Expertensysteme

1. Einführung.- 1.1 Artificial Intelligence.- 1.1.1 Methoden.- 1.1.2 Anwendungsgebiete.- 1.2 Methoden der AI.- 1.2.1 Suchen.- 1.2.2 Planen.- 1.2.3 Wissensrepräsentation.- 1.2.4 Reasoning.- 1.2.5 Lernen und Wissenserwerb.- 1.2.6 Konnektionismus.- 1.3 Anwendungsgebiete.- 1.3.1 Game-Playing.- 1.3.2 Sprachverstehen.- 1.3.3 Wahrnehmung.- 1.3.4 Theorembeweiser.- 1.3.5 Automatisches Programmieren.- 1.4 Expertensysteme.- 1.4.1 Eigenschaften von Experten.- 1.4.2 Erwünschte Eigenschaften bei Expertensystemen.- 1.4.3 Entwicklung eines Expertensystems.- 1.4.4 Komponenten eines Expertensystems.- Zusammenfassung.- Literatur.- 2. Wissensrepräsentation.- 2.1 Anforderungen an die Wissensrepräsentation.- 2.2 Ontologische Gliederung der Wissensbasis.- 2.3 Konzeptualisierung.- 2.3.1 Methoden zur Wissensrepräsentation.- 2.4 Logikorientierte Methoden.- 2.4.1 Einfache Fakten-Regel-Systeme (EFRS).- 2.4.2 Modelltheoretische Semantik von EFRS.- 2.5 Prozedurale Methoden.- 2.5.1 Effizienz.- 2.5.2 Flexibilität.- 2.5.3 Modularität.- 2.5.4 Mustergesteuerter Aufruf.- 2.6 Objektorientierte Methoden.- 2.6.1 Vererbung.- 2.6.2 Frames.- 2.6.3 Semantische Netze.- Zusammenfassung.- Literatur.- 3. Anwendungen von Expertensystemen.- 3.1 Entwicklung von Expertensystemen und Expertensystem-Shells.- 3.2 Einsatz und Aufgabenbereich von Expertensystemen.- 3.3 Der Weg zum Expertensystem.- Zusammenfassung.- Literatur.- 4. Knowledge Engineering.- 4.1 Aufgabenstellung und Problematik.- 4.2 Methoden des Wissenserwerbs.- 4.3 Softwarewerkzeuge zur Unterstützung des Knowledge Engineers.- 4.4 Knowledge Engineering Werkzeuge.- Zusammenfassung.- Literatur.- 5. Prolog und Meta-Interpreter.- 5.1 Einführung in Prolog.- 5.1.1 Entwicklung.- 5.1.2 Grundlagen.- 5.1.3 Prolog und Expertensysteme.- 5.2 Prolog.- 5.2.1 Prädikate und Fakten.- 5.2.2 Abfragen.- 5.2.3 Terme.- 5.2.4 Unifikation.- 5.2.5 Regeln.- 5.3 Semantik und Syntax.- 5.3.1 Semantik von Prolog.- 5.3.2 Syntax von Prolog.- 5.3.3 Listen.- 5.4 Systemprädikate.- 5.4.1 Kontrolle.- 5.4.2 Datenbasis- und Programm-Manipulation.- 5.4.3 Term-Klassifizierung.- 5.4.4 Unifikation und Vergleiche.- 5.4.5 Arithmetik.- 5.4.6 Ein- und Ausgabe.- 5.5 Meta-Interpreter.- 5.5.1 Einführung.- 5.5.2 Konjunktion.- 5.5.3 Regeln.- 5.5.4 Systemprädikate.- 5.5.5 Kontrollprädikate.- 5.5.6 Varianten.- 5.5.7 Tracer.- Zusammenfassung.- Literatur.- 6. Inferenzstrategien.- 6.1 Einführung.- 6.1.1 Architektur.- 6.1.2 Strategien der Problemlösung.- 6.2 Theorie der Vorwärtsverkettung (Forward Chaining).- 6.2.1 Elementares Produktionsprinzip.- 6.2.2 Ableitung.- 6.2.3 Beweisbaum.- 6.2.4 Korrektheit und Vollständigkeit des Ableitungsbegriffs.- 6.2.5 Endlichkeit von cons(S).- 6.2.6 Inferenzalgorithmus.- 6.2.7 Matching.- 6.2.8 Die Funktionsprozedur PRODUCE.- 6.2.9 Die Funktionsprozedur INFERI.- 6.2.10 Die Funktionsprozedur INFER.- 6.3 Implementierung der Vorwärtsverkettung.- 6.3.1 Abarbeitung einfacher Regeln.- 6.3.2 Abarbeitung genereller Regeln.- 6.3.3 Beispiel: Elektrische Schaltung.- 6.3.4 Abarbeitung in OPS 5.- 6.3.5 Rückwärtsverkettung (Backward Chaining).- 6.4 Vorwärtsverkettung versus Rückwärtsverkettung.- 6.4.1 Problemabhängige Kontrollstrategien.- Zusammenfassung.- Literatur.- 7. Unsicheres Schließen.- 7.1 Quellen von Unsicherheit.- 7.1.1 Inhärente Unsicherheit der Information.- 7.1.2 Unvollständigkeit der Information.- 7.1.3 Unsicherheit von Schlußfolgerungen.- 7.1.4 Zusammenfassung von Information aus mehreren Quellen.- 7.2 Darstellung von Unsicherheit.- 7.3 Bayes'che Theorie.- 7.3.1 Allgemeines Bayes'sches Theorem.- 7.3.2 Spezielles Bayes'sches Theorem.- 7.3.3 Bewertung.- 7.4 Certainty Factors.- 7.4.1 Verknüpfungsfunktionen.- 7.4.2 Zusammenhänge zwischen den Funktionen.- 7.4.3 Auswahl eines Kalküls zur Behandlung von Unsicherheit.- 7.4.4 Certainty Factors in der Praxis.- 7.4.5 Bewertung.- 7.5 Fuzzy-Logik.- 7.5.1 Unscharfe Konzepte.- 7.5.2 Formalisierung.- 7.5.3 Bewertung.- 7.6 Erfassung unsicheren Wissens.- 7.7 Meta-Interpreter mit Behandlung von Certainty Factors.- 7.8 Regelbasis mit Certainty Factors.- 7.9 Ableitung mit Certainty Factors.- Zusammenfassung.- Literatur.- 8. Interaktion mit Expertensystemen.- 8.1 Aufgabenanalyse.- 8.1.1 Das Wesen von Aufgaben.- 8.1.2 Ziele der Analyse.- 8.1.3 Methoden zur Analyse.- 8.2 Unterstützung des Wissenserwerbs.- 8.2.1 Ablauf.- 8.2.2 Epistemologische Probleme.- 8.3 Maschinelles Erklären.- 8.3.1 Grundsätzliches.- 8.3.2 Anwendung.- 8.4 Benutzerschnittstelle.- 8.4.1 "Natürliche" Sprache.- 8.4.2 Implementierung.- 8.4.3 Designprobleme.- 8.5 Wissensbasierte Benutzerschnittstellen.- 8.5.1 "Intelligenz" in Benutzerschnittstellen.- 8.5.2 Konkurrenz versus Kooperation.- Zusammenfassung.- Literatur.- 9. Modellbasierte Diagnose.- 9.1 Einleitung.- 9.2 Komponenten eines modellbasierten Diagnosesystems.- 9.3 Modellbasierte Diagnose anhand eines Beispiels.- 9.4 Verhaltensmodelle.- 9.5 Weiterführende Literatur.- Zusammenfassung.- Literatur.- 10. Expertendatenbanksysteme (EDS).- 10.1 Vergleich der Charakteristika von Datenbanksystemen und Expertensystemen.- 10.2 Erweiterung existierender Systeme.- 10.2.1 Erweiterung von Expertensystemen mit Datenbankkonzepten.- 10.2.2 Erweiterung von Datenbanksystemen mit Expertensystemkonzepten.- 10.3 Kopplung unabhängiger Systeme.- 10.4 Integrierte Systeme.- Zusammenfassung.- Literatur.