P.E.S Hilfe

Inhalt:

Einführung:

P.E.S (ProblemErkennungsSystem) ist ein Navigationssystem für Mathe-Online, das in der Lage ist, die frei formulierten Benutzerfragen (Probleme) zu verstehen und zu den ensprechenden Stellen des Mathe-Online-Systems zu navigieren. Die Bedienung des P.E.S Systems ist einfach. Es besteht aus zwei Applikationen: P.E.S Analyser und P.E.S. Die erste führt linguistische Analyse der textlichen Mathe-Online Information durch und bereitet notwendigen strukturierten Dateien vor. Die zweite behandelt Dialog mit dem Benutzer.

P.E.S Analyser:

1. Wie P.E.S Analyser funktioniert

Die Aufgabe der Vorbereitungsphase ist, die textliche Information des Mathe-Online Systems automatisch so zu bearbeiten, daß die zweite Applikation P.E.S die strukturierten Dateien direkt zugreifen kann und dem Benutzer schnell antwortet. Immer wenn eine Korrektur in Mathe-Online durchgeführt wurde, sollten die P.E.S strukturierten Dateien auch upgedatet werden, also P.E.S Analyser sollte aufgerufen werden. Diese Applikation ist bezüglich Ressourcen ziemlich aufwendig. Die Analyse selbst besteht aus mehereren Schritten:

A. Benutzereingabe auswerten und Initialisationsfile generieren

D. Statistische Auswertung der Stichwörter des Html-Systems

B. Html-System ins temporäre Verzeichnis herunterladen.

E. Linguistische Analyse des Textes des Html-Systems

C. Parsen des Html-Systems bezüglich textlicher Information

F. Aufbau des semantischen Netzes

Der Ablauf der Analyse ist in Sektion Der Ablauf der P.E.S Analyse beschrieben.

2. Wie schaut die Benutzermaske aus.

3. Die Beschreibung der einzelnen Felder der Benutzermaske

A. Die Sprache des Html-Systems

Zur Zeit ist nur die deutsche Sprache implementiert.

B. Thematik des Html-Systems

Die Thematik des Html-Systems. Zur Zeit ist nur Mathematik implementiert.

C. URL oder Pfad zum Startpunkt des Html-Systems

Entweder die URL Adresse, (im Fall, wenn das Html-System nur im Internet liegt) in dieser Form:
http://www.univie.ac.at/future-media/mo/index.html

oder Pfad zu lokal liegendem Html-System, z.B. :
c:\Mathe-Online\mo\index.html

D. Name des Html-Systems

Beliebige vom Benutzer eingegebene Name des Html-Systems.

E. Inhaltsverzeichnis und Index generieren

So wie im Ablauf der Analyse beschrieben ist, wird in der Vorbereitungsphase das Html-System serialisiert durch Generierung von Inhaltverzeichnis und Index Dateien, 'MoContents.txt' und 'MoIndex.txt'. Standardmäßig werden beide generiert, aber der Benutzer kann sich entscheiden manche von diesen Files nicht zu generieren.

F. Die Buttons 'Start' und 'Abbrechen'

Wenn der Benutzer auf den Button 'Start' klickt, startet die Analyse des Html-Systems. Die einzelne Schritte der Analyse sind im Der Ablauf der Analyse beschrieben. Diese Phase ist ziemlich aufwendig. Die Analyse des Mathe-Online Systems mit Umfang za. 5 MB und za. 7000 Sätze dauert ungefähr 40 Minuten und braucht 50 MB Hauptspeicher. Mit dem Klick auf 'Abbrechen' kann der Benuzer die ganze Analyse unterbrechen. Die Analyse wird aber nicht vollständig durchgeführt und eventueler Aufruf der zweiten Applikation 'P.E.S', kann zu unerwarteten Ereignisen führen. Es ist immer einfacher, wenn das Html-System lokal liegt und muß nicht vom Internet downgeloaden werden.

G. Der Ablauf der Analyse

Der Benutzer kann den Ablauf der Analyse auf der P.E.S Analyser Maske beobachten. Die Beschreibung der einzelnen Schritten befindet sich in der Sektion 'Der Ablauf der Analyse'.

H. Der Button 'Fertig'

Erst wenn die ganze Analyse fertig ist, ändert sich der Button auf sensitive. Klick auf den Button schließt die Applikation korrekt ab.

4. Der Ablauf der P.E.S Analyse

Die Analyse selbst besteht aus mehereren Schritten:

A. Benutzereingabe auswerten und Initialisationsfile generieren

Aus den Benutzereingaben wird Ini-File erzeugt

D. Statistische Auswertung der Stichwörter des Html-Systems

Die ganze textliche Information des Html-Systems wird gelesen und indexiert bezüglich mathematischer Stichwörter.

B. Html-System ins temporären Verzeichnis downzuloaden

Die vom Benutzer eingegebene URL-Adresse (Startpunkt) wird gesucht (entweder im Internet oder lokal) und im Internet Fall werden alle Html-Seiten, die vom Startpunkt verfolgt sind, ins temporären Verzeichnis herunterladen. Der Schritt ist nicht direkt ausführbar, er hängt von verschiedenen Faktoren ab, (Internetzugang, die Größe und Organisation des Html-Systems, Netzereignise usw.) was kann zu Komplikationen führen. Stabiler wird mit dem Html-System lokal zu arbeiten, d.h. mit den Html-Seiten, die schon lokal auf der Festplatte liegen.

E. Linguistische Analyse des Textes des Html-Systems

Die ganze textliche Information des Html-Systems wird gelesen und satzweise linguistisch bearbeitet und die strukturierte Representation des Satzes wird gespeichert.

C. Parsen des Html-Systems bezüglich textlicher Information

P.E.S Analyser verfolgt Links vom Html-System und parst die textliche Information der Seiten durch. Aus dem vernetzten Html-System wird Inhaltverzeichnis und Index (eine Liste der wichtigen Begriffen) automatisch erzeugt und damit serialisiert so, daß der Benutzer das System "auf einen Blick" sieht.

F. Aufbau der semantischen Netz

Aus den einzelnen Satzrepresentationen wird ein Netz der mathematischen Begriffen aufgebaut.

5. Problembehandlung

  • Herunterladen aus Internet.
    Wenn das Html-System im Internet liegt, kann das Herunterladen des Systems zu Komplikationen führen. In diesem Fall wir empfohlen, das ganze Html-System getrennt herunterladen und die P.E.S Analyse mit dem lokalen Pfad aufzurufen.
  • Zeit und Hauptspeicherprobleme.
    P.E.S Analyser ist eine natürlichsprachige Applikation, die bezüglich Ressourcen ziemlich aufwendig ist. Sie soll nur beim Update des Html-Systems aufgerufen werden. Die Analyse des Mathe-Online Systems mit einem Umfang von ca. 5 MB und ca. 7000 Sätze dauert ungefähr 40 Minuten und braucht 50 MB Hauptspeicher. Mit dem Klick auf 'Abbrechen' kann der Benuzer die Analyse unterbrechen. Die Analyse wird aber nicht vollständig und ein Aufruf der zweiten Applikation 'P.E.S' kann zu unerwarteten Ereignisen führen.

P.E.S:

1. Wie P.E.S funktioniert

Der Ablauf der Applikation 'P.E.S' besteht aus dem Dialog zwischen dem Benutzer, der seine Fragen an P.E.S bezüglich Html-System auf Deutsch stellen kann, und P.E.S, das versucht, die Fragen richtig zu verstehen und auf die entsprechende HTML-Referenzen zu verweisen. Wenn der Benutzer "(Inhalt und Index Generierung)" im P.E.S Analyser augewählt hat, hat er die Möglichkeit das Html-System seriell "auf einen Blick" anzuschauen. Die vom P.E.S gefundenen Html-Seiten können als Bookmarks gespeichert und organisiert werden.

2. Wie schauen die Benutzermasken aus

Dem Benutzer sind insgesamt 4 graphischen Masken anzubieten:
  • Inhalt - die Maske für die Darstellung des Inhaltverzeichnis

  • Index - die Maske für die Indexdarstellung

  • Query - die Maske für Dialog mit Benutzer

  • Query Liste der mathematischen Symbolen - die Maske für Dialog mit Benutzer

  • Bookmark - die Maske für die Speicherung und Organisation der Bookmarks.

3. Die Beschreibung der einzelnen Felder der Benutzermasken

  • Die Felder der Maske 'Inhalt'
    • Das Fenster wo der Inhaltverzeichnisbaum dargestellt wird.
      Der Baum enspricht der Anordnung der Kapiteln und Unterkapiteln im Html-System. Ein Knoten stellt eine Html-Referenz dar. Es gibt drei Arten von Knoten:
      • Reine Verzeichnisse, die mit Doppelklick expandiert werden, aber keine Html-Seite refrenzieren.
      • Verzeichnise, die mit einem Doppelklick expandiert werden können und auch eine Html-Seite referenzieren.
      • Endknoten, die eine Html-Seite referenzieren.

      Wenn der Benutzer mit dem Mauskursor eine kurze Weile auf einer Html-Referenz wartet, erscheint als ToolTip (gelbes Fenster) zusätzliche Information zu der Html-Referenz:
      • Titel: Der Titel der Html-Seite
      • Referenz: Die Adresse der Html-Seite

    • Der Button 'Geh zu Referenz'
      Wenn ein Knoten selektiert wurde, und dieser Knoten referenziert eine Html-Seite, mit dem Klick auf den Button wird Web-Browser gestartet und die Html-Seite dargestellt.
    • Der Button 'Hilfe'
      Durch Button 'Hilfe' erscheint dieses Dokument.
  • Die Felder der Maske 'Index'
    • Das Fenster, wo der Indexliste dargestellt wird Die Indexliste enspricht der alphabetischen Anordnung der wichtigen Termine des Html-Systems. Die Verzeichnisse, die mit Doppelklick expandiert werden können. Die Endknoten referenzieren einzelne Html-Seiten. Wenn der Benutzer mit dem Mauskursor eine kurze Weile auf einer Html-Referenz wartet, erscheint als ToolTip (ein gelbes Fenster) zusätzliche Information zu der Html-Referenz:
      • Titel: Der Titel der Html-Seite
      • Referenz: Die Adresse der Html-Seite
    • Der Button 'Geh zu Referenz'
      Wenn ein Knoten selektiert wurde, und dieser Knoten eine Html-Seite referenziert, wird mit dem Klick auf den Button Web-Browser gestartet und die Html-Seite dargestellt.
    • Der Button 'Hilfe'
      Durch Button 'Hilfe' erscheint dieses Dokument.
  • Die Felder der Maske 'Query'
    • Das Fenster 'Query'
      In das Fenster schreibt der Benutzer seine frei formulierte deutsche Frage. Diese Frage sollte sein mathematisches Problem formulieren. Der Benutzer schließt seine Eingabe mit 'ENTER'-Taste ab.
    • Das Fenster 'P.E.S Antwort' Nach Analyse der Benutzerfrage und ihrer Auswertung schreibt P.E.S in das Fenster seine Antwort, bezüglich Anzahl von gefundenen Html-Referenzen.
    • Das Fenster 'Gefundene Html-Referenzen' Die vom P.E.S gefundene Html-Referenzen befinden sich in diesem Fenster. Eine Zeile entspricht einer Html-Referenz. Wenn der Benutzer mit dem Mauskursor eine kurze Weile auf einer Html-Referenz wartet, erscheint als ToolTip (ein gelbes Fenster) zusätzliche Information zu der Html-Referenz:
      • Titel: Der Titel der Html-Seite
      • Referenz: Die Adresse der Html-Seite
      • Priority[0-9]: Wichtigkeit der Html-Seite. Die Liste der Html-Referenzen sind nach Wichtigkeit angeordnet.
      • Schwierigkeitsgrad: Die kurze Beschreibung des Mathematikstoffs der Html-Seite und ihre Zugehörigkeit zu Lernstufen.
      • Lokalisierung: d.h. wo im Html-System das entspechende Match passiert wurde: im Titel, in Liste der Stichwörter, im Text.
      • Nachricht für den Benutzer: Eine Instruktion für den Benutzer, wie er auf der Html-Seite in Bezug auf die gesuchte Information reagieren sollte.
    • Der Button 'Geh zu Referenz'
      Wenn ein Knoten selektiert wurde, und dieser Knoten eine Html-Seite referenziert, wird mit dem Klick auf den Button Web-Browser gestartet und die Html-Seite dargestellt.
    • Der Button 'Als Bookmark speichern' Die selektierte Html-Referenz kann durch einen Klick auf den Button als Bookmark gespeichert werden. Weitere Bearbeitung von Bookmarks erlofgt in der Maske 'Bookmark'
    • Der Button 'Hilfe'
      Durch Button 'Hilfe' erscheint dieses Dokument.
  • die Felder der Maske 'Bookmark'
    Der Benutzer kann durch 'Query' gefundene Html-Referenzen als Bookmarks speichern. Diese Bookmarks können weiter durch die 'Bookmark' Maske besser organisieren. Die Verschiebung einer Html-Referenz in Verzeichnis erfolgt sich durch Drag-And-Drop Funktionalität. Für Verzeichnis Neuerstellen und Löschen dienen Buttons.
    • Das Fenster wo der Inhaltverzeichnisbaum dargestellt wird
    • Der Button 'Geh zu Referenz' Wenn ein Knoten selektiert wurde, und dieser Knoten eine Html-Seite referenziert, wird mit dem Klick auf den Button Web-Browser gestartet und die Html-Seite dargestellt.
    • Der Button 'Löschen' Die Html-Referenz oder Verzeichnis wird gelöscht.
    • Der Button 'Neues' Neues Verzeichnis wird definiert.
    • Der Button 'Speichern' Die ganze Hierarchie der Bookmarks wird gespeichert, unter dem Namen 'Book.txt'. Das File wird auch geladen beim nächsten Start der P.E.S Applikation.
    • Der Button 'Hilfe' Durch Button 'Hilfe' erscheint dieses Dokument.

5. Problembehandlung

P.E.S ist eine linguistische Maschine, die die Bedeutung des Benutzerfrage zu "verstehen" und entsprechend zu navigieren versucht, aber auf jeden Fall kann es passieren, daß P.E.S "versteht" die Benutzerfrage verwirrend. Mögliche Fragen vom Benutzer sind:
  • Wo finde ich lineare Gleichungen?
  • Wo kann man ein Beispiel der quadratischen Funktion finden?
  • Wie kann man eine überabzählbare Menge durchnumerieren?
  • Sind die reellen Zahlen überabzählbar?
  • Gibt es Beispiele von irrationalen Quadratwürzeln?
  • Gib mir Eigenschaften der leeren Menge.
  • Wenn der Benutzer zu viel Html-Referenzen als P.E.S Antwort kriegt, sollte er:
    • sein mathematisches Problem genauer formulieren.
    • in der Frage mehrere mathematische Begriffe zu verwenden,
    • bei der Frageformulation möglichst einfache gramatische Konstruktionen verwenden
  • Wenn der Benutzer keine Html-Referenz als P.E.S Antwort kriegt, sollte er:
    • sein mathematisches Problem vielleich mit anderen Wörter formulieren.
    • in der Frage andere mathematische Begriffe zu verwenden,
    • bei der Frageformulierung möglichst einfache gramatische Konstruktionen verwenden

Technische Dokumentation

Das Dokument P.E.S Navigationssystem mit Natürlichsprachiger Schnittstelle beschreibt die linguistische Seite des Produktes, die technischen Parameter und Implementationsdetailen.