Was ist ein wissensbasiertes System?
Ein Softwaresystem, das Wissen in strukturierter Form repräsentiert und Verfahren zur Verarbeitung dieses Wissens enthält.
Welche Hauptkomponenten besitzt ein WBS?
Wissensbasis, Inferenzkomponente, Wissenserwerbskomponente, Steuerungs-, Erklärungskomponente und Interviewerkomponente.
Was unterscheidet WBS von herkömmlicher Software?
Trennung von Wissen (anwendungsabhängig) und Verarbeitung (anwendungsunabhängig).
Warum ist die Trennung von Wissen und Verarbeitung vorteilhaft?
Ermöglicht einfache Anpassung und Wiederverwendung des Wissens ohne Änderung der Logik.
Was ist der Unterschied zwischen deklarativem und prozeduralem Wissen?
Deklarativ: Wissen über Fakten und Objekte ('was'); Prozedural: Wissen über Abläufe und Handlungen ('wie').
Erkläre den Unterschied zwischen Klassen-, Fakten- und Regelwissen.
Klassenwissen beschreibt mögliche Objekte und Eigenschaften, Faktenwissen beschreibt konkrete Instanzen, Regelwissen beschreibt Handlungsanweisungen.
Welche logischen Grundlagen werden zur Wissensrepräsentation genutzt?
Aussagenlogik, Prädikatenlogik und Description Logic.
Warum sind WENN-DANN-Regeln für WBS besonders geeignet?
Sie sind intuitiv, modular, nachvollziehbar, wartbar und rechnerisch gut auswertbar.
Beschreibe die drei Inferenzarten: Deduktion, Induktion, Abduktion.
Deduktion: allgemein→speziell (immer wahr); Induktion: speziell→allgemein (nicht zwingend wahr); Abduktion: von Wirkung auf mögliche Ursache schließen.
Vorwärtsverkettung ist datengetrieben (von Fakten zu Zielen), Rückwärtsverkettung ist zielorientiert (von Ziel zu Fakten).
Was bedeutet nonmonotonic reasoning?
Fähigkeit eines Systems, Wissen zu revidieren, wenn neue Informationen bekannt werden.
Wofür dienen Steuerungs- und Erklärungskomponente?
Steuerung: Koordination der Systemkomponenten; Erklärung: Begründung von Schlussfolgerungen und Erkennen von Wissenslücken.
Welche Arten von Regelwissen gibt es?
Ableitungswissen, Handlungswissen und Kontrollwissen.
Nenne typische Anwendungsbereiche regelbasierter Systeme.
Analyse, Diagnose, Gestaltung, Simulation, Planung.
Welche Probleme können in einer Regelbasis auftreten?
Inkonsistente oder widersprüchliche Regeln, unausgesprochene Annahmen, unvollständiges Wissen.
Wie unterscheiden sich Tiefe- und Breite-zuerst-Suchstrategien?
Tiefe-zuerst: erst tiefe Zweige; Breite-zuerst: Ebene für Ebene.
Welche Aufgaben hatte MYCIN?
Diagnose bakterieller Infektionen, Vorschlag von Tests und geeigneten Antibiotika.
Wie arbeitet MYCIN (Inferenzart)?
Rückwärtsverkettend, zielorientiert mit Unsicherheitsfaktoren.
Was sind Sicherheitsfaktoren (CF) und wofür werden sie genutzt?
CF ∈ [-1, +1] quantifiziert die Sicherheit einer Schlussfolgerung, um unsicheres Wissen zu berücksichtigen.
Warum gilt MYCIN als Meilenstein der wissensbasierten Systeme?
Was ist das Ziel eines regelbasierten Systems zur Steuerung von Abläufen?
Ziel ist es, Prozesse automatisch und sicher zu steuern, indem definierte Regeln auf Zustände angewendet werden.
Welche Objekte und Werte kommen im Beispiel der Eisenbahn-Signalsteuerung vor?
Bahnsteige (frei, belegt), Signale (grün, rot) und Weichensignale (grün, rot).
Was sind die wichtigsten Steuerungsregeln im Eisenbahnbeispiel?
Nur ein Signal darf grün sein, nur ein Zug darf pro Bahnsteig oder Strecke fahren, jede Weiche darf nur eine Richtung freigeben.
Was sind die Defizite der Regelsteuerung im Eisenbahnbeispiel?
Keine Entscheidungsregeln für Zugpriorisierung, keine Deadlock-Vermeidung, fehlende Fahrplanintegration.
Wie werden Anwendungsdomänen in wissensbasierten Systemen modelliert?
Durch Begriffshierarchien, Constraints, Regeln und Berechnungsfunktionen, die Relationen und Restriktionen abbilden.
Was sind die Vorteile deklarativer Wissensrepräsentation?
Hohe Wartbarkeit, Transparenz und einfache Erweiterbarkeit des Systems.
Was ist Case-Based Reasoning (CBR)?
Eine Methode, bei der Probleme durch Rückgriff auf ähnliche, gespeicherte Fälle gelöst werden.
Welche zwei Grundannahmen liegen CBR zugrunde?
1. Ähnliche Probleme haben ähnliche Lösungen. 2. Aufgabenstellungen wiederholen sich mit leichten Variationen.
Was sind die Vorteile des fallbasierten Schließens?
Schnelle Problemlösung, nutzbar bei fehlenden Regeln, Umgang mit schwach strukturiertem Wissen, kontinuierliches Lernen.
Welche Komponenten hat ein Fall in einem CBR-System?
Problembeschreibung, Ziel, Ausgangssituation, Lösung, Resultat, Feedback und Bewertung.
Wie funktioniert der Zyklus des fallbasierten Schließens?
Selektieren ähnlicher Fälle, Wiederverwenden der Lösung, Evaluieren und Aufnahme in die Fallbasis.
Was ist eine Fallbasis?
Eine Sammlung gespeicherter Erfahrungen, die Zusammenhänge und Problemlösungen dokumentiert.
Was ist Indizierung bei CBR-Systemen?
Prozess, der relevante Merkmale eines Falles identifiziert, um Ähnlichkeiten zwischen Fällen berechnen zu können.
Welche Anforderungen gibt es an Indizes in CBR-Systemen?
Sie müssen abstrakt genug für viele Situationen, aber genau genug für Identifikation sein.
Was unterscheidet das römische Rechtssystem vom case law?
Römisches Recht basiert auf allgemeinen Regeln; Case law entscheidet auf Basis konkreter früherer Fälle.
Wann sind fallbasierte Systeme vorteilhaft gegenüber regelbasierten?
Wenn es wenig formalisierbares Wissen gibt oder sich die Bedingungen häufig ändern.
Was sind die Grenzen wissensbasierter Systeme?
Sie können nicht intuitiv, assoziativ oder kontextabhängig schließen, und sie erkennen keine Wissenslücken.
Welche Hauptunterschiede bestehen zwischen regelbasierten und fallbasierten Systemen?
Regelbasiert: arbeitet mit fixen Regeln, gut bei stabilen Domänen. Fallbasiert: lernt aus Erfahrungen, flexibel bei Änderungen.
Was ist ein Constraint in wissensbasierten Systemen?
Eine deklarative Bedingung, die Beziehungen und Einschränkungen zwischen Objekten beschreibt.
Was ist der Hauptvorteil expliziter Wissensrepräsentation?
Sie ermöglicht eine bessere Wartbarkeit und Verständlichkeit der Systeme.
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