Общие сведения
Важным понятием при работе с информацией является классификация объектов.
Классификация— система распределения объектов (предметов, явлений, процессов, понятий) по классам в соответствии с определенным признаком.
Под объектом понимается любой предмет, процесс, явление материального или нематериального свойства. Система классификации позволяет сгруппировать объекты и выделить определенные классы, которые будут характеризоваться рядом общих свойств. Классификация объектов — это процедура группировки на качественном уровне, направленная на выделение однородных свойств. Применительно к информации как к объекту классификации выделенные классы называют информационными объектами.
Пример 2.6.Всю информацию об университете можно классифицировать по многочисленным информационным объектам, которые будут характеризоваться общими свойствами:
• информация о студентах — в виде информационного объекта "Студент";
• информация о преподавателях — в виде информационного объекта "Преподаватель";
• информация о факультетах — в виде информационного объекта "Факультет" и т.п.
Свойства информационного объекта определяются информационными параметрами, называемыми реквизитами. Реквизиты представляются либо числовыми данными, например вес, стоимость, год, либо признаками, например цвет, марка машины, фамилия.
Реквизит— логически неделимый информационный элемент, описывающий [определяющий ]свойство объекта, процесса, явления и т.п.
Пример2.7. Информация о каждом студенте в отделе кадров университета систематизирована и представлена посредством одинаковых реквизитов:
фамилия, имя, отчество;
пол;
год рождения;
место рождения;
адрес проживания;
факультет, где проходит обучение студент, и т.д.
Все перечисленные реквизиты характеризуют свойства информационного объекта "Студент".
Кроме выявления общих свойств информационного объекта классификация нужна для разработки правил (алгоритмов) и процедур обработки информации, представленной совокупностью реквизитов.
Пример2.8. Алгоритм обработки информационных объектов библиотечного фонда позволяет получить информацию о всех книгах по определенной тематике, об авторах, абонентах и т.д.
Алгоритм обработки информационных объектов фирмы позволяет получить информацию об объемах продаж, о прибыли, заказчиках, видах производимой продукции и т.д.
Алгоритмы обработки в том и другом случае преследуют разные цели, обрабатывают разную информацию, реализуются разными способами.
При любой классификации желательно, чтобы соблюдались следующие требования:
• полнота охвата объектов рассматриваемой области;
• однозначность реквизитов;
• возможность включения новых объектов.
В любой стране разработаны и применяются государственные, отраслевые, региональные классификаторы. Например, классифицированы: отрасли промышленности, оборудование, профессии, единицы измерения, статьи затрат и т.д.
Классификатор— систематизированный свод наименований и кодов классификационных группировок.
При классификации широко используются понятия классификационный признак и значение классификационного признака, которые позволяют установить сходство или различие объектов. Возможен подход к классификации с объединением этих двух понятий в одно, названное как признак классификации. Признак классификации имеет также синоним основание деления.
Пример 2.9.В качестве признака классификации выбирается возраст, который состоит из трех значений: до 20 лет, от 20 до 30 лет, свыше 30 лет.
Можно в качестве признаков классификации использовать: возраст до 20 лет, возраст от 20 до 30 лет, возраст свыше 30 лет.
Разработаны три метода классификации объектов: иерархический, фасетный, дескрип-торный. Эти методы различаются разной стратегией применения классификационных признаков. Рассмотрим основные идеи этих методов для создания систем классификации.
Иерархическая система классификации
Иерархическая система классификации (рис. 2.3) строится следующим образом:
· исходное множество элементов составляет 0-й уровень и делится в зависимости от выбранного классификационного признака на классы (группировки), которые образуют 1-й уровень;
· каждый класс 1-го уровня в соответствии со своим, характерным для него классификационным признаком делится на подклассы, которые образуют 2-й уровень;
· каждый класс 2-го уровня аналогично делится на группы, которые образуют 3-й уровень, и т.д.
Рис. 2.3. Иерархическая система классификации
Учитывая достаточно жесткую процедуру построения структуры классификации, необходимо перед началом работы определить ее цель, т.е. какими свойствами должны обладать объединяемые в классы объекты. Эти свойства принимаются в дальнейшем за признаки классификации.
Запомните! В иерархической системе классификации из-за жесткой структуры особое внимание следует уделить выбору классификационных признаков.
В иерархической системе классификации каждый объект на любом уровне должен быть отнесен к одному классу, который характеризуется конкретным значением выбранного классификационного признака. Для последующей группировки в каждом новом классе необходимо задать свои классификационные признаки и их значения. Таким образом, выбор классификационных признаков будет зависеть от семантического содержания того класса, для которого необходима группировка на последующем уровне иерархии.
Количество уровней классификации, соответствующее числу признаков, выбранных в качестве основания деления, характеризует глубину классификации.
Достоинства иерархической системы классификации:
• простота построения;
• использование независимых- классификационных признаков в различных ветвях иерархической структуры.
Недостатки иерархической системы классификации:
• жесткая структура, которая приводит к сложности внесения изменений, так как приходится перераспределять все классификационные группировки;
• невозможность группировать объекты по заранее не предусмотренным сочетаниям
признаков.
Пример 2.10.Поставлена задача — создать иерархическую систему классификации для информационного объекта "Факультет", которая позволит классифицировать информацию обо всех студентах по следующим классификационным признакам: факультет, на котором он учится, возрастной состав студентов, пол студента, для женщин — наличие детей.
Система классификации представлена на рис.2.4 и будет иметь следующие уровни:
0-й уровень. Информационный объект "Факультет";
1-й уровень. Выбирается классификационный признак — название факультета, что позволяет выделить несколько классов с разными названиями факультетов, в которых хранится информация обо всех студентах.
2-й уровень. Выбирается классификационный признак — возраст, который имеет три градации: до 20 лет, от 20 до 30 лет, свыше 30 лет. По каждому факультету выделяются три возрастных подкласса студентов.
3-й уровень. Выбирается классификационный признак — пол. Каждый подкласс 2-го уровня разбивается на две группы. Таким образом, информация о студентах каждого факультета в каждом возрастном подклассе разделяется на две группы — мужчин и женщин.
4-й уровень. Выбирается классификационный признак — наличие детей у женщин: есть, нет.
Созданная иерархическая система классификации имеет глубину классификации, равную четырем.
Рис. 2.4.Пример иерархической системы классификации для информационного объекта "Факультет"
Фасетная система классификации
Фасетная система классификации в отличие от иерархической позволяет выбирать признаки классификации независимо как друг от друга, так и от семантического содержания классифицируемого объекта. Признаки классификации называются фасета-м и (facet — рамка). Каждый фасет (Фi) содержит совокупность однородных значений данного классификационного признака. Причем значения в фасете могут располагаться в произвольном порядке, хотя предпочтительнее их упорядочение.
Пример 2.11.Фасет цвет содержит значения: красный, белый, зеленый, черный, желтый.
Фасет специальность содержит названия специальностей.
Фасет образование содержит значения: среднее, среднее специальное, высшее.
Схема построения фасетной системы классификации в виде таблицы отображена на рис. 2.5. Названия столбцов соответствуют выделенным классификационным признакам(фасетам), обозначенным Ф\, Ф2, ..., Ф\, ..., Фп- Например, цвет, размер одежды, вес и т.д. Произведена нумерация строк таблицы. В каждой клетке таблицы хранится конкретное значение фасета. Например, фасет цвет, обозначенный Ф2, содержит значения: красный, белый, зеленый, черный, желтый.
|
Рис.2.5. Фасетная система классификации
Процедура классификации состоит в присвоении каждому объекту соответствующих значений из фасетов. При этом могут быть использованы не все фасеты. Для каждого объекта задается конкретная группировка фасетов структурной формулой, в которой отражается их порядок следования:
КS = (Ф1,Ф2,..., Фi,..., Фn),
где Фit — i-й фасет;
п — количество фасетов.
При построении фасетной системы классификации необходимо, чтобы значения, используемые в различных фасетах, не повторялись. Фасетную систему легко можно модифицировать, внося изменения в конкретные значения любого фасета.
Достоинства фасетной системы классификации:
• возможность создания большой емкости классификации, т.е. использования большого числа признаков классификации и их значений для создания группировок;
• возможность простой модификации всей системы классификации без изменения структуры существующих группировок.
Недостатком фасетной системы классификации является сложность ее построения, так как необходимо учитывать все многообразие классификационных признаков.
Пример 2.12.Обратитесь к содержанию примера 2.10, где показано построение иерархической системы классификации. Для сопоставления разработаем фасетную систему классификации.
Сгруппируем и представим в виде таблицы (рис. 2.6) все классификационные признаки по фасетам:
• фасет название факультета с пятью названиями факультетов;
• фасет возраст с тремя возрастными группами;
• фасет пол с двумя градациями;
• фасет дети с двумя градациями.
Структурную формулу любого класса можно представить в виде:
Ks = (Факультет, Возраст, Пол, Дети)
Присваивая конкретные значения каждому фасету, получим следующие классы:
• K1 = (Радиотехнический факультет, возраст до 20 лет, мужчина, есть дети);
• k2= (Коммерческий факультет, возраст от 20 до 30 лет, мужчина, детей нет);
• К3 = (Математический факультет, возраст до 20 лет, женщина, детей нет) и т.д.
Рис. 2.6.Пример фасетной системы классификации для информационного объекта "Факультет"
Дескрипторная система классификации
Для организации поиска информации, для ведения тезаурусов (словарей) эффективно используется дескрипторная (описательная) система классификации, язык которой приближается к естественному языку описания информационных объектов. Особенно широко она используется в библиотечной системе поиска.
Суть дескрипторного метода классификации заключается в следующем:
• отбирается совокупность ключевых слов или словосочетаний, описывающих определенную предметную область или совокупность однородных объектов. Причем среди ключевых слов могут находиться синонимы;
• выбранные ключевые слова и словосочетания подвергаются нормализации, т.е. из совокупности синонимов выбирается один или несколько наиболее употребимых;
• создается словарь дескрипторов, т. е. словарь ключевых слов и словосочетаний, отобранных в результате процедуры нормализации.
Пример 2.13.В качестве объекта классификации рассматривается успеваемость студентов. Ключевыми словами могут быть выбраны: оценка, экзамен, зачет, преподаватель, студент, семестр, название предмета. Здесь нет синонимов, и поэтому указанные ключевые слова можно использовать как словарь дескрипторов. В качестве предметной области выбирается учебная деятельность в высшем учебном заведении. Ключевыми словами могут быть выбраны: студент, обучаемый, учащийся, преподаватель, учитель, педагог, лектор, ассистент, доцент, профессор, коллега, факультет, подразделение университета, аудитория, комната, лекция, практическое занятие, занятие и т.д. Среди указанных ключевых слов встречаются синонимы, например: студент, обучаемый, учащийся; преподаватель, учитель, педагог; факультет, подразделение университета и т.д. После нормализации словарь дескрипторов будет состоять из следующих слов: студент, преподаватель, лектор, ассистент, доцент, профессор, факультет, аудитория, лекция, практическое занятие и т.д.
Между дескрипторами устанавливаются связи, которые позволяют расширить область поиска информации. Связи могут быть трех видов:
• синонимические, указывающие некоторую совокупность ключевых слов как синонимы;
• родо-видовые, отражающие включение некоторого класса объектов в более представительный класс;
• ассоциативные, соединяющие дескрипторы, обладающие общими свойствами.
Пример 2.14.Синонимическая связь: студент — учащийся — обучаемый.
Родо-видовая связь: университет — факультет — кафедра. Ассоциативная связь: студент — экзамен — профессор — аудитория.