Expertensysteme werden meist von externen Software-Häusern entwickelt und dann
vom jeweiligen Anwender implementiert. Interessant dabei ist, dass die Verantwortung
zur Erweiterung und Modifikation des Systems ab einem bestimmten Zeitpunkt an den
eigentlichen Anwender übertragen wird. Daraus ergibt sich, dass die Pflege der Wissensbasis
nicht von den Personen durchgeführt wird, die für die Realisierung des Systems
verantwortlich waren, sondern vom Experten selbst. Diese Konstellation kann zu
Schwierigkeiten führen, die die Effizienz des Expertensystems in Frage stellen. Gleichzeitig
wird deutlich, wie wichtig eine systematische Unterstützung für alle Prozesse bei
der Wissensbasisinitialisierung und -pflege ist [HERM97, S. 12].
Während die auf dem Markt befindlichen Werkzeuge zur Wissensakquisition noch die
Hilfe von Wissensingenieuren erfordern, die Experten befragen und das gewonnene
Wissen in geeigneter Form formalisieren, muss es mittelfristiges Ziel sein, ein Werkzeug
zu entwickeln, welches in einer Weise komfortabel und problemadäquat gestaltet
ist, dass ein Experte selbstständig und ohne weitere Unterstützung von anderen Personen
sein Wissen erfassen, ändern und testen kann. Solche Werkzeuge würden den Umgang
mit Wissen in den verschiedensten Anwendungsbereichen fundamental ändern, da
das bisher weitgehend private Wissen von Experten, das darüber hinaus nur über langjährige
Praxiserfahrungen erworben werden kann, dann in Programmen explizit dargestellt
und in Folge dessen leichter erlernt, angewendet und getestet werden kann
[PUPP88, S. 7].
Ziel dieser Arbeit ist die Analyse, Konzeption und Implementierung eines Werkzeugs,
welches einem Experten bei der grafischen Definition und Manipulation von Regeln in
einem Expertensystem unterstützt. Der Fokus liegt bei der Entwicklung auf der Bereit stellung einer komfortablen und benutzerfreundlichen Modellierungsebene, mit deren
Hilfe der Anwender Objekte einer Wissensbasis visualisieren, miteinander verknüpfen
und bestehende Verkettungsregeln manipulieren kann. Voraussetzung hierfür ist die
strukturierte und dialogunterstützte Erfassung von Objekten, wie z. B. Fragen und Diagnosen.
Dabei soll es dem Anwender möglich sein, selbstständig und ohne Hilfe eines
Wissensingenieurs diese Objekte zu erfassen und zu pflegen. Die zu entwickelnde
Software soll dabei unabhängig vom zu modellierenden Problem und somit in den verschiedensten
Anwendungsgebieten einsetzbar sein.
[...]
Inhaltsverzeichnis
1 ZIELSETZUNG UND AUFBAU
1.1 ZIELSETZUNG DER ARBEIT
1.2 AUFBAU
2 REGELBASIERTES EXPERTENSYSTEM
2.1 CHARAKTERISIERUNG UND ARCHITEKTUR VON EXPERTENSYSTEMEN
2.2 WISSENSREPRÄSENTATION UND STRATEGIEN DER WISSENSVERARBEITUNG
2.3 METHODEN DES WISSENSERWERBS
3 SOLLKONZEPTION
3.1 FUNKTIONALE ANFORDERUNGEN
3.2 NICHTFUNKTIONALE ANFORDERUNGEN
3.3 TECHNISCHE PRODUKTUMGEBUNG
4 ENTWURF UND IMPLEMENTIERUNG DER IDENTIFIZIERTEN ANFORDERUNGEN
4.1 ORGANISATION DES GESAMTSYSTEMS
4.1.1 Softwaredistribution
4.1.2 Sicherheitsaspekte
4.1.3 Pakethierarchie
4.2 DIALOGUNTERSTÜTZTE ERFASSUNG VON DATEN UND WISSEN
4.2.1 Strukturierte Erfassung
4.2.2 Menüstruktur
4.2.3 Daten- und Wissenserfassung
4.3 DATENANALYSE UND DATENMODELLIERUNG
4.3.1 Datenbank
4.3.2 XML-Dateien
4.4 KLASSEN- UND FUNKTIONSENTWURF
4.4.1 Server
4.4.2 Client
5 POTENZIELLE WEITERENTWICKLUNGEN
6 MANAGEMENT SUMMARY
Zielsetzung und Themen
Die Arbeit analysiert, konzipiert und implementiert ein Werkzeug, das Experten bei der grafischen Definition und Manipulation von Regeln in einem Expertensystem unterstützt, um den Wissenserwerb zu erleichtern und unabhängiger von Wissensingenieuren zu machen.
- Entwicklung einer benutzerfreundlichen, grafischen Modellierungsebene für Expertensysteme
- Konzeption einer Client/Server-Architektur für verteilte Wissensbasen
- Implementierung von Sicherheitsmechanismen bei der Wissensübertragung
- Strukturierte Datenhaltung und Wissensspeicherung mittels XML
- Automatisierte Softwareverteilung durch Java Web Start
Auszug aus dem Buch
4.2.1 Strukturierte Erfassung
Die Art und Weise einer Problembewältigung innerhalb einer Institution spiegelt sich in deren Organisationsstruktur wider. Es sind daher folgende Punkte bei der Gestaltung der Datenerfassung und -ablage zu beachten:
Eine Organisation besteht oft aus Teilorganisationen oder Abteilungen bzw. bildet Fachbereiche für die verschiedenen Aufgabengebiete [WÖHE90, S. 184].
Innerhalb eines Teilbereichs werden bestimmte Problemstellungen gelöst, welche sich wiederum aus Teilproblemen zusammensetzen [WÖHE90, S. 182f.]. Beispielsweise müssen erst Name und Anschrift eines Kunden erfasst werden, bevor die eigentliche Daten erfasst und eine Lösung generiert werden kann.
Bestimmte Fragestellungen kommen bei allen oder mehreren Teilorganisationen bzw. Fachbereichen vor und sind somit Bestandteil bei verschiedenen Problemen [WÖHE90, S. 185f.]. Ein Beispiel hierfür ist die Erfassung persönlicher Daten von Kunden.
Zur Erreichung einer strukturierten und systematischen Erfassung von Wissen erweist es sich als vorteilhaft, die identifizierten Strukturen innerhalb der Komponente zur Wissenseingabe zu implementieren. Es ist offensichtlich, dass dies in Form einer Eingabehierarchie geschehen sollte. Wichtigstes Kriterium dabei ist ein streng modularer Aufbau, d. h. Teilprobleme, die mehrfach Verwendung finden, dürfen nur einmal definiert und müssen in der Hierarchie weiter oben platziert werden. Bei der Modellierung der Regeln kann dann darauf zurückgegriffen werden. Weiterhin ist zu beachten, dass für jede elementare Information eine Frage bzw. Lösung erfasst werden muss. Das heißt, falls bei der späteren Anwendung bspw. Vorname und Nachname als jeweils eigenständige Informationen bekannt sein müssen, so ist die Definition von zwei separaten Fragen notwendig.
Zusammenfassung der Kapitel
1 ZIELSETZUNG UND AUFBAU: Dieses Kapitel führt in die Problematik des Wissenserwerbs bei Expertensystemen ein, definiert die Ziele der Arbeit und erläutert den Aufbau der Untersuchung.
2 REGELBASIERTES EXPERTENSYSTEM: Es werden die theoretischen Grundlagen regelbasierter Expertensysteme, deren Architektur sowie Methoden des Wissenserwerbs dargestellt.
3 SOLLKONZEPTION: Dieses Kapitel spezifiziert die funktionalen und nichtfunktionalen Anforderungen an die Software sowie die zugrunde liegende technische Produktumgebung.
4 ENTWURF UND IMPLEMENTIERUNG DER IDENTIFIZIERTEN ANFORDERUNGEN: Hier erfolgt der detaillierte Entwurf und die konkrete Implementierung des Systems, unterteilt in Systemorganisation, Dialoggestaltung, Datenmodellierung und Softwarearchitektur.
5 POTENZIELLE WEITERENTWICKLUNGEN: Das Kapitel diskutiert mögliche Erweiterungen des entwickelten Werkzeugs, um dessen Funktionalität und Anwendbarkeit zu erhöhen.
6 MANAGEMENT SUMMARY: Diese Zusammenfassung bietet einen Überblick über das entwickelte Werkzeug und die daraus gewonnenen Erkenntnisse der Arbeit.
Schlüsselwörter
Expertensysteme, Wissenserwerb, grafische Modellierung, Regelbasiertes System, Java Web Start, Client/Server-Architektur, XML, Wissensbasis, Wissensingenieur, Systementwurf, Software-Technik, Dialogschnittstellen, Wissensrepräsentation, Datensicherheit, Anforderungsanalyse
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Konzeption und Implementierung eines Software-Werkzeugs, das Experten ermöglicht, grafisch Regeln für Expertensysteme zu definieren und zu verwalten.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Felder umfassen Wissensmanagement, Software-Architektur für Expertensysteme, grafische Benutzeroberflächen und XML-basierte Datenspeicherung.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das primäre Ziel ist es, den Wissenserwerb effizienter und für den Experten selbstständig durchführbar zu machen, indem die Abhängigkeit von Wissensingenieuren reduziert wird.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt die Anforderungsanalyse, den Entwurf objektorientierter Software-Strukturen und eine prototypische Implementierung unter Verwendung von Open-Source-Technologien.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil behandelt die theoretischen Grundlagen, die Soll-Konzeption, die Systemarchitektur sowie die detaillierte Umsetzung der grafischen Dialoge und der Datenmodellierung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zu den wichtigsten Begriffen gehören Expertensysteme, Wissenserwerb, grafische Modellierung, Client/Server-Architektur und XML-basierte Speicherung.
Warum wurde Java Web Start als Technologie gewählt?
Java Web Start ermöglicht eine einfache, plattformunabhängige Verteilung der Anwendung über das Internet oder Intranet, inklusive automatischer Updates.
Welche Rolle spielen "versteckte Fragen" in diesem System?
Versteckte Fragen erlauben es, komplexe logische Zusammenhänge oder Mehrfachantworten abzubilden, ohne den Endanwender mit zu vielen direkten Fragen zu belasten.
- Quote paper
- Chris Kürschner (Author), 2003, Entwicklung eines Werkzeugs zur grafischen Definition von Regeln in einem Expertensystem, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/25088
