§ 8.4. Классификация – как многоступенчатое, разветвленное деление, задачи и виды

Привет, Вы узнаете о том , что такое классификация, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое классификация, задача классификации, правила классификации, классифицирование , настоятельно рекомендую прочитать все из категории ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ и организация научно-исследовательской деятельности.

классификация – это многоступенчатое, разветвленное деление. Классификация, также классифицирование (от лат. classis «разряд» и facere «делать») — понятие в науке (в философии, в формальной логике и др.), обозначающее разновидность деления объема понятия по определенному основанию (признаку, критерию), при котором объем родового понятия (класс, множество) делится на виды (подклассы, подмножества), а виды, в свою очередь делятся на подвиды и т.д.
Деление – это логическая операция по распределению на группы тех предметов, которые мыслятся в исходном (делимом)
понятии. Получаемые в результате деления группы называют членами деления. Признак, по которому производится деление, называют основанием деления.
Аргентинский писатель Хорхе Луис Борхес проводит в своей книге
отрывок из «некой китайской энциклопедии». Согласно этой энциклопедии «животные подразделяются на:

• а) принадлежащих императору,
• б) бальзамированных,
• в) прирученных,
• г) молочных поросят,
• д) сирен,
• е) сказочных,
• ж) бродячих собак,
• з) включенных в настоящую классификацию,
• и) буйствующих, как в безумии,
• к) неисчислимых,
• л) нарисованных очень тонкой кисточкой из верблюжьей шерсти,
• м) и прочих,
• н) только что разбивших кувшин,
• о) издалека кажущихся мухами»

Классификация широко применяется как в науке (особенно, в естественных науках), так и в практической деятельности, причем научные классификации отличаются более устойчивым характером, поэтому сохраняются долгое время . Например, классификация химических элементов, созданная Д. И. Менделеевым продолжает дополняться по сей день.

В классификации важное значение имеет выбор основания (критерия, признака) деления предмета. Основание может быть существенным и несущественным. Классификация выполненная по существенному признаку называется естественной, классификация выполненная по несущественному признаку — искусственная (или, вспомогательная) классификация .

Одна из трудностей, которая возникает при классификации является переходная форма . Например, при классификации прав и свобод человека и гражданина свобода слова может быть отнесена как к естественным (врожденным) правам, так и к политическим правам.

В зависимости от широты классификации могут быть энциклопедическими (универсальными) и специальными (отраслевыми), включающими классификации узкого круга однородных явлений .

Интуитивно понятно, что эта классификация составлена не правильно. А как правильно?
Правильно составленная классификация должна удовлетворять ряду стандартных требований, представленных на рис. 8.5.

Как видим, классификация «из китайской энциклопедии» нарушает
стандартные правила. Приведем еще примеры ошибочных классификаций (см. также рис. 8.6):
1. Пример нарушения правила №1: по уровню образования люди
делятся на тех, кто имеет начальное образование, среднее образование и высшее образование . В такой классификации нет места, например, маленькому неграмотному мальчику.

Рис. 8.5. Правила формирования классификаций

2. Пример нарушения правила №2: числа подразделяются на
кратные двум, кратные 3, кратные 5 и простые. В такой классификации число 30, например, относится сразу к нескольким классам.
3. Пример нарушения правила №3: обувь делится на мужскую,
женскую и резиновую. Здесь в качестве основания деления сначала выступал половой признак потребителей обуви, а затем – материал обуви.
В какую группу отнесем мужские резиновые сапоги?
4. Пример нарушения правила №4: люди делятся на женщин, высоких мужчин и невысоких мужчин. Правильно было бы сначала выделить классификационные группы мужчин и женщин , а затем внутри этих групп выделить подгруппы по признаку роста

Классификации подразделяют на естественные и искусственные.

• Естественные классификации – это классификации, в качестве основания которых используются существенные признаки предметов, мыслимых в делимом понятии.
• Искусственные классификации – это классификации, в качестве основания которых используются несущественные признаки предметов (например, в алфавитном каталоге деление ведется по первой букве слова).

Конечно, «существенность» признака зависит от тех задач, для решения которых выполняется классификация.

Правила классифицирования (деления объема понятия)

Так как классификация является разновидностью деления понятия, то ей присущи все правила, используемые при операции деления объема понятий .

1. Как и при делении, классификацию необходимо проводить только по одному конкретному основанию. Если данное правило будет нарушено, то произойдет пересечение понятий . Например, в делении «Бумага делится на белую, черную, толстую, тонкую» допущена ошибка , так как деление произведено не по одному основанию, а сразу по двум. То есть, первое основание — цвет , вторым основанием является толщина. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Так, бумага может быть белой и толстой, черной и тонкой, или наоборот.
2. Необходимо соблюдать соразмерность деления , т.е. сумма членов классификации должна равняться объему родового понятия (класса, множества). Возможные ошибки при несоблюдении данного правила:
   * Неполная (узкая) классификация. То есть объем видовых понятий в результате классификации не исчерпывают объем делимого понятия. Например, в классификации «Литературные жанры по содержанию делятся на трагедии, комедии, ужасы» не указан жанр — драма.
   * Классификация с лишними видовыми понятиями. Примером данного вида ошибок является деление «Компьютеры делятся на настольные, мобильные, переносные и персональные», в котором «персональные» компьютеры является лишним видовым понятием.
3. Члены классификации должны взаимно исключать друг друга.
4. Подразделение на подклассы должно быть непрерывным .

задача классификации

Задача классификации - формализованная задача, которая содержит множество объектов (ситуаций), разделенных определенным образом на классы . Заданная конечное множество объектов, для которых известно, к каким классам они принадлежат. Это множество называется выборкой . К какому классу относятся другие объекты неизвестно. Необходимо построить такой алгоритм , который будет способен классифицировать произвольный объект из исходного множества .

Классифицировать объект - значит, указать номер (или название) класса, к которому принадлежит этот объект.

Классификация объекта - номер или наименование класса, кажется алгоритмом классификации в результате его применения к этому объекту.

В математической статистике задачи классификации называются также задачами дискретного анализа. В машинном обучении задача классификации решается, как правило, с помощью методов искусственной нейронной сети при постановке эксперимента в виде обучения с учителем.

Существуют и другие способы постановки эксперимента - обучение без учителя , но они используются для решения другой задачи - кластеризации или таксономии. В этих задачах разделение объектов обучающей выборки на классы не задается, и нужно классифицировать объекты только на основе их сходства. В некоторых прикладных областях, а также в самой математической статистике, из-за близости задач часто не отличают задача кластеризации от задачи классификации.

Некоторые алгоритмы для решения задач классификации комбинируют обучение с учителем и обучение без учителя, например, одна из версий нейронных сетей Кохонена - Сети векторного квантования обучаемых способом обучения с учителем.

ПРАКТИЧЕСКАЯ КОМПОНЕНТА. РАБОТА С ПОНЯТИЯМИ В ХОДЕ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
Цель выполнения задания:
- научиться выявлять содержание ключевых понятий исследуемой предметной области на основе анализа литературных источников.
Вспомогательный материал
Важной составляющей работы с понятиями в ходе научного исследования является выявление и уточнение содержания ключевых понятий исследуемой предметной области. Выявление сущности понятий ведется на основе анализа трудов отечественных и зарубежных ученых.
Как показывает опыт, различные авторы по-разному толкуют содержание многих понятий, описывающих экономические и социальные явления. В связи с этим анализ научных трудов на предмет выявления сущности рассматриваемого понятия должен дать ответы на следующие вопросы: Каковы, по мнению различных исследователей, существенные признаки явления, мыслимого в понятии? Какие понятия считаются родовыми по отношению к анализируемому понятию? По каким признакам, и на какие группы классифицируется рассматриваемое понятие в различных научных работах? Результаты подобного анализа должны быть скрупулезно записаны с обязательным указанием ссылок на литературные источники. Примеры оформления результатов анализа понятий представлены в табл. 8.1 и 8.2 (материалы подготовлены аспирантами
ХНЭУ Островерховой Г. и Ревенко Е. на занятиях по курсу « Основы научных исследований »).

Математическая формулировка задачи классификации

пусть - множество описаний объектов, -Множина номеров (или названий) классов. Существует неизвестна целевая зависимость - отображение , Значение которой известны только на элементах конечной обучающей выборки . Нужно построить алгоритм , Способен классифицировать произвольный объект .

Вероятностное формулировка задачи

Более общим является вероятностное формулировка задачи. Предполагается, что множество пар «объект, класс " является вероятностным пространством неизвестной вероятностной мерой . Есть конечная обучающая выборка наблюдений , Сгенерированный согласно вероятностной мере . Необходимо построить алгоритм , Способен классифицировать произвольный объект .

Пространство характеристик

Характеристикой называется отображение , где - множество допустимых значений характеристики. Если заданные характеристики , То вектор называется характеристическим описанием объекта . Характеристики можно отождествлять с самими объектами. При этом множество называют пространством характеристик .

В зависимости от множества характеристики делятся на следующие типы:

• Бинарные свойства:;
• Номинальные характеристики: - конечное множество;
• Порядковые свойства: - конечное упорядоченное множество;
• Количественные характеристики: - множество действительных чисел.

Часто встречаются прикладные задачи с разнотипными характеристиками, для их решения подходят далеко не все методы.

Типы задач классификации

Типы входных данных

• Характеристический описание - самый распространенный случай. Каждый объект описывается набором своих характеристик, которые называются признаками . Признаки могут быть числовыми или нечисловыми .
• Матрица расстояний между объектами. Каждый объект описывается расстояниями до всех остальных объектов обучающей выборки. С этим типом входных данных работают некоторые методы, в частности, метод ближайших соседей , метод потенциальных функций.
• Временной ряд или сигнал представляет собой последовательность измерений во времени. Каждое измерение может представляться числом, вектором, а в общем случае - характеристическим описанием исследуемого объекта в данный момент времени.
• Изображение или видеоряд .
• Встречаются и более сложные случаи, когда входные данные представляются в виде графов, текстов, результатов запросов к базе данных и т. Д. Как правило, они приводятся к первому или второму случаю путем предварительной обработки данных и извлечения характеристик.

Классификация сигналов и изображений называют также распознаванием образов .

Типы классов

• Двокласова классификация. Самый в техническом отношении случай, который служит основой для решения сложных задач.
• Багатокласова классификация. Когда число классов достигает многих тысяч (например, при распознавании иероглифов или слитной речи), задача классификации становится существенно тяжелее.
• Непересекающиеся классы.
• Рядовые классы. Объект может принадлежать одновременно к нескольким классам.
• Нечеткие классы . Нужно определять степень принадлежности объекта каждом из классов , обычно это действительное число от 0 до 1.

Задание

1. Выявите 5 ключевых понятий предметной области по теме своей научно-исследовательской работы. На основе изучения литературных источников проведите анализ содержания выявленных понятий. Для каждого понятия сформулируйте определение, а также укажите родовые
и видовые понятия.
2. Разработайте две классификации объектов (явлений), относящихся к исследуемой вами предметной области.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

15. Что такое понятие?
16. Какие признаки предметов относятся к существенным?
17. Какие выделяют виды понятий ?
18. Назовите две основные характеристики понятий .
19. Как взаимосвязаны между собой родовые и видовые понятия ?
20. Что такое определение?
21. Чем явные определения отличаются от неявных?
22. Сформулируйте правила составления определений.
23. Что такое классификация?
24. Сформулируйте требования к классификациям.

ВЫВОДЫ
Изучив главу №8, вы узнали, что:

• Неотъемлемой составляющей научно-исследовательского процесса является работа с определениями и классификациями.
• Определение – это выражение видового понятия через родовое понятие и видовые отличия. Классификация – это распределение объема родового понятия между видовыми понятиями.
• Если задача определения – отразить содержание исследуемого понятия, то задача классификации – отразить разновидности предметов, мыслимых в понятии.
• Для правильного составления определений и классификаций нужно разбираться во взаимосвязи видовых и родовых понятий, уметь определять объем и содержание понятий, понимать, какие признаки предметов относятся к существенным (рис. 8.7).
• Процесс составления определений регулируется правилом соразмерности определяемого и определяющего понятий, правилом запрета порочного круга и правилом ясности определяющего понятия.
• Правильная классификация должна удовлетворять следующим требованиям: деление должно быть исчерпывающим; каждый объект должен относиться только к одному классу; деление должно вестись по одному основанию; деление должно быть непрерывным.

Вау!! 😲 Ты еще не читал? Это зря!

• распознавание образов
• Наивный байесовский классификатор
• Классификация текстов
• систематика
• система знаний

Исследование, описанное в статье про классификация, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое классификация, задача классификации, правила классификации, классифицирование и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ и организация научно-исследовательской деятельности

Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.