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Wissensbasiertes System
Die Inferenzmaschine ist dabei ein Berechnungsmechanismus für mit der Wissensbasis gegebene Programme. Durch die Eingabe von Wissen wird die …
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Grundidee und Einordnung
Ein wissensbasiertes System (WBS) ist ein intelligentes Informationssystem. Es bildet Wissen mit Methoden der Wissensrepräsentation und Wissensmodellierung ab und macht dieses Wissen nutzbar. Der Begriff wird häufig synonym mit „Expertensystem“ oder als dessen Oberbegriff verwendet. Allgemeiner kann er alle Systeme bezeichnen, die auf Wissen basieren.
Wissensbasierte Systeme sind eine besondere Art von Programmiersystemen. Sie eignen sich besonders für Probleme, die sich auf algorithmischem und imperativem Weg nur schwer lösen lassen. Zu ihnen gehören regelbasierte Systeme, Expertensysteme und Software-Agenten.
Ein Expertensystem ist in den meisten Fällen ein wissensbasiertes System. Umgekehrt ist aber nicht jedes WBS ein Expertensystem: Dafür braucht es zusätzliche Komponenten und Nutzungseigenschaften, durch die das System tatsächlich einen Experten ersetzen kann.
Wissen und Schlussfolgern
Das Wissen wird deklarativ dargestellt: Es beschreibt, was gilt, statt einen genauen Ablauf von Rechenschritten vorzuschreiben. Es besteht aus Faktenwissen, das Daten einer herkömmlichen Datenbank ähnelt, und Regelwissen. Regelwissen kann beispielsweise als symbolische Produktionsregel der Form „wenn …, dann …“ vorliegen.
Die Inferenzmaschine ist der Berechnungsmechanismus für die durch die Wissensbasis gegebenen Programme. Sie wird durch die Eingabe von Wissen programmiert. Sie verarbeitet das gespeicherte Wissen und kann daraus neue Fakten und Regeln ableiten.
Ein Vorteil dieser Struktur ist, dass einzelne, voneinander unabhängige und überschaubare Wissenseinheiten verstanden, überprüft und bei Bedarf geändert werden können. Dadurch lassen sich WBS leichter korrigieren und insbesondere in diffusen Sachgebieten an einen wachsenden Kenntnisstand anpassen.
Bestandteile
Die Wissensbasis speichert Wissen in deklarativer Form. Dazu gehören Fakten, Regeln, generisches Wissen über den Problembereich sowie fallspezifisches Wissen über einen konkreten Problemlösungsfall.
Die Inferenzkomponente verarbeitet das Wissen der Wissensbasis und leitet neue Fakten und Regeln ab. Über die Benutzerschnittstelle (User Interface) kommunizieren Benutzer oder Wissensingenieur mit dem System.
Komplexere Anwendungen, etwa Expertensysteme, können zusätzlich eine Wissenserwerbskomponente besitzen. Mit ihr wird die Wissensbasis manuell oder automatisch aufgebaut und erweitert. Eine Erklärungskomponente erläutert dem Benutzer die Lösungsfindung, damit dieser nachvollziehen kann, wie und warum das System zu einem Ergebnis gelangt ist.
Einsatz und Entwicklung
Wissensbasierte Systeme können zur Dateninterpretation, Überwachung, Diagnose, Therapie, Planung, zum Entwurf und zur Prognose eingesetzt werden. In der Medizinischen Informatik können sie beispielsweise aus Patientendaten eine Problemlösung ableiten, etwa eine Diagnose oder eine Therapie.
Für Planung und Umsetzung eines WBS werden verschiedene Planungs- und Entwicklungsmethoden genannt, darunter KADS – Amsterdam und Protégé – Stanford.