В представлении знаний класс — это совокупность индивидов или объектов индивидов. [1] Класс может быть определен либо расширением (указанием членов), либо интенсионалом (указанием условий), используя то, что называется в некоторых языках онтологии, таких как OWL . Согласно различию типа и токена , онтология делится на индивидов, которые являются объектами или событиями реального мира, и типы или классы, которые являются наборами объектов реального мира. Выражения или определения классов задают свойства, которым должны соответствовать индивиды, чтобы быть членами класса. Индивиды, которые удовлетворяют свойству, называются экземплярами .
Некоторые примеры классов: [2]
Классы — концепции, которые также называются типом , сортом , категорией и видом — можно определить как расширение или интенсионал. Согласно экстенсиональному определению, они являются абстрактными группами, наборами или коллекциями объектов. Согласно интенсиональному определению, они являются абстрактными объектами, которые определяются значениями аспектов, которые являются ограничениями для членства в классе. Первое определение класса приводит к онтологиям, в которых класс является подклассом коллекции. Второе определение класса приводит к онтологиям, в которых коллекции и классы более фундаментально различаются. Классы могут классифицировать индивидов, другие классы или их комбинацию.
Классы онтологии могут быть экстенсиональными или интенсиональными по своей природе. Класс является экстенсиональным тогда и только тогда, когда он характеризуется исключительно своим членством. Точнее, класс C является экстенсиональным тогда и только тогда, когда для любого класса C', если C' имеет точно такие же члены, как C, то C и C' идентичны. Если класс не удовлетворяет этому условию, то он является интенсиональным. Хотя экстенсиональные классы более хорошо ведут себя и понятны математически, а также менее проблематичны философски, они не допускают тонких различий, которые часто требуются онтологиям. Например, онтология может захотеть различать класс всех существ с почкой и класс всех существ с сердцем, даже если эти классы имеют точно такие же члены. В большинстве верхних онтологий классы определены интенсионально. Интенсионально определенные классы обычно имеют необходимые условия, связанные с членством в каждом классе. Некоторые классы могут также иметь достаточные условия, и в этих случаях сочетание необходимых и достаточных условий делает этот класс полностью определенным классом.
Отношение инстанцирования — это отношение между объектами и классами. Мы говорим, что объект O, скажем, Гарри-орел, является экземпляром класса, скажем, Орел . Гарри-орел обладает всеми свойствами, которые мы можем приписать орлу, например, его родители были орлами, он — птица, он — мясоед и так далее. Это особый вид отношения . Его отметили как утверждение понятия ( ) в логике описания , семействе логик, основанных на классах, утверждение класса [3]
Онтологии различаются по тому, могут ли классы содержать другие классы, может ли класс принадлежать самому себе, существует ли универсальный класс (то есть класс, содержащий все) и т. д. Иногда ограничения в этом направлении вводятся для того, чтобы избежать некоторых хорошо известных парадоксов .
Классы могут включать друг друга. Обычно мы говорим, что если A
и B
являются классами, и все A
экземпляры также являются B
экземплярами, то B включает A, или A является подклассом B, например, в языке OWL это называется 'subclassof'. [3]
Важно отметить, что класс может включать или включаться в другие классы; класс, включенный в другой, называется подклассом ( или подтипом ) включающего класса (или супертипа ). Например, Vehicle включает Car , поскольку (обязательно) все, что является членом последнего класса, является членом первого. Отношение включения используется для создания иерархии классов, обычно с максимально общим классом, таким как Anything , наверху, и очень конкретными классами, такими как 2002 Ford Explorer внизу. Критически важным следствием отношения включения является наследование свойств от родительского (включающего) класса к дочернему (включаемому) классу. Таким образом, все, что обязательно верно для родительского класса, также обязательно верно для всех его включаемых дочерних классов. В некоторых онтологиях классу разрешено иметь только одного родителя ( одиночное наследование ), но в большинстве онтологий классам разрешено иметь любое количество родителей ( множественное наследование ), и в последнем случае все необходимые свойства каждого родителя наследуются подчиненным дочерним классом. Таким образом, конкретный класс животных ( HouseCat ) может быть потомком класса Cat , а также потомком класса Pet .
Раздел — это набор связанных классов и связанных правил, которые позволяют классифицировать объекты по соответствующему подклассу. Правила соответствуют значениям аспекта, которые отличают подклассы от суперклассов. Например, справа представлена частичная диаграмма онтологии, которая имеет разделение класса Car на классы 2-Wheel Drive Car и 4-Wheel Drive Car . Правило раздела (или правило категоризации) определяет, классифицируется ли конкретный автомобиль классом 2-Wheel Drive Car или 4-Wheel Drive Car .
Если правило(а) разбиения гарантируют, что один Car не может быть в обоих классах, то разбиение называется непересекающимся разбиением. Если правила разбиения гарантируют, что каждый конкретный объект в суперклассе является экземпляром по крайней мере одного из классов разбиения, то разбиение называется исчерпывающим разбиением.