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A Parallel Parsing Algorithm for Natural Language using Tree Adjoining Grammar

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A Parallel Parsing Algorithm for Natural Language using Tree Adjoining Grammar. Tom Nurkkala Vipin Kumar nurkkala@cs.umn.edu kumar@cs.umn.edu Department of Computer Science, University of Minnesota, Minneapolis, MN 55455. Introduction. 1. Tree Adjoining Grammar. 2. Sequential Algorithm.

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Presentation Transcript
a parallel parsing algorithm for natural language using tree adjoining grammar

A Parallel Parsing Algorithm for Natural Language using Tree Adjoining Grammar

Tom NurkkalaVipin Kumar

nurkkala@cs.umn.edukumar@cs.umn.edu

Department of Computer Science, University of Minnesota, Minneapolis, MN 55455

outline

Introduction

1

Tree Adjoining Grammar

2

Sequential Algorithm

Experimental Results

3

5

3

3

Parallel Algorithm

Future Work

4

6

4

4

Outline
1 introduction
1.Introduction
  • first sequential parsing algorithm for TAGs.
    • 提出者:Vijay-Shankar and Joshi
    • 採取方式:bottom-up方法
    • 時間複雜度:
  • A parallel parsing algorithm for TAGs.
    • 提出者:Palis, Shende, and Wei
    • 缺點:只適用於標準化的TAG
  • A new parsing algorithm for general TAGs.
    • 提出者:Palis and Wei
    • 執行時間:

其中L是語法和輸入字串之間一個穫得相依性的參數。

變化量: 到

平均運算時間:

2 tree adjoining grammar
2.Tree Adjoining Grammar
  • 在 TAG 中有兩個種類的基本樹::
    • (1)初始樹
    • (2)輔助樹

內部結點被標記成非終結的節點

,而非終端節點為大寫字母或字串表示

語法節點

外部(樹葉)節點可被標記成終端或非終結,而終端節點為小寫字母或字串表示

slide5

基本樹由兩種操作組合:

    • (1) substitution
    • (2) Adjunction
3 sequential algorithm
3.Sequential Algorithm
  • 我們所用的語意分析演算法是基於Palis and Wei所提出的Sequential Algorithm。
  • 兩個輸入,一個是TAG “G”另一個是字串”W” 。
  • 演算法的行動原理是維持index tuple,(i,j,k,l)是為4 tuple,0≦i≦j≦k≦l≦n。
slide7

Example:

輸入的字串“the boy sailed the blue yacht.”

字串被編號:

“the blue yacht”被(3,4,4,6)tuple生成。

Company Logo

4 parallel algorithm
4.Parallel Algorithm
  • 下圖是平行語意分析演算法。
5 experimental results
5.Experimental Results
  • 實驗環境:一台Ncube 2電腦。
  • 實驗資料來源: Pennsylvania大學。
  • 實驗資料內容: 資料包含有隨機生成語法和英文語法。
  • 下面介紹幾個符號所代表的意義:
    • p:處理器的數量;
    • Tp:對p個處理器平行處理時間;
    • S:speedup,S=T1/Tp;
    • E: efficiency ,E=S/p。
5 1 1 random grammars
5.1.1 Random Grammars
  • 表1表示分析對1024隨機語法基本樹(平均每個樹有八個節點)且20個的輸入字串的效能。
5 1 2 english grammars
5.1.2 English Grammars
  • 表2表示分析一個英語語法的效能。
5 2 1 computation
5.2.1 Computation
  • 請注意,句子長度跟文法大小比較起來更會影響工作負荷。
5 2 2 overhead
5.2.2 Overhead
  • 平行演算法中主要的overhead來源:
    • (1) tuple set communication
    • (2) processor idling
5 2 3 scalability
5.2.3 Scalability
  • 平行演算法,意味著可以得到更大的平行性和更高的效能。
  • 平行演算法是可擴展的,因為它們提供較大數量的處理器來達到較好的結果。
  • 在這個演算法中,是由於兩個因素來增加工作:
    • (1)語法大小
    • (2)句子長度
future work
Future Work
  • 未來在平行TAG語意分析上應該考慮兩個方向:
  • Dynamic Load Balancing
    • 使用動態負載平衡來降低效能空閒
  • Earley- Style Algorithm
    • 探討一個earley-style語意分析演算法,取得比目前分析方法中還要更好平均複雜度方法
6 1 dynamic load balancing
6.1 Dynamic Load Balancing
  • 當一個處理器空閒,它會跟其他處理器要求工作,其他處理器收到請求時會先去判斷是否有工作,如果有就把工作傳給空閒的處理器做。
  • 如何達到動態負載平衡呢?
    • 未來預估
    • 使用一個結構化的指標
  • 因此,今後的工作可放在當樹上某節點執行substitution或 adjunction運作的預測。
6 2 earley style algorithm
6.2 Earley- Style Algorithm
  • Schabes介紹一種earley-style語意分析演算法來分析TGA 。
  • 因為它使用自上而下的預測以及自下而上的分析,所以具有較好時間複雜度。
  • 除此之外Schabes and Joshi還提出一種LTGA ,此為TGA的變型。
conclusions
Conclusions
  • 在本篇論文中我們介紹了一個新的使用平行運算方法解析TAG
  • 歸納我們的經驗與TAG分析,平行演算法將產生非結構化問題:
    • (1)overhead的來源不一致,影響整個執行效能
    • (2)複雜和意外方式相互作用, 影響overhead
    • (3)因為處理器的負載不平衡,有顯著overhead
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