Schachengine – Wikipedia

Im Computerschach a Schachmaschine ist ein Computerprogramm, das Schach- oder Schachvariantenpositionen analysiert und einen Zug oder eine Liste von Zügen generiert, die es als am stärksten ansieht.^[1] Eine Schachengine ist normalerweise ein Backend mit einer Befehlszeilenschnittstelle ohne Grafiken oder Fenster. Engines werden normalerweise mit einem Frontend verwendet, einer grafischen Benutzeroberfläche mit Fenster wie Chessbase oder WinBoard, mit der der Benutzer über eine Tastatur, eine Maus oder einen Touchscreen interagieren kann. Auf diese Weise kann der Benutzer gegen mehrere Engines spielen, ohne jeweils eine neue Benutzeroberfläche zu erlernen, und verschiedene Engines können gegeneinander spielen. In den letzten Jahren gab es Schach-Engines für Mobiltelefone und Tablets, was deren Verwendung erleichtert. Die Liste enthält Schach-Engines wie Stockfish, Komodo, Texel, Bagatur und viele andere.

Geschichte[edit]

Die Bedeutung des Ausdrucks “Schachengine” hat sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt. 1986 nahmen Linda und Tony Sherzer ihr Programm Bebe in die 4. Computer-Schach-Weltmeisterschaft auf und führten es auf “Chess Engine”, ihrem Markennamen für die Schachcomputer-Hardware^[2] hergestellt und vermarktet von ihrer Firma Sys-10, Inc.^[3] Bis 1990 schrieben die Entwickler von Deep Blue, Feng-hsiung Hsu und Murray Campbell, dass sie ihrem Programm eine “Suchmaschine” geben sollten, die sich anscheinend eher auf die Software als auf die Hardware bezog.^[4] Im Dezember 1991 Computer-schach & Spiele bezeichnete Chessbases kürzlich veröffentlichten Fritz als “Schach-Motor”, die deutsche Übersetzung für “Schach-Engine”.^[5] Zu Beginn des Jahres 1993 unterschied Marty Hirsch zwischen kommerziellen Schachprogrammen wie Schachmeister 3000 oder Kampfschach auf der einen Seite und “Schach-Engines” wie ChessGenius oder seine eigene MChess Pro auf dem anderen. In seiner Charakterisierung waren kommerzielle Schachprogramme preisgünstig, hatten ausgefallene Grafiken, standen jedoch nicht ganz oben auf der SSDF-Bewertungsliste (Swedish Chess Computer Association), während Motoren teurer waren und hohe Bewertungen hatten.^[6]

1994 arbeitete Shay Bushinsky an einer frühen Version von ihm Junior Programm. Er wollte sich eher auf die Schachpartie als auf die Grafik konzentrieren und fragte Tim Mann, wie er dazu kommen könne Junior kommunizieren mit Winboard. Tims Antwort bildete die Grundlage für das sogenannte Chess Engine Communication Protocol oder Winboard Engines, ursprünglich eine Teilmenge der GNU Chess-Befehlszeilenschnittstelle.^[7]

Ebenfalls 1994 veröffentlichte Stephen J. Edwards die PGN-Spezifikation (Portable Game Notation). Es werden PGN-Leseprogramme erwähnt, die keine “vollständige Schach-Engine” benötigen. Außerdem werden drei “grafische Benutzeroberflächen” (GUI) erwähnt: XBoard, pgnRead und Slappy the database.^[8]

Schnittstellenprotokoll[edit]

Zu den gängigen Winboard-Engines gehören: Crafty, ProDeo (beyogen auf Rebell), Chenard, Zarkov und Phalanx.

1995 veröffentlichte Chessbase eine Version seines Datenbankprogramms, einschließlich Fritz 4 als separate Engine. Dies war das erste Auftreten des Chessbase-Protokolls. Bald darauf fügten sie die Motoren Junior und Shredder zu ihrer Produktpalette hinzu, einschließlich Motoren im CB-Protokoll als separate Programme, die im Chessbase-Programm oder in einer der anderen GUI im Fritz-Stil installiert werden konnten. Fritz 1-14 wurden nur als Chessbase-Motoren ausgegeben, während Hiarcs, Nimzo, Schachtiger und Crafty wurden auf das Chessbase-Format portiert, obwohl es sich um UCI- oder Winboard-Engines handelte. Vor kurzem hat Chessbase damit begonnen, UCI-Engines (Universal Chess Interface) in ihre Spielprogramme aufzunehmen, wie z Komodo, Houdini, Fritz 15–16 und Rybka anstatt sie in Chessbase-Motoren umzuwandeln.

Im Jahr 2000 veröffentlichten Stefan Meyer-Kahlen und Franz Huber das Universal Chess Interface, ein detaillierteres Protokoll, das eine breitere Palette von Funktionen einführte. Chessbase stellte kurz darauf die Unterstützung für Winboard-Engines ein und fügte den Engine-GUI- und Chessbase-Programmen Unterstützung für UCI hinzu. Die meisten Top-Motoren sind heutzutage UCI: Stockfisch, Komodo, Leela Chess Zero, Houdini, Fritz 15-16, Rybka, Aktenvernichter, Obst, Critter, Ivanhoe und Grobian.

Ab 1998 wechselte das deutsche Unternehmen Millenium 2000 kurzzeitig von dedizierten Schachcomputern in den Softwaremarkt und entwickelte das Millennium Chess System (MCS) -Protokoll für eine Reihe von CDs mit ChessGenius oder Aktenvernichter, Nach 2001 wurde die Veröffentlichung neuer Software eingestellt.^[9] Ein längeres Motorprotokoll wurde von der niederländischen Firma Lokasoft verwendet.^[10] die schließlich die Vermarktung von Ed Schröder übernahm Rebell.

Kraft steigern[edit]

Schachmotoren nehmen jedes Jahr an Spielstärke zu. Dies ist teilweise auf die Erhöhung der Verarbeitungsleistung zurückzuführen, die es ermöglicht, Berechnungen in einer bestimmten Zeit in immer größere Tiefen durchzuführen. Darüber hinaus wurden die Programmiertechniken verbessert, sodass die Motoren in den von ihnen analysierten Linien selektiver vorgehen und ein besseres Positionsverständnis erlangen können. Eine Schachengine verwendet häufig ein umfangreiches, zuvor berechnetes Eröffnungsbuch, um ihre Spielstärke für die ersten Züge auf möglicherweise 20 Züge oder mehr in tief analysierten Zeilen zu erhöhen.^{[citation needed]}

Einige Schach-Engines unterhalten eine Datenbank mit Schachpositionen sowie zuvor berechnete Auswertungen und Best Moves, eine Art “Wörterbuch” wiederkehrender Schachpositionen. Da diese Positionen vorberechnet sind, spielt die Engine lediglich eine der angegebenen Bewegungen in der Datenbank ab, wodurch Rechenzeit gespart wird, was zu einem stärkeren und schnelleren Spiel führt.

Einige Schach-Engines verwenden Endgame-Tabellen, um ihre Spielstärke während des Endgames zu erhöhen. Eine Endgame-Tabellenbasis enthält alle möglichen Endgame-Positionen mit kleinen Materialgruppen. Jede Position wird endgültig als Gewinn, Verlust oder Unentschieden für den Spieler bestimmt, der an der Reihe ist, und die Anzahl der Züge bis zum Ende mit dem besten Spiel beider Seiten. Die Tabellenbasis identifiziert für jede Position den Zug, der gegen eine optimale Verteidigung am schnellsten gewinnt, oder den Zug, der gegen einen optimalen Angriff am langsamsten verliert. Solche Tabellen sind für alle Schachendspiele mit sieben oder weniger Figuren verfügbar (triviale Endspielpositionen sind ausgeschlossen, z. B. sechs weiße Figuren gegenüber einem einsamen schwarzen König).^[11][12]

Wenn das Manövrieren in einem Ende, um eine irreversible Verbesserung zu erreichen, mehr Züge erfordert als der Berechnungshorizont einer Schachmaschine, kann nicht garantiert werden, dass eine Maschine ohne die Verwendung einer Endspiel-Tischbasis den besten Zug findet, und in vielen Fällen kann dies zu Problemen führen die fünfzig-Zug-Regel als Ergebnis. Viele Motoren verwenden ein permanentes Gehirn (das während des Zuges des Gegners weiter berechnet) als Methode, um ihre Stärke zu erhöhen.

Distributed Computing wird auch verwendet, um den Software-Code von Schach-Engines zu verbessern. Im Jahr 2013 begannen die Entwickler des Stockfish-Schachspielprogramms, verteiltes Computing zu verwenden, um den Softwarecode zu verbessern.^[13][14][15] Stand Juni 2017^[update]Insgesamt wurden mehr als 745 Jahre CPU-Zeit verwendet, um mehr als 485 Millionen Schachspiele zu spielen. Die Ergebnisse wurden verwendet, um kleine und schrittweise Verbesserungen an der Schachspielsoftware vorzunehmen.^[16]

Begrenzung der Motorstärke[edit]

In den späten 1990er Jahren waren die Top-Motoren so stark geworden, dass nur wenige Spieler die Chance hatten, ein Spiel gegen sie zu gewinnen. Um den Spielern eine größere Chance zu geben, enthielten die Motoren Einstellungen zum Anpassen oder Begrenzen ihrer Stärke. Als Stefan Meyer-Kahlen und Franz Huber im Jahr 2000 das Universal Chess Interface-Protokoll veröffentlichten, enthielten sie die Parameter uci_limitstrength und uci_elo, die es den Autoren von Motoren ermöglichen, eine Vielzahl von Stufen anzubieten, die gemäß der Elo-Bewertung bewertet wurden, wie anhand einer der Bewertungslisten kalibriert. Bei den meisten GUIs für UCI-Engines können Benutzer diese Elo-Bewertung in den Menüs festlegen. Sogar Motoren, die diesen Parameter nicht übernommen haben, haben manchmal einen einstellbaren Festigkeitsparameter (z. B. Stockfish 11). Zu den Motoren mit dem Parameter uci_elo gehören Houdini, Fritz 15–16, Rybka, Shredder, Hiarcs, Junior, Zappa und Sjeng. GUIs wie Shredder, Schachassistent, Convekta Aquarium,^[17]Hiarcs Chess Explorer oder Martin Blumes Arena^[18] haben Dropdown-Menüs zum Einstellen des uci_elo-Parameters der Engine. Die GUIs der Fritz-Familie, der Schachassistent und das Aquarium verfügen auch über unabhängige Mittel zur Begrenzung der Stärke eines Motors, die anscheinend auf der Fähigkeit eines Motors basieren, Ranglisten von Zügen zu erstellen (Multipv für “Hauptvariation” genannt).

Vergleiche[edit]

Turniere[edit]

Die Ergebnisse von Computerturnieren geben einen Überblick über die relativen Stärken von Schach-Engines. Turniere spielen jedoch keine statistisch signifikante Anzahl von Spielen zur genauen Bestimmung der Stärke. Tatsächlich liegt die Anzahl der Spiele, die zwischen ziemlich gleichmäßig abgestimmten Engines gespielt werden müssen, um eine Bedeutung zu erreichen, bei Tausenden und ist daher im Rahmen eines Turniers unpraktisch.^[19] Bei den meisten Turnieren sind auch alle Arten von Hardware zulässig, sodass nur Engine / Hardware-Kombinationen verglichen werden.

In der Vergangenheit waren kommerzielle Programme die stärksten Motoren. Wenn eine Amateur-Engine ein Turnier gewinnt oder auf andere Weise eine gute Leistung erbringt (z. B. Zappa im Jahr 2005), wird sie schnell kommerzialisiert. Titel, die bei diesen Turnieren gewonnen wurden, verdienen viel Prestige für die Gewinnerprogramme und werden daher für Marketingzwecke verwendet.

Aktuelle Turniere beinhalten:

Zu den historischen Turnieren gehören:

Bewertungen[edit]

Die Bewertungslisten für Schachmotoren sollen statistisch signifikante Maße für die relative Motorstärke liefern. Diese Listen spielen mehrere Spiele zwischen Engines auf Standard-Hardwareplattformen, sodass Prozessorunterschiede herausgerechnet werden. Einige standardisieren auch die Eröffnungsbücher, um nur die Festigkeitsunterschiede der Motoren zu messen. Diese Listen bieten nicht nur eine Rangfolge, sondern auch Fehlerquoten für die angegebenen Bewertungen. Außerdem spielen Bewertungslisten in der Regel ununterbrochen Spiele und veröffentlichen viele Updates pro Jahr im Vergleich zu Turnieren, die nur jährlich stattfinden.^{[citation needed]}

Es gibt eine Reihe von Faktoren, die in den Bewertungslisten der Schachmotoren variieren:

• Zeitkontrolle. Längere Zeitkontrollen, wie z. B. 40 Züge in 120 Minuten, eignen sich besser zur Bestimmung der Turnierspielstärke, machen das Testen jedoch auch zeitaufwändiger.
• Verwendete Hardware. Schnellere Hardware mit mehr Speicher führt zu einem stärkeren Spiel.
• 64-Bit-Hardware (und 32-Bit-Hardware) und Betriebssysteme bevorzugen bitboardbasierte Programme
• Multiprozessor- vs. Einzelprozessor-Hardware.
• Überlegen Sie sich die Einstellungen (spekulative Analyse, während der Gegner nachdenkt), auch bekannt als Permanent Brain.
• Transpositionstabellengrößen.
• Bucheinstellungen öffnen.

Diese Unterschiede wirken sich auf die Ergebnisse aus und erschweren den direkten Vergleich zwischen Bewertungslisten.

Bewertungslisten ab 11. November 2020^[update]

Bewertungsliste	Zeitkontrolle (Bewegungen / Minuten)	Jahr gestartet	Zuletzt aktualisiert	Motor / Plattform Einträge	Spiele gespielt	Top drei Motoren	Bewertung
CCRL[20]	40/40[a] Nachdenken AUS	2005	7. November 2020	2,732	1,189,229
CEGT[21]	40/20[b] Nachdenken AUS	2006	8. November 2020	1875	1.401.865	Stockfisch 12,0 x 64 4CPU LCZero 0,26,3 CUDA Houdini 6.0
IPON[22]	5m + 3s ~ 16min / Spiel Nachdenken AUF	2006	15. Juli 2018	208	546,430	Stockfisch 9 Houdini 6.02 Komodo 11.2.2
SSDF[23]	Tornament 40/120 (+20 Bewegungen / Stunde) Nachdenken AUF?	1984	11. Juli 2020	391	153.481	Stockfisch 11 x64 Komodo 13,1 x 64 Deep Shredder 13 x64

• Beachten Sie, dass alle Auflistungen in der obigen Tabelle nur den besten Eintrag für eine bestimmte Motorenfamilie zählen. Dies geschieht, um maximale Vielfalt zu gewährleisten.

Obwohl diese Bewertungen unter Verwendung des Elo-Systems (oder ähnlicher Bewertungsmethoden) berechnet wurden, stehen sie in keinem direkten Zusammenhang mit den FIDE Elo-Bewertungen oder anderen Bewertungen der Schachverbände menschlicher Spieler. Abgesehen von einigen Spielen zwischen Mensch und Maschine, die die SSDF vor vielen Jahren organisiert hatte (die weit vom heutigen Niveau entfernt waren), gibt es solche keine Kalibrierung zwischen einer dieser Bewertungslisten und Spielerpools. Daher sind die Ergebnisse, die wichtig sind, die Ränge und die Unterschiede zwischen den Bewertungen und nicht den absoluten Werten. Außerdem kalibriert jede Liste ihren Elo über eine andere Methode. Daher können keine Elo-Vergleiche zwischen den Listen durchgeführt werden.

In vielen Ratinglisten fehlen IPPOLIT und seine Derivate. Obwohl sehr stark und Open Source, gibt es Vorwürfe von kommerziellen Software-Interessen, dass sie von zerlegten Binärdateien von Rybka abgeleitet wurden.^[24] Aufgrund der Kontroverse wurden alle diese Engines aus vielen Turnieren und Bewertungslisten auf die schwarze Liste gesetzt. Rybka wiederum wurde beschuldigt, auf Obst zu beruhen,^[25] und im Juni 2011 behauptete die ICGA offiziell, Rybka sei von Fruit and Crafty abgeleitet und verbannte Rybka von der Computer-Schach-Weltmeisterschaft der International Computer Games Association und widerrief seine früheren Siege (2007, 2008, 2009 und 2010).^[26] Die ICGA erhielt einige Kritik für diese Entscheidung.^[27] Rybka ist immer noch in mehreren Ranglisten der Gesellschaft enthalten.^[which?]

Seit dem Aufkommen der CCRL-Bewertungsliste im Jahr 2005 haben sich die Spitzenwerte für Schachmotoren auf etwa 20 ELO pro Jahr verbessert, und das jährliche Inkrement scheint nicht abzunehmen.^{[citation needed]} Mit dem Debüt der AlphaZero-Schachmaschine im Dezember 2017, basierend auf ihrer spektakulären Erfolgsgeschichte gegen Stockfish 8, die eine spekulative Bewertung von etwa 150 Punkten oder 3575 Punkten liefert, wurde die Frage aufgeworfen, wie die ELO-Bewertung einer spielenden Engine aussehen würde perfektes Schach. Der Statistiker und Schachmeister Ken Regan schätzt, dass diese Zahl über den menschlichen internationalen (FIDE) Spielerpool 3600 ELO betragen könnte, obwohl diese Zahl nicht direkt mit den Motorbewertungen vergleichbar ist.^{[citation needed]} Die wenigen seit 1997 ausgetragenen Mensch-Maschine-Spiele haben jedoch Theoretiker geführt^[which?] zu erkennen, dass es im Vergleich zu menschlichen ELO-Skalen anscheinend zu einer gewissen Deflation der Motorleistung gekommen ist, die sich auf etwa 100 ELO-Punkte beläuft. Das bedeutet zum Beispiel, dass ein Mensch 100 ELO-Punkte stärker als ein Motor sein müsste, um ein vergleichbares Spiel zu erzielen.^{[citation needed]}

Testsuiten[edit]

Motoren können getestet werden, indem ihre Leistung an bestimmten Positionen gemessen wird. Typisch ist die Verwendung von Testsuiten, bei denen für jede gegebene Position ein bester Schritt zu finden ist. Diese Positionen können auf Positions-, Taktik- oder Endspielspiele ausgerichtet sein. Die Nolot-Testsuite zum Beispiel konzentriert sich auf tiefe Opfer.^[28] Die Testsuiten BT2450 und BT2630 messen die taktischen Fähigkeiten einer Schachmaschine und wurden von REBEL verwendet.^[29][30] Es gibt auch eine allgemeine Testsuite namens Brilliancy, die größtenteils aus zusammengestellt wurde So bewerten Sie Ihr Schacharbeitsbuch neu.^[31] Die Strategic Test Suite (STS) testet die strategische Stärke eines Motors.^[32] Eine weitere moderne Testsuite ist Nightmare II, die 30 Schachpuzzles enthält.^{[33][irrelevant citation]}

Kasparov gegen die Welt (Schachspiel mit Computerunterstützung)[edit]

1999 spielte Garry Kasparov über das Internet ein Schachspiel “Kasparov versus the World”, das von der MSN Gaming Zone gehostet wurde. Beide Seiten verwendeten Computerunterstützung (Schach-Engine). Das “World Team” umfasste die Teilnahme von über 50.000 Menschen aus mehr als 75 Ländern, die ihre Schritte durch Mehrfachstimmen entschieden. Das Spiel dauerte vier Monate und endete nach Kasparovs 62. Zug, als er einen erzwungenen Schachmatt in 28 Zügen ankündigte, die mit dem Computerprogramm Deep Junior gefunden wurden. Die Wähler der Weltmannschaft traten am 22. Oktober zurück. Nach dem Spiel sagte Kasparov: “Es ist das größte Spiel in der Geschichte des Schachs. Die schiere Anzahl an Ideen, die Komplexität und der Beitrag, den es zum Schach geleistet hat, machen es zum wichtigsten Spiel jemals gespielt. “^[34]

Motoren für Schachvarianten[edit]

Einige Schach-Engines wurden entwickelt, um Schachvarianten zu spielen und den erforderlichen Code hinzuzufügen, um nicht standardmäßige Schachfiguren zu simulieren oder das Spiel auf nicht standardmäßigen Brettern zu analysieren. ChessV und Fairy-Max können beispielsweise beide Varianten auf einem Schachbrett mit einer Größe von bis zu 12 × 8 spielen, z. B. Capablanca Chess (10 × 8-Brett).

Für größere Bretter gibt es jedoch nur wenige Schach-Engines, die effektiv spielen können, und tatsächlich sind Schachspiele, die auf einem unbegrenzten Schachbrett (unendliches Schach) gespielt werden, von der Schachspielsoftware praktisch unberührt.

Grafische Benutzeroberflächen[edit]

Xboard / Winboard war eine der frühesten grafischen Benutzeroberflächen (GUI). Tim Mann hat es erstellt, um eine GUI für die GNU Chess Engine bereitzustellen, aber danach erschienen andere Engines wie Crafty, die das Winboard-Protokoll verwendeten. Schließlich enthielt das Programm Chessmaster die Option, zusätzlich zu der enthaltenen King-Engine weitere Winboard-Engines zu importieren.

1995 begann Chessbase, die Fritz-Engine als separates Programm innerhalb des Chessbase-Datenbankprogramms und innerhalb der Fritz-GUI anzubieten. Bald darauf erweiterten sie ihre Produktpalette um die Junior- und Shredder-Motoren und verpackten sie in derselben GUI, die für Fritz verwendet wurde. In den späten 1990er Jahren konnte die Fritz-Benutzeroberfläche Winboard-Engines über einen Adapter ausführen. Nach 2000 fügte Chessbase lediglich die Unterstützung für UCI-Engines hinzu und investierte nicht mehr viel Aufwand in Winboard.

Im Jahr 2000 begann Stefan Meyer-Kahlen, Shredder in einer separaten UCI-GUI seines eigenen Designs zu verkaufen, sodass UCI- oder Winboard-Engines in diese importiert werden konnten.

Convektas Schachassistent und Lokasofts ChessPartner haben außerdem die Möglichkeit hinzugefügt, Winboard- und UCI-Engines in ihre Produkte zu importieren. Shane Hudson entwickelte Shane’s Chess Information Database, eine kostenlose GUI für Linux, Mac und Windows. Martin Blume entwickelte Arena,^[35] eine weitere kostenlose GUI für Linux und Windows. Lucas Monge betrat das Feld mit der kostenlosen Lucas Chess GUI.^[36] Alle drei können sowohl UCI- als auch Winboard-Engines verarbeiten.

Auf Android brachte Aart Bik Chess für Android heraus.^[37] eine weitere kostenlose GUI und Gerhard Kalabs Schach-PGN-Meister^[38] und Peter Osterlunds Droidenfisch^[39] kann auch als GUIs für Motoren dienen.

Das Computer Chess Wiki listet viele Schach-GUIs auf.^[40]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

Externe Links[edit]