Министерство образования и науки Российской федерации
------------------------------------------------------------------------------------------------------
Московский государственный строительный университет
Институт «Экономики, управления и информационных систем
в строительстве и недвижимости»
Факультет «Информационных систем, технологий и автоматизации в строительстве»
Кафедра «САПР в строительстве»
Гинзбург в.М.
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
по курсу
«Проектирование организационно-технологических задач
строительства»
Курс по выбору
Раздел «КЛАССИФИКАЦИЯ И КОДИРОВАИЕ ИНФОРМАЦИИ»
для студентов специальности 230104
«Системы автоматизированного проектирования»
Москва, 2010
КЛАССИФИКАЦИЯ И КОДИРОВАИЕ ИНФОРМАЦИИ
Лекция №10. Классификация информации
Лекция №11. Кодирование информации. Базы данных словарей информации.
Лекция №12. Общероссийские системы кодирования информации.
Лекция №13. Системное и локальное кодирование информации. Индексация строительных машин.
Лекция 10.
Классификация информации
Обеспечение информационной совместимости – важнейшее условие функционирования систем автоматизации. Под информационной совместимостью понимается возможность обмена информацией между вычислительными системами разных пользователей. К средствам реализации информационной совместимости относятся унифицированная проектная и экономическая документация, единые словари, составляющие понятийно-терминологическую базу общения, а также классификаторы информации, выполняющие функцию инструмента формирования наборов данных.
Проектные и строительные организации, а также в предприятия системы материально-технического обеспечения строительства в процессе проектирования и выполнения строительно-монтажных работ должны обеспечивать единые представления о строительных материалах, конструкциях и используемых строительных машинах. При формировании в строительстве проектных материалов средствами САПР только на основе применения классифицированной информации можно обеспечить необходимую совместимость соисполнителей проекта.
Большинство задач, решаемых в автоматизированных системах, характеризуются большими объемами обрабатываемой информации и логическим характером ее обработки. В таких задачах основными являются операции поиска и сортировки данных. Поиск и сортировка данных – одни из основных процедур при обработке их на ЭВМ. Поиск – это совокупность логических операций, в результате выполнения которых находят по заданным признакам требуемые данные в информационных массивах, а сортировка – размещение используемых данных в последовательности, определенной условиями их использования.
К задачам, требующим осуществление поиска и сортировки информации, относятся все задачи проектирования организации и технологии строительства, выбора методов выполнения работ и строительных машин, комплектации строительных конструкций и материалов и пр. Решение этих задач также невозможно без предварительной классификации множества используемых данных.
Классификацией называется логическая операция, которая заключается в распределении элементов рассматриваемого множества по подмножествам (классам) на основании общего признака или группы признаков.
Упорядоченное расположение классифицируемых элементов на основе установленных связей и зависимостей между их признаками представляет собой классификационную систему. При этом распределение производится таким образом, чтобы в системе каждый класс относительно других классов занимал определенное место. Признак или группа признаков, на основании которых производится деление, называются основанием деления.
Между подразделениями классификации существуют следующие основные виды отношений: иерархия и соподчинение. Под иерархией понимается такое отношение, когда один класс является подклассом другого, объемлющего первый (в этом случае предполагается, что класс является объектом более высокого ранга по отношению к подклассу). Подклассы одного ранга называются соподчиненными по отношению к классу.
Пусть U = {a, b, c, d, e, f, g, h} является множеством некоторых объектов (класс). На основании какого-то признака эти объекты распределены по подклассам
Очевидно, что подклассы в совокупности образуют рассматриваемое множество
В
свою очередь элементы каждого из
подклассов можно также распределить
по новым подклассам (по подразделениям)
на основании еще одного признака:
k={a,
e};
l={c};
m={b,
d};
n={f};
p={g,
h};
r=
(r=
- пустое множество).
Иерархия
имеет
место между классом U
и подклассом
,
т.е.
,
где
i
=1,
2, 3.
Подклассы
одного ранга называются соподчиненными
по отношению к классу. Например, подклассы
k
и l
являются соподчиненными классу
,
т.е.,
,
Существует несколько методов классификации.
Если в классификации каждое подразделение высшего порядка содержит непересекающиеся между собой подразделения низшего порядка, то она называется иерархической. Иногда такую классификацию называют линейной. Иерархическая классификация строится следующим образом: берется исходное понятие и последовательно уменьшается его объем. Под объемом понятия понимается множество предметов, каждый из которых обладает всеми признаками, составляющими содержание данного понятия. Иерархическую классификацию удобно изображать в виде графа типа дерево. При построении иерархической классификации особое значение имеет установление логических правил, в основе которых для деления объема понятия (класса) можно применять только такие признаки, которые позволяют образовать подклассы.
Рассмотрим классификацию конструкций и деталей сборного железобетона. В данном примере исходным классом являются сборные железобетонные конструкции и детали. В качестве оснований деления выбраны следующие признаки: назначение применения в промышленных объектах (А) и конструктивный признак конкретного железобетонного элемента (Б). При применении признака А к исходному классу получаются подклассы:
конструкции и детали фундаментов,
конструкции и детали каркаса зданий и сооружений,
конструкции и детали стен и перегородок,
конструкции и детали перекрытий и покрытий,
конструкции и детали инженерных сооружений,
конструктивные и архитектурно-строительные элементы.
Применение признака Б к первому подклассу позволяет получить следующие группировки: блоки фундаментов, фундаменты стаканного типа и башмаки, плиты фундаментов, детали ростверков,
а применение признака Б ко второму подклассу позволяет получить новые группировки: колонны, балки стропильные, балки обвязочные, ригели и прогоны, фермы, элементы рам, перемычки, распорки.
Кроме иерархической (линейной) классификации применяется фасетная или параллельная классификация.В основе ее лежит фасетный анализ. В начале анализируются характерные признаки объектов классификации и выделяются основные категории свойств предметов (фасеты). Каждый фасет составляется из множества терминов, относящихся к определенной категории. Фасетная классификация в отличие от иерархической классификации позволяет строить классы путем применения любого сочетания признаков.
Рассмотрим применение метода фасетной классификацию к конструкциям и деталям сборного железобетона. В данном примере также исходным классом являются сборные железобетонные конструкции и детали. В качестве первой фасеты (А) может быть использовано рассмотренное выше деление конструкций по назначению применения в строительных объектах и их характер. В качестве второй фасеты (Б) может быть использован признак армирования бетонной конструкции, а третьей фасетой (В) признак вида используемого бетона. При применении признака Б получаются подклассы: изделия предварительно-напряженной арматурой и изделия с обычным армированием, а при применении признака В получают подклассы, определяющие применение: тяжелого, легкого и ячеистого бетона или тяжелого, легкого и ячеистого силикатного бетона и т.д.
Отличием результатов методов иерархического и фасетного кодирования (линейного и параллельного) заключается в том, что в первом случае объект принадлежит либо одному либо другому подклассу (железобетонная конструкция принадлежит либо фундаменту, либо каркасу здания и т.д.), а во втором – объект имеет классификационные признаки во всех фасетах (любая железобетонная конструкция имеет арматуру и при ее изготовлении всегда использован бетон).
Схема фиксированной последовательности расположения фасет в классификации называется фасетной формулой. Формула отражает последовательность соединенных знаками сложения фасет, изображенных буквами Х, количество которых соответствует числу знаков в фасете. Рассмотренная классификация соответствует формуле ХХ+Х+Х.
В сфере обработки информации классификация дает возможность при решении задач осуществлять упорядочение и агрегирование данных при переходе от рассматривания элементов множества к группам элементов. Классификация оформляется в виде документа – классификатора, в котором описывается принадлежность элементов множества к группам и групп низших рангов к группам высших рангов. Классификатор является средством единообразного вычисления группировок и единообразного истолкования полученных результатов.