Классические подходы к классификации объектов

Со времен Платона проблема классификации занимала умы бесчисленных философов, лингвистов, когнитивистов, математиков. Поэтому разумно изучать накопленный опыт и применять его в объектно-ориентированном проектировании компьютерных обучающих систем. Исторически известны три подхода [ 135]:

• • классическая категоризация (классификация по свойствам);
• • концептуальная кластеризация (классификация по понятиям);
• • теория прототипов (классификация по схожести с прототипом).

При классической категоризации, пришедшей к нам от Платона и Аристотеля в качестве критерия похожести объектов используется родственность их свойств. В частности, объекты можно разбивать на непересскающиеся множества в зависимости от наличия или отсутствия некоторого признака. Однако невозможно перечислить определяющие свойства категории так, чтобы не было исключений.

Более современный вариант классического подхода — концептуальная кластеризация, возникшая из попыток формального представления знаний. При таком подходе сначала формируются концептуальные описания классов (кластеров объектов), а затем классифицируются сущности в соответствии с этими описаниями. Концептуальную кластеризацию можно связать с теорией нечетких множеств, в которой объект может принадлежать к нескольким категориям одновременно с разной степенью точности.

Классическая категоризация и концептуальная кластеризация являются достаточно выразительными методами, применимыми для проектирования сложных программных систем. Однако существуют категории в сфере обучающих программных систем, например, компьютерные ролевые тренажеры, которые не соответствуют классическим образцам, так как нет общих признаков, свойственных всем тренажерам. По этой причине их можно объединить так называемой «семейной схожестью» и расширить категорию включением новых видов тренажеров при условии, что они напоминают уже известные компьютерные тренинговые средства. Вот почему этот подход называется теорией прототипов: класс определяется одним объектом-прототипом, и новый объект можно отнести к этому классу при условии его существенного сходства с прототипом.

Три рассмотренных подхода к классификации имеют непосредственное отношение к объектно-ориентированному проектированию прикладных систем, составляя теоретическую основу анализа.

На практике мы идентифицируем классы и объекты сначала по свойствам, важным в данной ситуации — то есть стараемся выделить и отобрать структуры и типы поведения с помощью словаря предметной области. Потенциально возможных абстракций, как правило, очень много. Если таким путем не удается построить удовлетворительную структуру классов, мы пробуем концептуальный подход, анализируя поведение объектов, когда они взаимодействуют друг с другом. Наконец, мы пробуем выделить прототипы и ассоциировать с ними объекты.

Вышеназванные три способа классификации составляют теоретическую основу объектно-ориентированного подхода к анализу, в процессе которого мы моделируем проблему, выявляя классы и объекты, составляющие словарь проблемной области. Этот анализ позволяет выработать практические советы и правила, применимые для идентификации классов и объектов при проектировании компьютерных обучающих систем.