則，而解析 出最後的文法解析樹。由於 APP 使用這種統計權重值的特色，因此在解析句 子時，並沒有所謂的對與錯，無論如何都可以解析出來。

APP 主要做解析的動作，像是輸入一個句子「This apple pie looks good and is a real treat.」，可以得到以下的解析結果：(S (NP (NPL (DT This) (NN apple))

(NN pie)) (VP (VP (VBZ looks) (ADJP (JJ good))) (CC and) (VP (VBZ is) (NPL (DT a) (JJ real) (NN treat)))) (. -PERIOD-))

3. Apple Pie Parser’s Parser：

Apple Pie Parser’s Parser (APPP)此部份是將 APP 對一個句子解析完畢後的解析 樹，再做進一步的處理，把解析樹處理成我們想要的資料結構。APPP 的過程 中主要是利用 lex & yacc 來處理這個部份，把 APP 輸出的解析樹切成各別的 token，再依每個 token 之間的組合方式，建成我們希望的資料結構。

APPP 如此做法還可以達到一個好處，就是往後如果將解析的主程式 APP 換掉 後，所有的程式結構不須要重寫，而只要修改 APPP 這個部份，讓其輸出仍然 符合現在的資料結構，如此就可以讓整個系統繼續正常運作。

以下利用圖 3的解析樹來說明APPP切出token的結構：

(1) LEAF：為 tree 的最末端，左端是 tag，右端是單字，例如：(NN apple))、

(NN pie)、(CC and)皆是。

(2) NODE：可以是 LEAF 或(tag＋NODE_LIST)的結構，例如：(NPL (DT This) (NN apple))就算一個符合(tag＋NODE_LIST)的結構，而算是一個 NODE。

(3) NODE_LIST：可以是 NODE 或 NODE_LIST＋NODE 的結構，例如：(DT This) (NN apple)就算一個符合 NODE_LIST＋NODE 的結構，而算是一個 NODE_LIST。

(4) TREE：是最頂端的結構，例如：(S….)。

APP 的輸出結果經過 lex & yacc 用以上的規格，切出 token 後，就可以在 APPP 中自己建立出一個解析結果的樹狀結構，就如圖 20 所示的一個解析 樹，其結果和圖 3 說明中的解析樹一樣，如果一來，我們的程式就可以依此 樹結構去做許多的動作，另外，有了這個解析樹的顯示，在做程式時可以更 容易了解句子的結構，進而找出問題所在之處。

(NPL)

This apple pie looks good and is a real treat.

圖 20：Apple Pie Parser’s Parser 建立出解析樹

4. Interface：

建立出一些 class，做為上層程式與下層程式間的介面，讓上下層程式的工作 分開。而上層程式指的是 Main program 及 Moudle，下層程式指的是 GNU Aspell、APP、APPP 及 DataBase。其建立出的 class 介紹如下：

(1) class ConfirmingSentence

一個紀錄每次驗證資訊的容器，其實也就是 Message。可以讀取或新增程 式回傳的錯誤訊息，但無法修改已儲存的錯誤訊息資料，並提供許多模組 化許須的操作。各個模組與主程式間亦透過此物件來溝通。

(2) class Sentence

基本的一個句子，把一串句子切成 token，並產生出句構。此 class 無法被 同類以外初始化，必需透過 ConfirmingSentence::createSentence 產生 factory pattern。這麼做主要是為了模組化的考量。

(3) class Message

紀錄一次驗證失敗的結果，包函被驗證的句子，以及其出錯的 token 位 置，還有記錄錯誤訊息。

(4) class CNode

處理句子結構的 tree 中 node 的各項動作，例如：取得 tag、判斷目前 node 是否為 leaf、取得 node 所有的 children。

(5) class CLeaf:public CNode

繼承自 CNode。處理 leaf 中的各項動作，例如：取得 tag、取得 leaf 的單 字、得到 leaf 是在句子中第幾個字。

5. Main program：

依照動態連結方式，從設定檔中呼叫每個函式庫，依次序一一執行。

6. Module：

在做拼字檢查、文法檢查及語義檢查時，所須要做的程式動作，都各別放在 一個 Module 程式當中。一個 Module 程式是動態連結函式庫模組化程式的一 部份。因為採用動態連結方式，所以每一個 Module 程式都算單獨一個程式，

如果須要修改其中一個 Module 的程式內容時，則只須要對該 Module 程式重 新進行編譯。當日後有需要再新增 Module 時，只要在 Main program 的設定檔 增加此 Module 名稱的設定，整個程式即可新增出此 Module 程式的動作，大 大的增加日後擴充程式的方便性。

7. DataBase：

存放每個 Module 程式有可能用到的資料庫，主要有兩大類資料庫，一是 WrodNet 同義字的資料庫，另一個詞性輔助資料庫。其說明如下：

(1) WrodNet 同義字資料庫：

就如 2.4 節WrodNet相關說明資料中提到，WrodNet可以查到單字的同義 字，而且其資料是開放使用的，所以我們取其同義字的部份建成資料庫，

以方便程式在做語義檢查時直接查詢使用，其資料庫欄位資料如表 9及 表 10所示。

表 9 wordnet_index 資料庫結構一覽表

欄位 型態 校對 說明

word varchar(70) utf8_general_ci 單字

relate int(11) 單字語義代號

type enum('noun','verb','adj','adv') utf8_general_ci 單字詞性

表 10 wordnet_data 資料庫結構一覽表

欄位 型態 校對 說明

id int(11) 單字語義代號

word varchar(70) utf8_general_ci 同義字 type enum('noun','verb','adj','adv') utf8_general_ci 同義字詞性

其資料庫查詢的方式，首先在 wordnet_index 資料庫 word 欄位查出單字相 對映出單字語義的代號，再依此單字語義的代號，可以在 wordnet_data 資 料庫中查到此語義的同義字，所以我們就以利用以下的指令查詢出

「happy」的同義字。

SELECT `wordnet_index`.`type` , `wordnet_data`.`word`

FROM `wordnet_data`, `wordnet_index`

WHERE `wordnet_index`.`word` LIKE 'happy' AND `wordnet_index`.`relate` = `wordnet_data`.`id`

AND `wordnet_index`.`type` = `wordnet_data`.`type`

ORDER BY `wordnet_data`.`type`, `wordnet_data`.`word`

查詢「happy」的同義字的結果如表 11，其結果與圖 2 所示查詢結果一 致。查詢結果中有許多重覆的字，可以另外經過程式處理將其省略。

表 11 WrodNet 同義字資料庫查詢「happy」同義字結果一覽表 type(詞性) word(詞彙)

adj euphoric adj felicitous adj happy adj pleased adj well-chosen

(2) 詞性輔助資料庫：

C. 人稱代名詞(Personal Pronouns)資料庫：資料庫當中對動詞做更詳細的分 類標記，其分類標記包含有：第一二三人稱、單數、複數、主格、受 格、所有格。

其資料庫結構如表 12所示：

表 12 詞性輔助資料庫資料庫結構一覽表

欄位 型態 校對 說明

word binary(30) 單字

詞性代號 type varchar(4) utf8_general_ci