自然语言书面理解系统（ natural language understanding systems），人和计算机之间用自然语言书面对话的系统。从20世纪60年代初开始研究。早期使用关键词和模式匹配法，计算机只能应答有限的、固定格式的输入句，没有句法、语义分析和知识推理。70年代初取得突破。70年代中期到80年代初有所进展。建成的系统较多，各自使用了不同的语法理论和计算机程序。其中有代表性的有以下几种。

J.维诺格拉德的语言观及其SHRDLU系统

维诺格拉德于1972年在美国麻省理工学院建成SHRDLU系统，把语言分析和知识推理综合在一起，在自然语言理解的研究中跨出了重要的一步。SHRDLU系统采用韩礼德的“系统语法”，计算机根据句法特征识别输入句的态、式、语气等，按句型逐层分解到词为止；语义分析和知识推理同时配合，以排除歧义和误解。获取语义信息后查询知识库，执行指定的操作或作出应答。这个系统可储存200条英语单词，能理解较复杂的英语句子。

伍兹的扩充转移网络及其LUNAR系统

W.A.伍兹于1970年提出扩充转移网络（简称ATN），1972年在美国BBN公司建成LUNAR系统。ATN是一种句法分析方法，也是一种计算机处理程序。它建立了英语部分句型的有限状态转移线路网络，同时设置了某些操作技术，使上下文相关，并能重新组合包括复写、添加、删略、换位等结构成分。LUNAR系统可储存英语单词3 500条，主题是查询阿波罗登月舱带回的月球泥石采样的化学成分，为地质学家检索信息服务。

尚克的概念从属论及据此建成的诸系统

美国学者R.C.尚克于1973年提出概念从属论（简称CD），并在美国斯坦福人工智能实验室建成MARGIE系统；1975年尚克和他的同事在耶鲁大学建成SAM系统，1978年建成PAM系统，1979年建成FRUMP系统，1980年建成IPP系统。CD的主要内容是人脑中存在着某种概念基础，语言理解的过程就是把语句映射到概念基础中的过程。概念基础具有完善的结构，能根据初始的输入预期可能产生的后续信息。要使计算机理解自然语言就必须研究概念结构及其映射规则。句法只起一个指引作用，无需详细分析。概念结构由概念及其从属关系构成。常用动词和形容词可抽象为少数“语义基元”，表示行为和状态的基本概念。MARGIE系统按照概念从属论建成，是一个推理和语句解释的模型，能根据输入句推论出若干事实，包括原因、结果等。SAM系统根据模本建成，能解释故事情节，回答问题，进行推论，并作出英语、汉语、俄语、荷兰语和西班牙语的摘要。PAM系统由美国学者R.威林斯基建成，以目的和计划作为理解故事的基础。也能解释故事情节，回答问题，作出推论和摘要。尚克学派又进一步研究了语言理解和记忆的关系，概括出各种具体知识结构，将句法、语义、知识、推理综合为一体，建成FRUMP和IPP两个快速阅读系统。

G.亨德雷克斯的LIFER分析法以及据此建成的系统

1977年在美国斯坦福研究所设计而成，提供了部分英语句型的句法–语义框架，同时采用N.乔姆斯基的重写规则和伍兹的ATN分析输入句。根据LIFER分析法已建成若干系统，包括医药咨询、作业安排、资源分布等主题。最庞大复杂的是斯坦福研究所的LADDER系统(1977)，它能联结美国各地许多计算机的数据库，用户可直接用英语查询所需数据的储存地点及其方式。斯坦福研究所的另一系统HAWKEYE系统(1977)则属于图像识别和自然语言理解的综合模型，计算机能根据图像回答问题。关于汉语书面理解的研究，见汉语书面理解系统。