专利名称：自然语言程序的逻辑控制和计算方法
技术领域：
本发明涉及计算机硬件的芯片技术设计领域，特别涉及一种自然语言程序的逻辑 控制和计算方法。
背景技术：
本发明人申请的中国专利申请——计算机理解自然语言的系统和方法，提供了使 用软件技术把自然语言转换为机器指令的系统和方法。这种把自然语言转换为机器指令的 系统包括数据库，用于存储以自然语言语法概念为单元的本体对象，本体对象是表示真实 世界中任一或某一特定事物或事件的函数模块或代码段；字符串创建单元，用于根据输入的自然语言生成输入字符串；主谓识别单元，用于识别所述输入字符串中的主语和谓语字符段，并通过检索数 据库分别获取与所述主语和谓语字符段匹配的主语和谓语对象的代码段；参数识别单元，用于识别所述主语和谓语字符段中的定语、状语和/或补语；参数处理单元，用于通过检索数据库获取与所述定语、状语和/或补语匹配的定 语、状语和/或补语对象，并使用所述定语、状语和/或补语对象为所述主语和/或谓语对 象中的对应参数赋值。关键字识别单元，用于识别所述输入字符串中表示逻辑联结关系的关键字/ 词——表示各种逻辑联结关系的联结词在所述理解自然语言的系统中被定义为关键字/ 词，根据该关键字/词从指令集中获取对应的逻辑运算和程序控制指令特别地，还用于识别主语和谓语字段中的关键字/词，主语和/或谓语字段中有 “非”、“不”、“无”、“没有”等关键字/词的，在字段前加0，否则加1。逻辑处理单元，用于使用所述逻辑运算和程序控制指令，将所述主语和谓语以及 由主语和谓语组成的语句序列进行逻辑联结处理一把输入自然语言字符段中的逻辑联 结词转换为逻辑运算或程序控制指令，并将输入自然语言的主语和谓语字符段以及由主语 和谓语字符段组成的语句组合为完整的程序文件。特别地，还用于识别和处理程序文件中的每个逻辑单元(主语和谓语字符段)所 带的表示肯定和/或否定语义性质(0和/或1)的逻辑符号；通过读取或执行程序，理解贯 穿其中的逻辑符号(0和1的信号)所表示的语义性质。该专利申请还提供了一种计算机理解自然语言的方法，在所述方法的理解步骤 中，所输入的自然语言字符段被转换为计算机执行的程序文件，所述方法包括以下步骤(a)根据输入的自然语言生成输入字符串；(b)识别所述输入字符串中的主语和谓语字符段并通过检索数据库分别获取与所 述主语和谓语字符段匹配的主语对象和谓语对象的代码段，所述主语和谓语对象的代码段 为计算机执行的代码段，每一主语和/或谓语对象的代码段中包括一个或多个定语、状语 和/或补语形式的参数，并使用所述定语、状语和/或补语对象为所述的主语和谓语对象中的对应参数进行赋值；(c)识别所述输入字符串中的主语和谓语字符段中用于表示否定语义的关键字/ 词，为主语和/或谓语字段进行二进制编码——主语和/或谓语字段中有“非”、“不”、“无”、 “没有”等关键字/词的，在字段前加0，否则加1 ；(d)识别所述输入字符串中表示逻辑联结关系的关键字/词，并根据该关键字/词 从指令集中获取对应的逻辑运算和/或程序控制指令；(e)使用所述逻辑运算和/或程序控制指令将所述主语和谓语对象的代码段以及 由联结词组成的语句序列组合为完整的程序文件。上述系统和方法使输入的自然语言能够直接转换成为机器指令形式的程序文件， 并且其中每个对应于主语和谓语的代码段中都有用1和0的信号所表示的语义符号。计算 机在执行所述程序转移指令的步骤中，包含了与其对应的逻辑运算，程序执行过程中的返 回值类型也都是可直接对应于高、低电平的0或1的语义类型。也就是说，上述与自然语言 对应的程序文件中在执行过程中，每一个和自然语言概念和语句对应的代码或代码段都是 带有对应于高、低电平即0或1的语义符号的逻辑单元。由于程序执行过程中的逻辑运算 和程序控制的语义结构形式，都是二元逻辑组合形式，所以用0和1的形式所表示的自然语 言的语义结构形式就只有00、01、10、11四种可能的形式，这种二元组合关系的逻辑控制， 可在现有计算机硬件的控制和计算系统中运行和实现，但现有系统的构造过于复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述计算机理解自然语言的系统和方法所提 供的将自然语言生成程序文件的软件设计技术，提供一种实现自然语言程序控制和计算的 硬件逻辑技术，其方法是，将自语言中的主、谓概念和语句之间的逻辑联结关系对应或设计 成为控制和计算程序的机器指令，将主、谓概念和语句是肯定和/或否定的语义性质编为0 和/或1的二进制码，将表示语义性质的0和/或1的二进制码对应为计算、控制和/或驱 动程序的高、低电平。并使用所述表示语义性质的二进制码对应的计算、控制和/或驱动程 序的高、低电平设计相应的逻辑电路及其器件。本发明实现上述目标的技术方案是，完善和确定与自然语言逻辑联结关系对应的 程序控制指令，包括过程调用和返回指令，用于调用和连接自然语言主语和谓语字符段对应的程序代 码段。该指令对应于主语和谓语之间的联结符号，如_ ；顺序程序转移指令，用于控制逻辑与关系的程序转移。该指令对应于逻辑与联结 的关键字/词，例如并且、又、还、而且、和、然后等；条件程序转移指令，包括充分条件转移指令和必要条件转移指令。充分条件转移 指令，用于控制前提为充分条件的程序转移。必要条件转移指令，用于控制前提为必要条件 的程序转移。充分条件转移指令对应于逻辑充分蕴涵联结的关键字/词，例如如果……那 么、因为……因此、于是、所以、必然等；必要条件转移指令对应于逻辑必要蕴涵联结的关键 字/词。例如只有……才能、才等；程序选择指令，包括同或关系选择和异或关系选择。同或关系选择指令用于控制 逻辑同或关系的程序选择。逻辑同或关系的程序选择指令对应于逻辑同或联结的关键字/词，例如或者、可能等。异或关系选择指令用于控制逻辑异或关系的程序选择。逻辑异或关 系的程序选择指令对应于逻辑异或联结的关键字/词，例如要么等。所述的逻辑同或选择 是在或关系的选择项中选择一项或多项，所述的逻辑异或选择是在或关系的选择项中选择其中一项。本发明还供一种实现自然语言程序控制和计算的逻辑电路及其器件的设计方法， 包括设计自然语言编码器，用于将输入自然语言中的主语和谓语字符段的语义性质编 为二进制代码。所述自然语言编码器是把输入自然语言中包含有“非、不、无、没有”等否定 关键字/词的主语和谓语字符段编码为0，否则编码为1的逻辑电路。设计自然语言译码器，用于把自然语言中的主语和谓语字符段及其逻辑运算过程 中得到的二进制代码译为计算、控制和/或驱动程序的高、低电平。所述自然语言编码器是 把主语和谓语字符段以及逻辑运算和控制过程中产生的表示语义性质的二进代码转换或 默为高、低电平的逻辑电路或过程。计设自然语言计控器，用于自然语言程序的计算和控制。所述自然语言计控器由 与自然语言中的逻辑联结关系对应的逻辑门电路组合而成。所述的逻辑门电路包括逻辑非门用于控制和计算自然语言中的逻辑非关系。若以V’表示逻辑非运算符 号，则具有70=1，71=0。逻辑非关系的关键字/词对应自然语言中的否定字/词，例如非、 不、无、没有等；逻辑等值门用于控制和计算自然语言中的逻辑等值关系。若以“_”表示逻辑等 值运算符号，则具有0_0 = 1，0_1 = 0，1_0 = 0，1_1 = 1。逻辑等值关系的关键字/词对应 主语与谓语之间的连接符号和等值联结字/词，例如_、=、·、等于等。逻辑与门用于控制和计算自然语言中的逻辑与关系。若以“&”表示逻辑与运算 符号，则具有0&0 = 0，0&1 = 0，1&0 = 0，1&1 = 1。表示逻辑与关系的关键字/词对应自然 语言中的并列联结字/词，例如并且、又、还、而且、和、然后等；逻辑同或门用于控制和计算自然语言中的逻辑同或关系。若以“ + ”表示逻辑同 或运算符号，则具有0+0 = 0,0+1 = 1,1+0 = 1,1+1 = 1。表示逻辑同或关系的关键字/词 对应自然语言中的选择联结字/词，例如或者、可能等；逻辑异或门用于控制和计算自然语言中的逻辑异或关系。若以“ ”表示逻辑异 或运算符号，则具有0 θ 0=0,0 1 = 1，1⑦0= 1，1 1 =0。表示逻辑异或运算程序的关键字/
词对应自然语言中的择一联结字/词，例如要么；逻辑充分蕴涵门用于控制和计算自然语言中的逻辑充分蕴涵关系。若以“一”表 示逻辑充分蕴涵运算符号，则具有0 — 0 = 1，0 — 1 = 1，1 — 0 = 0，1 — 1 = 1。表示充 分蕴涵关系的关键字/词对应自然语言中的充分条件联结字/词，例如那么、因此、于是、所 以、必然等；逻辑必要蕴涵门用于控制和计算自然语言中的逻辑必要蕴涵关系。若以“一”表 示逻辑必要蕴涵运算符号，则具有0 — 0 = 1，0 — 1 = 0，1—0 = 1，1 — 1 = 1。表示必要 蕴涵关系的关键字/词对应自然语言中的必要条件联结字/词，例如才能、才等；本发明所述的逻辑联结关系分别对应于与其相关的指令。其中等值联结关系对应 连接主语与谓语之间的赋值和调用指令；逻辑与联结关系对应顺序转移指令；逻辑同或联结关系对应选择指令；逻辑异或联结关系对应择一指令；逻辑充分蕴涵联结关系对应充分 条件转移指令；逻辑必要蕴涵联结关系对应必要条件转移指令，为了便于识别，本发明所述 的方法还将表示各种逻辑联结关系的联结词定义为关键字/词。由于在本发明所述的选择指令中还涉及被选择语句(数据)的数据分配和选择， 因此还包括设计数据分配器，用于分配选择和择一程序中的多项数据。所述数据分配器是分 配和处理选择与择一复合语句所及的两个或多个数据项的逻辑电路。设计数据选择器，用于选择和择一程序中的数据。所述数据选择器是在选择与择 一复合语句所及的两个或多个数据项中选其中一项或多项的逻辑电路。由于在本发明所述的充分条件转移和必要条件转移指令中还涉及前提条件语句 (数值)的比较，因此还包括设计数值比较器，用于充分和必要条件转移指令中的前提比较。所述数值比较器 是在充分和必要条件转移指令中实现前提数值比较，并确定是否实现转移的逻辑电路。本发明所述的自然语言中的主语和谓语以及由主语和谓语组成的语句或程序都 是带有与其语义性质对应的二进制代码的字符段或代码段，且所述二进制代码与驱动程序 中的高、低电平一一对应，所以本发明所述的自然语言计控器以及与其相关的编码器、译码 器、数据分配器、数据选择器、数值比较器的电路结构都是简单直观的。其所及的数字逻辑 关系和逻辑运算程序包括，逻辑非关系及其运算程序、逻辑等值关系及其运算程序、逻辑与 关系及其运算程序、逻辑同或关系及其运算程序、逻辑异或关系及其运算程序、逻辑充分蕴 涵关系及其运算程序、逻辑必要蕴涵关系及其运算程序。表示这些逻辑关系和运算程序的 二进制代码和高、低电平的结构关系是简单明了的。具体地，若以“1”表示逻辑非运算符号， 则具有"》0=1，"》1=0;若以“_”表示逻辑等值运算符号，则具有0_0 = 1,0_1 = 0,1_0 = 0， 1_1 = 1 ；若以“&”表示逻辑与运算符号，则具有0&0 = 0，0&1 = 0，1&0 = 0，1&1 = 1 ；若以 “ + ”表示逻辑同或运算符号，则具有0+0 = 0，0+1 = 1,1+0 = 1,1+1 = 1 ；若以“ ，，表示逻 辑异或运算符号，则具有0 0=0,0Θ1 = 1,1Θ0=1,1 1 =0;若以“一”表示逻辑充分蕴涵 运算符号，则具有O — ο = ι，ο — 1 = 1，1 — 0 = 0，1 — 1 = 1 ；若以“一”表示逻辑必要蕴 涵运算符号，则具有 0 — 0 = 1，0 — 1 = 0，1 一 0 = 1，1 一 1 = 1。本发明所述的所有程序转移指令中，都包含了上述逻辑运算形式中与其相关的运 算，即在程序转移的同时对该程序进行相应的逻辑运算，并将所得到的逻辑值(表示语义 性质的0和/或1)作为该程序运行时的电平信号。因此，本发明所述的程序运行过程中包 合了对所述程序的自动编码和译码过程。所述的数据分配和选择程序，在择一和选择程序 中由分配器和选择器实现；所述的数值比较程序，在充分和必要条件转移程序中由比较器 实现；所述的编码器，译码器、分配器、选择器和比较器的逻辑电路及其构造是简单直观的。本发明所述的自然语言程序的逻辑控制和计算方法，通过设计自然语言计控器、 编码器、译码器、分配器、选择器和比较器。实现了自然语言程序的机械控制。由于任何程 序都能用自然语言进行表示，所以本发明的方法将成为未来计算机控制方法的核心部分。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，
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附图是本发明的自然语言的逻辑控制和计算方法的实施例示意图。
具体实施例方式本发明在自然语言机械理解的基础上，提供了使用数字逻辑技术设计自然语言程 序计算与控制的逻辑电路及其器的方法。方法中所述器件的逻辑电路都是现有组合逻辑电 路设计方法中的最简组合电路，其中最大组合是二元组合，即所需设计的组合电路中最多 只有两个输入变量的4种组合——00、01、10、11，这种最简单的真值和/或电平组合关系， 使得所述器件中的电路结构对于每个熟悉本技术领域的技术人员而言，都是简单直观且易 于构造的。因而在本实施例中，只需说明如何运用所述器件来计算和控制自然语言的方法， 就能实现本发明所述的技术方案。附图所示，是本发明的自然语言程序的逻辑控制与计算方法的实施例示意图。本 实施例中包括自然语言编码器11、自然语言译码器12、自然语言计控器13、自然语言比较 器14、自然语言分配器15和自然语言选择器16。自然语言编码器11用于将输入自然语言程序中的主语和谓语字符段编为二进制 代码，主语和谓语字符段中包含有“非、不、无、没有”等否定关键字/词的编码为0，否则编 码为1。在本实施例中，对主语和谓语字符段进行二进制编码，是将自然语言程序转换成 为机器指令的关键步骤。主语和谓语字符段的二进制编码，既是程序的语义符号又是程序 的驱动信号，因此只需将联结主语和谓语字符段以及联结由主语和谓语字符段组成的原子 程序之间的联结字/词转换为指令，自然语言程序就被转换成为机器指令。自然语言译码器12，用于把自然语言程序中的主语和谓语字符段及其逻辑运算过 程中得到的二进制代码译为高、低电平；在本实施例中，自然语言译码器12，用于把主语和谓语字符段的二进制代码译为 高、低电平，同时将主语和谓语字符段的二进制代码对应地转译到与主语和谓语字符段对 应的代码段。自然语言译码器12使得自然语言程序中表示语义性质的二进制代码实现为 控制和驱动程序电平信号。自然语言计控器13，用于自然语言程序之间的语义计算和转移控制。自然语言计 控器13由逻辑非门、逻辑等值门、逻辑与门、逻辑同或门、逻辑异或门、逻辑充分蕴涵门、逻 辑必要蕴涵门电路组合而成。在本实施例中，自然语言计控器的构造方法是，将所述逻辑门电路组合成为对应 于各种逻辑联结关系的控制器件，所述控制器件的控制方法是，使各种门电路的输入(源 极)电平通过控制极(栅极)的阻(截止)、通(导通)控制得到输出(漏极)电平。使 用所述方法，构造逻辑等值门电路计算和控制主语与谓语代码段之间的连接程序。计算和 控制主语与谓语连接程序的电平形式是对应于逻辑等值运算的语义形式一0_0 = 1，0_1 =0，1_0 = 0，1_1 = 1，其中等号左边是两个输入变量的电平，等号右边是输出变量的电平； 构造逻辑与门电路计算和控制逻辑与关系对应的顺序转移程序，计算和控制顺序转移程序 的电平形式是对应于逻辑与运算的语义形式——0&0 = 0，0&1 = 0，1&0 = 0，1&1 = 1，其中 等号左边是两个输入变量的电平，等号右边是输出变量的电平；构造逻辑充分蕴函门电路 计算和控制逻辑充分蕴函关系对应的的充分条件转移程序，计算和控制充分条件转移程序的电平形式是对应于逻辑充分蕴函运算的语义形式——0-0 = 1,0-1 = 1,1-0 = 0, 1-1 = 1，其中等号左边是两个输入变量的电平，等号右边是输出变量的电平；构造逻辑必 要蕴函门电路计算和控制逻辑必要蕴函关系对应的的必要条件转移程序，计算和控制必要 条件转移程序的电平形式是对应于逻辑必要蕴函运算的语义形式——0 — 0 = 1,0 — 1 = 0,1-0=1,1-1 = 1，其中等号左边是两个输入变量的电平，等号右边是输出变量的电 平；构造逻辑同或门电路计算和控制逻辑同或关系对应的选择程序。计算和控制选择程序 的电平形式是对应于逻辑同或运算的语义形式一0+0 = 0,0+1 = 1,1+0 = 1,1+1 = 1，其 中等号左边是两个输入变量的电平，等号右边是输出变量的电平；构造逻辑异或门电路计 算和控制逻辑异或关系对应的择一程序。计算和控制择一程序的电平形式是对应于逻辑异 或运算的语义形式一0 0=0，0 1 = 1,1 0=1，1Θ1 = 1,其中等号左边是两个输入变量 的电平，等号右边是输出变量的电平。数据比较器14，用于充分和必要条件转移程序中的前提数值比较。数据比较器 14，通过获取与条件转移程序相应的前提条件，并通过与假设条件进行比较后确定是否转 移。数据分配器15和数据选择器16，用于分配同或和异或选择程序中的多项数据，并 在其中选择一项或多项执行。同或选择程序可选择其中的一项和多项，异或择一程序只能 选择其中的一项。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，任何熟悉本技术领域的技术人员在 本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种自然语言程序控制和计算的硬件处理方法，其特征在于，将自然语言中主、谓概念的肯定和/或否定的语义性质对应为0和/或1的真值形式，将主、谓概念和语句之间的逻辑联结关系对应为程序控制指令，将自然语言逻辑运算中的表示语义性质的真值形式对应为控制程序的高、低电平。并使用所述表示语义性质的二进制码对应的计算、控制和/或驱动程序的高、低电平设计相应的逻辑电路及其器件。
2.根据权利1所述的方法，其特征在于，所述与自然语言逻辑联结关系对应的程序控 制指令包括过程调用和返回指令，用于连接自然语言主语和谓语字符段对应的程序代码段；顺序 (无条件)转移指令，用于控制逻辑与关系的顺序程序转移指令代码对应于逻辑与联结的 关键字/词；充分条件转移指令，用于控制前提为充分条件的程序转移，充分条件转移指令 代码对应于逻辑充分蕴涵联结的关键字/词；必要条件转移指令，用于控制前提为必要条 件的程序转移，必要条件转移指令代码对应于逻辑必要蕴涵联结的关键字/词；程序选择 指令，用于控制逻辑同或关系的程序选择，逻辑同或关系的程序选择指令代码对应于逻辑 同或联结的关键字/词；程序择一指令，用于控制逻辑异或关系的程序选择，逻辑择一程序 选择指令代码对逻辑异或联结的关键字/词。
3.根据权利1所述的方法，其特征在于，使用所述表示语义性质的二进制码对应的高、 低电平设计的逻辑电路及其器件包括编码电路、译码电路、逻辑门组合电路、数据选择电路、数据分配电路、数值比较电路及 其件器。
4.根据权利1、3所述的方法，其特征在于，所述的逻辑门组合电路包括逻辑非门、逻辑等值门、逻辑与门、逻辑同或门、逻辑异或门、逻辑充分蕴涵门、逻辑必 要蕴涵门电路。所述逻辑门与所述逻辑联结关系相对应。其中逻辑非门对应于逻辑非关 系、逻辑等值门对应于逻辑等值联结关系、逻辑与门对应于逻辑与联结关系、逻辑同或门对 应于逻辑同或联结关系、逻辑异或门对应于逻辑异或联结关系、逻辑充分蕴涵门对应于逻 辑充分蕴涵联结关系、逻辑必要蕴涵门对应于逻辑必要蕴涵联结关系。
5.根据权利3所述的方法，其特征在于，所述编码电路及其器件用于将输入自然语言 中的主语和谓语字符段编码为二进制代码；所述译码电路及其器件用于把自然语言中的主 语和谓语字符段及其逻辑运算过程中得到的二进制代码译为高、低电平；所述数据选择电 路及其器件用于选择同或和异或选择程序中的一项或多项数据；所述数据分配电路及其器 件用于分配同或和异或选择程序中的多项数据；所述数值比较码电路及其器件用于充分和 必要条件转移程序中的前提数值比较。
全文摘要
本发明涉及一种自然语言程序控制和计算的硬件处理方法。提供一种实现自然语言程序控制和计算的数字逻辑技术，其方法是，将自语言中的主、谓概念和语句之间的逻辑联结关系对应或设计成为控制和计算程序的机器指令，将主、谓概念和语句是肯定和/或否定的语义性质编为0和/或1的二进制码，将表示语义性质的0和/或1的二进制码对应为计算、控制和/或驱动程序的高、低电平。并使用所述表示语义性质的二进制码对应的计算、控制和/或驱动程序的高、低电平设计相应的逻辑电路及其器件。实现了自然语言程序的逻辑控制和计算。
文档编号H03K19/20GK101931394SQ20091010797
公开日2010年12月29日 申请日期2009年6月18日 优先权日2009年6月18日
发明者万继华 申请人:万继华