Rozwiązywanie prostych zadań z fizyki

Cały problem rozwiązania zadania tekstowego można z dekomponować na dwa mniejsze pod problemy. Jeden z nich, trudniejszy, polega na wyszukaniu w tekscie interesujących nas informacji niezbędnych do rozwiązania zadnia. Takimi informacjami są, wartości liczbowe wielkości fizycznych które są danymi w zadaniu oraz co na podstawie tych wielkości należy wyliczyć.
Drugi pod problem dotyczy wyboru metody wyliczenia rozwiązania naszego zadania, czyli wyboru odpowiedniego wzoru fizycznego do którego podstawimy wyekstrahowane wczesnej dane.

Aby rozwiązanie zadania było możliwe zdefiniowałem dla każdej klasy zadań bazę wiedzy, zapisaną w pliku tekstowym, opisującą te zadania, na jej podstawie program będzie wyszukiwał w tekscie zadania, wielkości danych i wielkości szukane, oraz wybierał odpowiedni wzór fizyczny. Baza zawiera  informacje na temat wielkości fizycznych  jakie mogą wystąpić w danej klasie zadań. A także przy pomocy jakich jednostek fizycznych są opisywane. I najważniejsze, wzory fizyczne które przedstawiają zależności zachodzące pomiędzy tymi wielkościami  fizycznymi. Oto przykład takiej bazy wiedzy dla zadań z działu 2 zasady dynamiki:

<WIELKOSCI>
jechal jechala predkosc predkoscia szybkosc szybkoscia predkosci | V m/s |
droga droge drogi odleglosc odleglosci odcinek trasa trase trasy przebedzie
przejechal przejechala przelecial kilometrow przejedzie | S [m] |
czas czasu czasie sekund przez ciagu trwalo uplywie | T s |
przyspieszenie przyspiesza przyspieszeniem opoznienie opoznieniem | A m/s^2  |
masa masie waga wadze wazy | M kg |
sila sile sily | F N |


<JEDNOSTKI>
km/h 0.277777777  km/min 16.6666 km/s 1000 m/h 3600 m/min 60 m/s 1 |
kilometrow 1000 kilometra 1000 kilometry 1000 kilometr 0.0001 km 1000 metr 1 metry 1 metrow 1 metra 1 m 1 |
h 3600 godz 3600 min 60 minut 60 minuty 60 sekund 1 sekundy 1 s 1 |
N 1 kN 1000 |
kg 1 dag 100 g 1000 |
km/h^2 0.0000771604 km/min^2 0.277777777 m/min^2 0.000277777 m/s^2 1 |

<WZORY>
# A = F : M        <END>
# F = A * M        <END>
# M = F : A        <END>
# T = M * V : F     <END>
# F = M * V : T     <END>
# M = F * T : V     <END>
# V = F * T : M        <END>

W pierwszej częsci <WIELKOSCI FIZYCZNE> są wymienione wszystkie słowa kluczowe, oddzielone spacją, które oznaczają wystąpienie w zadaniu wielkości fizycznej. Każdy ciąg takich słów kluczowych zakończony jest znakiem  |  za którym znajduje się symbol reprezentujący daną wielkość fizyczną oraz bezpośrednio za nim jednostka danej wielkości.
W kolejnej części <JEDNOSTKI>  znajdują się jednostki wielkości fizycznych jakie mogą  wystąpić w  zadaniu.  Ze względu na to że każda wielkość fizyczna może być opisana za pomocy różnych jednostek, aby uniknąć błędów w obliczeniach, program sprowadza wszystkie jednostki do jednostek podstawowych układu SI, w tym celu w pliku bezpośrednio za jednostkami znajdują się wartości liczbowe ( mnożniki ). Po zidentyfikowaniu wartości wielkości fizycznej należy ją przemnożyć przez odpowiedni mnożnik aby dana wielkość fizyczna była opisana jednostką podstawową układu SI.
Ostatnia część <WZORY>  bazy wiedzy zawiera wzory które opisują zależności pomiędzy wielkościami fizycznymi występującymi w danej  klasie zadań.
 

Aby móc poprawnie przetwarzać tekst zadania w celu wyciągnięcia z niego potrzebnych informacji, zacząłem od poprawnego jego wczytania w celu ułatwienia i zapewnienia poprawności jego analizy. Program wczytuje tekst zadania wyraz po wyrazie (ciągi znaków nie oddzielone spacją lub innymi znakami białymi ). Należy pamiętać o tym że na końcu kazdego  zdania, znajdują się znaki  interpunkcyjne,  które znajdują się bezpośrednio za wyrazem w zdaniu. W takich przypadkach program wczytuje wyraz który wygląda następująco: