Projektbericht - Zentrum Mensch-Maschine-Systeme - TU Berlin

2.2 Grammatik
Entwicklung einer Grammatik für die Flugsicherungs-Phraseologie
Eine Grammatik ist ein Regelwerk, nach dem Elemente einer Sprache miteinander zu einer
Aussage kombiniert werden, die syntaktisch korrekt aufgebaut sind. Hierbei ist keine
Unterscheidung von sinnvollen und sinnlosen Texten vonnöten.
Sie soll eine endliche Beschreibung haben, d.h. die Überprüfung, ob ein Text ein syntaktisch
korrektes Programm ist, muss effizient möglich sein ( Compiler soll funktionieren,
syntaktische Konstrukte sollen möglichst einfach wieder auflösbar sein).
Das Ziel einer Grammatik ist es, aus dem Startsymbol durch Anwendung von
Ersetzungsregeln Ketten zu erzeugen, die nur aus terminalen, also nicht weiter ersetzbaren
Symbolen bestehen. Sie lassen sich auch als Termersetzungssysteme auffassen. Die Menge
der syntaktisch korrekten Programme, also die Sprache, wird top-down beschrieben.
Ausgehend von einem Startsymbol S können Regeln angewendet werden, mit denen Texte
erzeugt werden.
Unter Verwendung zahlreicher geschriebener Texte wird ein Modell erzeugt, in dem
wiedergegeben wird, wie oft ein Wort in Verbindung mit anderen Worten auftritt. Die Texte
werden analysiert, um die Auftrittswahrscheinlichkeit zu ermitteln, mit der ein bestimmtes
Wort auf ein anderes folgt, beziehungsweise mit der es am Satzanfang oder Satzende steht.
Sobald man anfängt zu sprechen, analysiert die Software das Gesagte. Es entsteht ein Baum
mit Wahrscheinlichkeiten für alle möglichen Kombinationen der erkannten Phoneme und die
daraus resultierenden Worte.
Ein Beispiel einer Grammatik ist die Chomsky Grammatik. In den 50-er Jahren begann Noam
Chomsky vier Grammatiktypen als mögliche Modelle für Grammatiken natürlicher Sprachen
anzugeben .
Das Kriterium für die Aufteilung ist dabei, wie eine Regel einer Grammatik der
entsprechenden Chomsky-Stufe aussehen darf, was also links und rechts des
Ableitungszeichens stehen darf. Es lässt sich aber auch zeigen, dass mit den verschiedenen
Grammatiken auch tatsächlich verschieden "starke" Sprachen ausgedrückt werden können,
d.h. die Aufteilung nach Grammatikregeln hat sehr wohl auch Auswirkung auf die
Ausdrucksfähigkeit der Sprachen.
Bedeutung der Grammatik für die Compiler
Eine wesentliche Rolle spielen im Compilerbau die kontextfreien Sprachen, deren Syntax
durch kontextfreie Grammatiken beschrieben werden kann. Dies mag bei näherem Hinsehen
verwundern, denn Kontextabhängigkeiten gibt es in den gebräuchlichen
Programmiersprachen genügend viele. Ein Beispiel:
In C gilt das Prinzip ,,declare before use``: Jeder Bezeichner muss vor seiner ersten
Verwendung deklariert werden .Diese Regel ist syntaktischer Natur, geht aber aus keiner
Grammatik für die Sprache hervor. Warum nicht ?
Der Spezifikationsmechanismus der kontextfreien Grammatiken ist dafür nicht mächtig
genug. Nur mit komplizierten kontextabhängigen Regeln ließe sich das ,,declare before use``-
Prinzip spezifizieren. Für kontextabhängige Grammatiken gibt es aber keine praktikablen
Analyseverfahren (zu kompliziert, zu langsam). Daher beschreibt man die Syntax einer
Programmiersprache wie folgt: In einer kontextfreien Grammatik beschreibt man den Großteil
der syntaktischen Anforderungen. Alles, was sich nicht mit kontextfreien Regeln beschreiben
lässt, wird außerhalb der Grammatik, quasi als ,,Nebenabrede`` (meist informal) ergänzt.
Manchmal werden auch Dinge, die sich an für sich kontextfrei beschreiben ließen, aus der
Grammatik herausgenommen, um diese nicht zu komplex zu machen.
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