Einführung in Expertensysteme (Studienreihe Informatik) (German Edition)

Expertensysteme er ffnen dem Computer neue Anwendungsfelder,
da die Programme leistungsf{higer werden und mit geeigneten
Expertensystemwerkzeugen auch ohne spezielle Programmier-
kenntnisse entwickelt und gewartet werden k nnen. Die Kern-
idee ist die saubere Trennung zwischen allgemeinen Problem-
l sungsstrategien und anwendungsspezifischem Wissen. Dieses
Buch gibt eine profunde Einf}hrung in die derzeitig verf}g-
barenTechniken und in Aspekte des betrieblichen Einsatzes.

I. Einführung.- 1. Charakterisierung, Nutzen und Geschichte.- 1.1 Charakterisierung von Expertensystemen.- 1.2 Nutzen von Expertensystemen.- 1.3 Geschichte von Expertensystemen.- 2. Methodik und Architektur.- 2.1 Problemlösungstypen von Expertensystemen.- 2.2 Wissensrepräsentationen in Expertensystemen.- 2.3 Architektur von Expertensystemen.- 2.4 Zusammenfassung.- II. Grundtechniken der Wissensrepräsentation.- 3. Logik.- 3.1 Prädikatenlogik.- 3.2 Eigenschaften von Kalkülen.- 3.3 PROLOG.- 3.4 Zusammenfassung.- 4. Regeln.- 4.1 Vorwärtsverkettung.- 4.2 Rückwärtsverkettung.- 4.3 Komplexität der Vorbedingung.- 4.4 Strukturierung.- 4.5 Zusammenfassung.- 5. Objekte/Frames.- 5.1 Beispielsystem: FRL.- 5.2 Aktive Objekte.- 5.3 Kognitive Bedeutung von Frames.- 5.4 Automatische Klassifikation in KL-ONE-Sprachen.- 5.5 Frames und Problemlösungstypen.- 5.6 Zusammenfassung.- 6. Constraints.- 6.1 Typen von Constraints und Propagierungsalgorithmen.- 6.2 Lösung eines nicht-trivialen Constraint-Problems.- 6.3 Diskussion des Lösungsweges.- 6.4 Formale Charakterisierung einfacher Constraintsysteme.- 6.5 Zusammenfassung.- 7. Probabilistisches Schließen.- 7.1 Theorem von Bayes.- 7.2 Dempster-Shafer-Theorie.- 7.3 INTERNIST-Modell.- 7.4 MYCIN-Modell.- 7.5 MEDl-Modell.- 7.6 Zusammenfassung.- 8. Nicht-monotones Schließen.- 8.1 JIMS mit direkten Begründungen.- 8.2 ATMS mit Basisannahmen als Begründungen.- 8.3 Zusammenfassung.- 9. Temporales Schließen.- 9.1 Exakte Zeitrelationen: VM und MED2.- 9.2 Ungenaue quantitative Zeitrelationen: der TMM von McDermott.- 9.3 Qualitative Relationen: der Zeitkalkül von Allen.- 9.4 Zusammenfassung.- III. Problemlösungstypen und Problemlösungsstrategien.- 10. Diagnostik.- 10.1 Übersicht über Diagnostiktechniken.- 10.2 Übersicht über Diagnostiksysteme und Wissensarten.- 10.3 Heuristische Diagnostiksysteme.- 10.4 Modellbasierte Diagnostiksysteme.- 10.5 Fallvergleichende Diagnostik.- 10.6 Vorschlag zur Integration.- 10.7 Zusammenfassung.- 11. Konstruktion.- 11.1 Diskussion von Beispielproblemen.- 11.2 Konstruktionsmethoden.- 11.3 Konstruktionssysteme.- 11.4 Zusammenfassung.- 12. Simulation.- 12.1 Simulationstypen.- 12.2 Qualitative Mehrphasensimulation: Kuipers QSIM.- 12.3 Qualitative Einphasensimulation: Longs System.- 12.4 Zusammenfassung.- IV. Entwicklung von Expertensystemen.- 13. Wissenserwerb.- 13.1 Phasenmodelle für den Wissenserwerb.- 13.2 Problemcharakterisierung und Interviewtechniken.- 13.3 Wissenserwerbssysteme für Experten.- 13.4 Automatisierter Wissenserwerb.- 13.5 Zusammenfassung.- 14. Erklärungsfähigkeit.- 14.1 Erklärungstechniken.- 14.2 Zweck von Erklärungen.- 14.3 Erklärungen für die Diagnostik.- 14.4 Erklärungen für die Konstruktion.- 14.5 Erklärungen für die Simulation.- 14.6 Nutzung für tutorielle Zwecke.- 14.7 Zusammenfassung.- 15. Dialogschnittstellen.- 15.1 Anforderungen an Dialogschnittstellen.- 15.2 Allgemeine Techniken.- 15.3 Gestaltung der Interviewerkomponente.- 15.4 Gestaltung der Erklärungskomponente.- 15.5 Gestaltung der Wissenserwerbskomponente.- 15.6 Zusammenfassung.- 16. Werkzeuge für Expertensysteme.- 16.1 Realisierung von Objekten.- 16.2 Realisierung von Regeln/Constraints.- 16.3 Realisierung von probabilistischem, nicht-monotonem und temporalem Schließen.- 16.4 Graphikmöglichkeiten.- 16.5 Zusammenfassung.- V. Aspekte des betrieblichen Einsatzes.- 17. Rahmenbedingungen für den betrieblichen Einsatz.- 17.1 Eignung eines Anwendungsgebietes.- 17.2 Projektplanung.- 17.3 Integration in die Einsatzumgebung.- 17.4 Evaluationsproblematik und Kosten/Nutzen-Analyse.- 17.5 Zusammenfassung.- 18. Expertensysteme in der Medizin.- 18.1 Probleme.- 18.2 Einsatzmöglichkeiten.- 18.3 Fallbeispiele.- 18.4 Zusammenfassung.- 19. Expertensysteme in der Technik.- 19.1 Fallbeispiele.- 19.2 Probleme.- 19.3 Zusammenfassung.- VI. Kritik und Ausblick.- 20. Wechselwirkungen mit anderen Bereichen.- 20.1 Künstliche Intelligenz.- 20.2 Kognitive Psychologie.- 20.3 Datenbanken.- 20.4 Software Engineering.- 20.5 Anwendungsbereiche.- 21. Grenzen von Expertensystemen.- 21.1 5-Stufen-Modell vom Anfänger zum Experten.- 21.2 Holistische Informationsverarbeitung.- 21.3 Allgemeinwissen.- 21.4 Philosophischer Hintergrund.- 21.5 Zusammenfassung.- 22. Entwicklungstrends.- 22.1 Tiefenwissen.- 22.2 Generische Problemlösungstypen.- 22.3 Kodierung von Allgemeinwissen.- 22.4 Neuronale Netze.- 22.5 Zusammenfassung.- Anhang: Checkliste für Wissensrepräsentationsformalismen.- Systemverzeichnis.