Mensch-Maschine-Interaktion in natürlicher Sprache: Evaluierungsstudien zu praxisorientierten Frage-Antwort-Systemen und ihre Methodik
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Tübingen
Niemeyer
1982
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| Schriftenreihe: | Sprache und Information
1 |
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|---|---|
| adam_text | 0 Einleitung 1
1 Einordnung der Themenstellung, Grundlagen
und Zielsetzung 3
1.1 Endbenutzersysteme und Benutzerfreundlichkeit 3
1.2 Argumente fUr und gegen die natürliche Sprache 5
1.2.1 Benutzergruppen 6
1.2.2 Argumente für die Verwendung natürlichsprachi¬
ger FAS 7
1.2.3 Argumente gegen die Verwendung natürlichsprachi¬
ger FAS 10
1.2.4 Diskussion der Argumente gegen natürlichsprachi¬
ge FAS 13
1.3 Komplexitätsbarriere und habitability1 15
1.3.1 Die Komplexitätsbarriere in der Computerwissen¬
schaft 15
1.3.2 Ausgrenzung der künstlichen Intelligenz durch
Krage loh 1978 17
1.3.2.1 Zum Selbst Verständnis der Künstlichen Intelli¬
genz
1.3.2.2 Natürlichsprachige FAS der siebziger Jahre
1.3.2.3 Fazit
1.3.3 Habitability 21
1.3.3.1 Die Vorschläge von Watt 1968
1.3.3.2 Linguistische und konzeptuelle Vollständigkeit
1.3.4 Subsets bestehender FAS und ihre Begründung 27
VIII
l.U Klärungsdialog 30
1.5 Zusammenfassung 33
2 Argumente, die den Aufbau natürlichsprachiger
FAS bestimmen 35
2.1 Zur Argumentation von PLIDIS 38
2.1.1 Systemaufuau 38
2.1.2 Praxisorientierung und Linguistik 39
2.1.3 Fazit ZU pLlDlS 41
2.2 User SPeciaiity Languages1 (USL): Beschrei¬
bung, Teattext und Argumentationsstrukturen 43
2.2.1 Benutzergruppen, Aufgabenspezifikation und
ihr Einfluß auf die Grundkonzeption 44
2.2.1.1 Benutzergruppen
2.2.1.2 Aufgab ?napezifiaktion
2.2.1.3 Konsequenzen
2.2.1.4 Nebenziel: USL als Werkzeug für die Linguistik
2.2.2 Gesamtüberblick über USL 47
2.2.2.1 Hauptkomponenten
2.2.2.2 Dreistufige Analyse
2.2-2.3 Zugrundeliegende Prinzipien und ihre Konse¬
quenzen
2.2.3 ISBL von pRTV 50
2.2.3.1 Strukturen
2.2.3.2 Operationen zur Bildung von ISBL-Ausdrücken
2.2.3.3 Anwendung der ISBL-Ausdrücke in Anfragen und
weitere Befehle
2.2.3.4 Neu- und u»definition von Relationen
2.2.4 Anwendungaabhängige Strukturen und ihre Umset¬
zung 57
2.2.5 Anwendungsunabhängige Strukturen 59
2.2.5.1 Zeitaus^ücke
2.2.5.2 Das Fragepronomen wieviel
2.2.5.3 Koordination
2.2.5.4 Pronomen
IX
2.2.6 Formale Erweiterung der natürlichspraehigen
Anfragemöglichkeiten 71
2.2.7 Hilfsprogramme 72
2.2.8 Zusammenfassung zu USL 73
2.3 Fazit 74
3 Evaluierungsstudien und Evaluierungsmethoden 78
3.1 Evaluierungsstudien zu natürlichsprachigen
FAS 78
3.1.1 Pauschalhinweise auf Anwendungstests 79
3.1.2 Informelle Tests 79
3.1.3 Kontrollierte Tests 81
3.1.4 Tests in realen Anwendungssituationen 82
3.1-5 Simulierte natürlichsprachige MMI 86
3.1.6 Fazit 87
3.2 Evaluierung formaler Anfragesprachen und Ver¬
gleiche mit natilrlichsprachigen Abfragemög¬
lichkeiten 89
3.2.1 Formale Anfragesprache 90
3.2.2 Formale versus natürlichsprachige Anfrage¬
sprache 91
3.3 Evaluierungsmethoden und Systementwicklung 93
3.3.1 Intuition, Fragebögen, kontrollierte Tests 94
3.3.2 Zwischenmenschlicher Dialog versus MMI 95
3.3.3 Reale Anwendungssituation 99
3.3.4 Einbettung der Einzelevaluierung in ein grö¬
ßeres Evaluierungskonzept 99
4 Die KFG-Studie 106
4.1 Themenstellung, Verlauf der Studie und Hilfs¬
mittel der Evaluierung 106
4.1.1 Themenstellung und Benutzermotivation 106
4.1.2 USL-Version 107
X
4.1.3 Datengrundlage und Einrichten der Studie 108
4.1.4 Sitzungen zur Problemlösung 109
4.1.5 Primärdaten der Auswertung und ihre Gewinnung 110
4.1.5.1 Sitzungsprotokolle und ihre Aufbereitung
4.1.5.2 Die Notizen zu den Sitzungsbeobachtungen und die
Eigenkommentierungen des Benutzers
4.1.5.3 Fragebögen
4.2 Fehlerdefinition und Gesamtfehlerquoten 113
4.2.1 Fehlerdefinition und Restriktionen 114
4.2.1.1 Fehlerdefinition
4.2.1.2 Restriktionen
4.2.1.3 Anfrage und Datenbankinhalt als Konstanten
4.2.1.4 Das Ermitteln der Fehler
4.2.2 Die Gesamtfehlerquoten in der KFG-Studie 117
4.2.2.1 Gesamtfehlerquoten pro Benutzer und Sitzung
4.2.2.2 Untergliederungen
4.2.2.3 Einfluß des Dialogtyps
4.3 Fehlertypen und ihre Entwicklung 127
4.3-1 Softwareevaluierung versus Evaluierung experi¬
menteller Systeme mit natürlichsprachiger Ab¬
fragekomponente 127
4.3.1.1 Softwareevaluierung
4.3.1.2 Evaluierung experimenteller Systeme
4.3.1.3 Natürlichsprachige Abfrage als Gegenstand
des Interesses
4.3.1.4 Fazit
4.3.2 Richtlinien der Klassifizierung und der Ermitt¬
lung der Fehlerklasse 129
4.3.2.1 Abgrenzung der Fehlerklassen untereinander
4.3.2.2 Zuordnung zu einer Fehlerklasse
4.3.2.3 Fehlermeldungen des Systems
4.3.2.4 Ermittlung der Fehlerklassen in einer Fehlersi¬
tuation
4.3.3 Die Fehlerklassen der KFG-Studie 133
4.3.3.1 Beschreibung der einzelnen Fehlerklassen
XI
4.3.3.2 Überblick
4.3.3.3 Probleme der Zählung
4.3.3.3.1 Doppelfehler
4.3.3.3.2 Folgefehler
4-3.4 Verteilung der Fehler auf die einzelnen Fehler¬
klassen 152
4-3.4.1 Verteilung der Fehlerklassen auf die Benutzer
4-3.4.2 Fehlerklassen mit hohen Fehleranzahlen
4.3.4.3 Entwicklung der Hauptfehlergruppen des Benut¬
zers S (Teil: Natüriichsp-achiger Subset im
weiteren Sinn)
4.3.4.3.1 Entwicklung von ErSp_+W
4.3.4.3.2 Entwicklung von gel+Rund
4.3.4.3-3 Entwicklung von SP+VB+Dur
4.3.4.3.4 Entwicklung von Vund+Vansch
4.3.4.3.5 Interpretation
4.3.4.4 Entwicklung der Fehlerklassen, die eine funktio¬
nale Lücke anzeigen
4-3.4.5 Entwicklung der Fehlergruppe Tij £
4.4 Fehlerfolgen und Fehlerstrategien 165
4.4.1 Einzelfehler, isolierte Fehler und Fehler¬
folgen 165
4.4.1.1 Abgrenzung
4.4.1.2 Definition der Fehlerfolge
4-4.1-3 Einschränkungen
4-4.1.4 Doppelfolgen
4.4.1-5 Pseudofehlerfolge bei korrekter Antwort Es gibt
kein Objekt mit der gewünschten Eigenschaft
4.4.1.6 Abschluß der Fehlerfolge
4.4.2 Anteil der Fehler in Fehlerfolgen an der Gesamt¬
fehlerquote 173
4.4.3 Fehlerstrategien 174
4.4.3.1 Hauptgruppen
4.4.3-2 Die Strategien der KFG-Studie
4.4.3-3 Strategienverteilung und -häufigkeit
4.4.« Fehlerklassen und Fehlerfolgen 179
XII
4.4.4.1 Häufigkeiten der Fehlerfolgen (Hauptfehlerklas¬
sen)
4.4.4.2 Einzelanalysen der Hauptfehlerklassen
4.4.4.3 Vergleich der erfolgreich gehandhabten Fehler¬
folgen von Sp_ und JPräp_
4.4.4.4 Fehlerfolgen zu Tipp
4.4.4.5 Fazit
4.5 Zur Definition und Verwendung der Relationen in
der KFG-Studie 189
4.5.1 Undefinierte Relationen und die Verwendung der
Relationen durch die Benutzer 191
4.5.2 Von Rel oder Präp betroffene Relationen 192
4.5-3 Definierte Relationen versus benutzte Rela¬
tionen 196
4.5.4 Fazit 198
4.6 Strukturuntersuchungen zur KFG-Studie 199
4.6.1 Strukturzählungen 199
4.6.2 Anfragestrukturen 200
4.7 Erweiterung der natürlichsprachigen Anfragen
durch formale Elemente 201
4.7.1 Mengenoperationen und Variablendefinitionen
statt Koordination 202
4.7.2 Pronominalisierung und Mengenbildungsopera¬
tionen 203
4.7.3 Fazit 205
4.8 Zusammenfassung der Ergebnisse der KFG-Studie 206
4.8.1 Inhaltliche Ergebnisse 206
4.8.2 Methodik der Fehleranalyse 208
5 Die TA-Studie 209
5.1 Bisherige Informationsgewinnung des TAB 210
5.1.1 Die TA-Berichtsdatei 210
5.1.2 Benutzung der Berichtsdatei 211
XIII
5.1.3 Die formale Abfragesprache IQRP 211
5.2 Aufbau oder USL-Anwendung für den TA 212
5.2.1 Generelles Vorgehen 212
5.2.2 Anpassung der TA-Berichtsdatei an die USL-
Anwendung 213
5.2.3 Das TA-Vokabular und die TA-Relationen 214
5.2.3.1 Vortests mit dem TAB und Definition des TA-
Vokabulars
5.2.3.2 Probleme beim Aufbau der ersten Relationen¬
liste
5.2.3.2.1 Elliptische Ausdrucksweise
5.2.3.2.2 Eindeutige Präpositionen
5.2.3.2.3 Fazit
5.2.3.3 In USL-T2 noch nicht berücksichtigte Probleme
5.3 Erste Realisierung der TA-Anwendung mit
USL-T1 221
5.3.1 Tests mit reduzierter Datenmenge 221
5.3.1.1 Abhängigkeit der Frageformulierung vom Datentyp
5.3.1.2 Formaler versus natürlichsprachiger Ausdruck
der Zeit
5.3-2 Erste Tests mit der vollständigen Datenbank
(USL-T1) 222
5.3.3 USL-T2 als Konsequenz aus den Vortests 224
5.3-3.1 Leistungserweiterungen
5.3.3.2 Die Performanz von USL-T2
5.4 Erste Terminalsitzung des TAB mit USL-T2 226
5.4.1 Fehlerursachen 226
5.4.2 Konsequenzen aus der ersten Terminalsitzung
des TAB 229
5.5 Fazit 230
5.5.1 Die Verwendung nichteindeutiger Präpositionen 230
5.5.2 Syntaxfehler bei komplexen Ausdrücken 231
5.5.3 Elliptische Ausdrucksweise 231
5.5.4 Umgebung der Anfrage 231
XIV
6 Natürliche Sprache versus formale Abfrage¬
sprache 233
6.1 Testgruppen, Testanordnung und Testinhalte 233
6.1.1 Tests auf der Grundlage der KFG-Studie 234
6.1.1.1 Die Gruppe mit ISBL-Erfahrung
6.1.1.2 Studentengruppen
6.1.1.2.1 Erste Studentengruppe
6.1.1.2.2 Zweite Studentengruppe
6.1.2 Tests auf der Grundlage der TA-Studie 242
6.2 Vergleich der CPU-Zeiten 243
6.2.1 Festlegung der Vergleichsgrundlage 243
6.2.1.1 Fehlende Funktionen und Fehlersätze
6.2.1.2 Ersatzfragen
6.2.2 CPU-Mehrbedarf bei natürlichsprachigen Anfra¬
gen 245
6.3 Kurze formale Anfragen versus lange natür¬
lichsprachige 246
6.4 Fehleranalyse und Lerneffekt 248
6.4.1 Fehleranalyse der Gruppe mit ISBL-Erfahrung 248
6.4.2 Die Tests mit den Studentengruppen 251
6.4.2.1 Leistungstest
6.4.2.2 Haupttest
6.4.3 Zusammenfassung der inhaltlichen Ergebnisse 260
6.4.3.1 Gesamt vergleich
6.4.3.1.1 Einfluß des Vergessens
6.4.3.1.2 Qualitative Unterschiede
6.4.3.1.3 Formale Abfragesprachen nach human factors -
Gesichtspunkten
6.4.3.2 Einfluß der EDV-, ISBL- und Datenbankerfahrung
6.4.4 Methodische Überlegungen 265
6.4.4.1 Terminalsitzung versus Schreibtischtest
6.4.4.2 Leistungstest versus Haupttest
6.4.4.3 Reale Anwendung versus Übersetzungstest
XV
6.5 Zusammenfassung 267
6.5.1 Inhaltliche Ergebnisse 267
6.5.2 Testmethodik 268
7 Zusammenfassung der Ergebnisse und Schlu߬
folgerungen 270
7.1 Ergebnisse zu USL 272
7.1.1 Einzelprobleme im Zusammenhang mit der speziel¬
len USL-Übertragbarkeitsanforderung 272
7.1.2 Erweiterung der semantischen Basis von ÜSL 273
7-2 Aussagen, die über USL hinausgehen 275
7.2.1 Einzelfragen 275
7.2.2 Ergebnisse zur Subset-Problematik 277
7.3 Zur Methodik der Evaluierungsstudien 279
7.4 Zum Stellenwert natürlichsprachiger Abfrage¬
möglichkeiten bei Informationssystemen (Aus¬
blick) 280
8 Literatur 282
ANHÄNGE auf MICROFICHE
1: Listen und Tabellen zur KFG-Studie
2: Variablendefinitionen der KFG-Studie
3: Listen und Tabellen zur TA-Studie
4: Listen und Tabellen zum Vergleich formale versus na-
türlichsprachige Anfragen
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