User modeling servers: requirements, design, and evaluation

Softwaresysteme, die ihre Services an Charakteristika individueller Benutzer anpassen haben sich bereits als effektiver und/oder benutzerfreundlicher als statische Systeme in mehreren Anwendungsdomanen erwiesen. Um solche Anpassungsleistungen anbieten zu konnen, greifen benutzeradaptive Systeme auf Modelle von Benutzercharakteristika zuruck. Der Aufbau und die Verwaltung dieser Modelle wird durch dezidierte Benutzermodellierungskomponenten vorgenommen. Ein wichtiger Zweig der Benutzermodellierungsforschung beschaftigt sich mit der Entwicklung sogenannter ? Benutzermodellierungs-Shells? , d.h. generischen Benutzermodellierungssystemen, die die Entwicklung anwendungsspezifischer Benutzermodellierungskomponenten erleichtern. Die Bestimmung des Leistungsumfangs dieser generischen Benutzermodellierungssysteme und deren Dienste bzw. Funktionalitaten wurde bisher in den meisten Fallen intuitiv vorgenommen und/oder aus Beschreibungen weniger benutzeradaptiver Systeme in der Literatur abgeleitet. In der jungeren Vergangenheit fuhrte der Trend zur Personalisierung im World Wide Web zur Entwicklung mehrerer kommerzieller Benutzermodellierungsserver. Die fur diese Systeme als wichtig erachteten Eigenschaften stehen im krassen Gegensatz zu denen, die bei der Entwicklung der Benutzermodellierungs-Shells im Vordergrund standen und umgekehrt. Vor diesem Hintergrund ist das Ziel dieser Dissertation (i) Anforderungen an Benutzermodellierungsserver aus einer multi-disziplinaren wissenschaftlichen und einer einsatzorientierten (kommerziellen) Perspektive zu analysieren, (ii) einen Server zu entwerfen und zu implementieren, der diesen Anforderungen genugt, und (iii) die Performanz und Skalierbarkeit dieses Servers unter der Arbeitslast kleinerer und mittlerer Einsatzumgebungen gegen die diesbezuglichen Anforderungen zu uberprufen. Um dieses Ziel zu erreichen, verfolgen wir einen anforderungszentrierten Ansatz, der auf Erfahrungen aus verschiedenen Forschungsbereichen aufbaut. Wir entwickeln eine generische Architektur fur einen Benutzermodellierungsserver, die aus einem Serverkern fur das Datenmanagement und modular hinzufugbaren Benutzermodellierungskomponenten besteht, von denen jede eine wichtige Benutzermodellierungstechnik implementiert. Wir zeigen, dass wir durch die Integration dieser Benutzermodellierungskomponenten in einem Server Synergieeffekte zwischen den eingesetzten Lerntechniken erzielen und bekannte Defizite einzelner Verfahren kompensieren konnen, beispielsweise bezuglich Performanz, Skalierbarkeit, Integration von Domanenwissen, Datenmangel und Kaltstart. Abschliesend prasentieren wir die wichtigsten Ergebnisse der Experimente, die wir durchgefuhrt haben um empirisch nachzuweisen, dass der von uns entwickelte Benutzermodellierungsserver zentralen Performanz- und Skalierbarkeitskriterien genugt. Wir zeigen, dass unser Benutzermodellierungsserver die vorbesagten Kriterien in Anwendungsumgebungen mit kleiner und mittlerer Arbeitslast in vollem Umfang erfullt. Ein Test in einer Anwendungsumgebung mit mehreren Millionen Benutzerprofilen und einer Arbeitslast, die als reprasentativ fur grosere Web Sites angesehen werden kann bestatigte, dass die Performanz der Benutzermodellierung unseres Servers keine signifikante Mehrbelastung fur eine personalisierte Web Site darstellt. Gleichzeitig konnen die Anforderungen an die verfugbare Hardware als moderat eingestuft werden.