Entwurf und Prototyping eines Expertensystems zur Diagnose von Störungen im Anwendungsbetrieb

Inhaltsverzeichnis

1 Einführung

1.1 Motivation

1.2 Aufbau der Diplomarbeit

2 Analyse

2.1 Workflow-Anwendung

2.1.1 Workflow

2.1.2 Architektur

2.2 Systemüberwachung

2.2.1 Überwachungsablauf

2.2.2 Architektur

3 Konzeption und Entwurf des Expertensystems

3.1 Abstrakte Architektur

3.2 Basisschnittstelle

3.3 Systemkern

3.3.1 Wissensbasis

3.3.2 Steuerungssystem

3.3.2.1 Inferenzkomponente

3.3.2.2 Erklärungskomponente

3.3.3 Diagnostische Auswertung

3.4 Regeleditor

3.5 Ansätze zur Optimierung

3.5.1 Temporale Inferenz

3.5.2 Automatische Schwellwertbestimmung

4 Prototypisierung

4.1 Wissensbasis

4.2 Inferenzkomponente

4.2.1 Kontrollsystem

4.2.2 Regelinterpreter

4.3 Diagnostische Auswertung

4.4 Regeleditor

4.4.1 Regeleingabe

4.4.2 Transfer zur Datenbank

4.4.3 Auslesen der Faktentabelle

4.4.4 Eingabe potentieller Diagnosen

5 Bewertung

6 Zusammenfassung und Ausblick

Zielsetzung & Themen

Ziel dieser Diplomarbeit ist die Entwicklung eines ganzheitlichen Expertensystems zur automatisierten Diagnose von Störungen in komplexen IT-Workflow-Anwendungen. Dabei soll das System über eine rein hardwareorientierte Überwachung hinausgehen, Störungsursachen bewerten und dem Anwendungsbetreuer fundierte Therapievorschläge zur Behebung der Probleme unterbreiten.

• Analyse von Workflow-Anwendungen und bestehenden Systemüberwachungs-Architekturen (Nagios).
• Konzeption eines Expertensystems basierend auf wissensbasierten Methoden, neuronalen Ansätzen und funktionaler Modellierung.
• Implementierung eines Prototypen zur Validierung der theoretischen Lösung unter Verwendung relationaler Datenbanken.
• Entwicklung eines Regeleditors zur dynamischen Wissensanpassung durch Anwendungsexperten.
• Evaluation der Praxistauglichkeit mittels einer Stärken-Schwächen-Analyse.

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

1 Einführung: Diese Einleitung motiviert die Notwendigkeit eines Expertensystems zur Anwendungsdiagnose, da herkömmliche Überwachungslösungen zu hardwarefixiert sind, und erläutert den Aufbau der Arbeit.

2 Analyse: In diesem Kapitel wird eine komplexe Workflow-Anwendung sowie die bestehende Systemüberwachung durch Nagios systematisch analysiert, um Problembereiche zu identifizieren.

3 Konzeption und Entwurf des Expertensystems: Hier wird die theoretische Basis des Expertensystems erarbeitet, einschließlich der Architektur, der Wissensbasis, des Steuerungssystems und Ansätzen zur Optimierung.

4 Prototypisierung: Dieses Kapitel beschreibt die praktische Validierung der theoretischen Konzepte durch die Implementierung von Komponenten in einer SQL-Datenbank und die Entwicklung eines Regeleditors in Java.

5 Bewertung: Der Prototyp wird anhand einer Stärken-Schwächen-Analyse in einem Netto-Diagramm evaluiert, wobei die Umsetzbarkeit und Leistungsfähigkeit diskutiert werden.

6 Zusammenfassung und Ausblick: Das Fazit fasst die Ergebnisse zusammen und gibt einen Ausblick auf potenzielle Weiterentwicklungen, wie etwa die Implementierung von Performanztests.

Schlüsselwörter

Expertensystem, Anwendungsdiagnose, Workflow-Anwendung, Systemüberwachung, Nagios, Wissensbasis, Inferenzkomponente, Prototyping, Datenbank, SQL, Neuronale Netze, Störungsursache, Therapievorschlag, Regeleditor, IT-Management.

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in der Arbeit grundlegend?

Die Diplomarbeit befasst sich mit der Konzeption und Prototypisierung eines Expertensystems, das dabei unterstützt, Störungen in komplexen IT-Anwendungen automatisch zu diagnostizieren und Therapievorschläge zu generieren.

Welche zentralen Themenfelder deckt die Arbeit ab?

Die Arbeit verknüpft die Bereiche Künstliche Intelligenz (Expertensysteme), System-Monitoring in der IT-Infrastruktur, relationale Datenbankmodellierung und Software-Entwicklung.

Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?

Ziel ist es, eine ganzheitliche maschinelle Überwachung zu schaffen, die über die reine Erfassung technischer Ereignisse hinausgeht und durch eine intelligente Wissensbasis konkrete Ursachen für Störungen im Anwendungsbetrieb benennen kann.

Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?

Es werden wissensbasierte Methoden, funktionale Modellierung, aussagenlogische Verknüpfungen und Ansätze aus der Graphentheorie (Und-Oder-Bäume) sowie probabilistische Diagnosebewertungen angewandt.

Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?

Der Hauptteil gliedert sich in die Analyse einer bestehenden Workflow-Anwendung, die konzeptionelle Herleitung der Expertensystem-Architektur und die praktische prototypische Umsetzung der Komponenten in SQL und Java.

Welche Begriffe charakterisieren die Arbeit?

Wesentliche Begriffe sind Expertensystem, Inferenz, Wissensbasis, Systemüberwachung, Diagnoseprozess und Regeleditor.

Wie unterscheidet sich dieses Expertensystem von Standard-Tools wie Nagios?

Während Nagios auf die Überwachung technischer Hardwareereignisse fokussiert ist, zielt dieses System darauf ab, die fachliche Ebene von Anwendungen zu diagnostizieren, Störungsursachen abzuleiten und Lösungsvorschläge für den Betreuer zu unterbreiten.

Warum wird der Systemkern in einer Datenbank implementiert?

Die Implementierung in eine Datenbank erfolgt primär zur Einsparung von Entwicklungszeit und zur Nutzung der nativen Trigger- und Prozedurfunktionalitäten für die Inferenzschritte des Systems.