Trong phần này chúng ta sẽ được giới thiệu về các khái niệm về các đối tượng và các công cụ trừu tượng hiện có đối với các đối tượng đó theo phương pháp tổng hợp của Dittrich’s (1986). Định hướng đối tượng có thểđược định nghĩa như sau:
29
Bất cứ một thực thể nào không phụ thuộc vào bất cứ một cấu trúc hoặc một phức thể nào đều có thể được thể hiện chính xác bởi một đối tượng.
Việc phân tích nhân tạo thành các phần đơn giản hơn do những hạn chế của kỹ thuật là không cần thiết và được gọi là định hướng cấu trúc của đối tượng. Bản thân các loại dữ liệu phức tạp tạo nên mẫu các đối tượng rộng hơn ví dụ như toàn bộ cả thành phố với toàn bộ các thông tin chi tiết về các đường phố, nhà cửa…thì không thể khắc phục được những vấn đề về cấu trúc dữ liệu, và chỉ bằng cách kết hợp các loại đối tượng phức tạp với các hoạt động trong phạm vi của nó mới có thể cho ta một cái nhìn cụ thể về đối tượng đó. Yếu tố thứ 2 của định hướng đối tượng này được gọi là:
Định hướng đối tượng toán tử và đòi hỏi khả năng xác định các đối tượng phức tạp mà không thông qua việc phân tích các đối tượng đó thành các đối tượng đơn giản khác.
Một khái niệm về trạng thái hành vi hướng đối tượng cho rằng:
Một hệ thống cho phép các đối tượng trong nó được đánh giá và chỉnh sửa chỉ thông qua các hoạt động cụ thể đối với một loại đối tượng nhất định.
Mẫu dữ liệu định hướng đối tượng được xây dựng dựa trên 4 định nghĩa cơ bản về khái niệm trừu tượng là (Brodie et al. 1984): phân loại, tổng quát hóa, kết hợp và hợp tác.
1.2.3.1 Phân loại
Phân loại là việc tạo lập bản đồ đối với một số đối tượng(khoảng cách) vào một nhóm chung. Từ “đối tượng” được dùng cho một sự kiện riêng lẻ của dữ liệu (được minh họa bằng một ví dụ cụ thể) mô tả một đối tượng nào đó có những đặc tính riêng và có hành vi có thể quan sát trực quan. Thuật ngữ loại hình đối tượng, sự phân loại, các kiểu dữ liệu trừu tượng hay các mẫu chỉ đến các loại đối tượng phụ thuộc vào từng văn cảnh. Trong cách tiếp cận định hướng đối tượng, đối với mỗi đối tượng, chỉ tồn tại ít nhất 1 nhóm tương ứng, nói cách khác, mỗi một đối tượng là một ví dụ điển hình của một nhóm, do đó, sự phân loại thường được nói đến như là một ví dụ của mối quan hệ qua lại.
Một loại cụ thể mô tả hành vi của mỗi ví dụ thuộc loại đó bằng cách chỉ ra những toán tử chung có thể thao tác bằng tay những đối tượng đó (O’Brien et al. 1986). Những phép tính này chỉ là phương tiện để tính toán các toán hạng đó. Tất cả các đối tượng đối với cùng 1 lớp đều được mô tả bởi những đặc tính giống nhau và chúng có cùng các phép toán như nhau:
30
Hình 2.3: Miêu tả 2 lớp RESIDENCE và STREET.
Dựa trên các đặc tính giá trị, người ta phân biệt các đối tượng thuộc cùng một lớp. Đặc tính giá trị miêu tả các đặc điểm riêng biệt của mỗi đối lượng. Ví dụ, 2 LANDPARCELS có thể được phân biệt bởi địa chỉ, các giá trị khác nhau của vùng, hoặc là LandUseTypes
1.2.3.2 Tổng quá hóa
Tổng quát hóa – khác biệt hoàn toàn với từđồng nghĩa được sử dụng trong khoa nghiên cứu bản– là việc nhóm một số lớp đối tượng có nhiều đặc điểm hoạt động chung vào các lớp cha mang tính tổng quát hơn(Dahl and Nygaard 1966; Smith and Smith 1977b; Goldberg and Robson 1983). Thuật ngữ lớp cha (superclass) là đặc trưng của phương thức nhóm các đối tượng này và ám chỉ tới các loại đối tượng được ràng buộc với nhau bởi mối quan hệ là một. Mối quan hệ nghịch đảo của các lớp cha, tức các lớp con, miêu tả sự chia nhỏ các lớp cha. Thông thường thuật ngữ “bố mẹ” và “con cái” cũng được sử dụng thay thế cho “Lớp cha” và “lớp con”. Mặc dù thuật ngữ này rất hữu ích trong việc miêu tả sự phụ thuộc của lớp con vào lớp cha nhưng nó lại không chính xác xét trên phương diện trừu tượng, bởi mối quan hệ giữa cha mẹ và con cái không phải là một mối quan hệ 1-1. Lớp con và lớp cha là các khái niệm trừu tượng cho cùng loại đối tượng và không dùng để miêu tả 2 đối tượng khác nhau. Chẳng hạn, mỗi NHÀ Ở (residence) là một NHÀ CỬA (building) thì NHÀ Ở là một lớp con của NHÀ CỬA, còn NHÀ CỬA là lớp cha của NHÀ Ở. Nhà có địa chỉ tại “số 26 phố Grove” là một ví dụ đồng thời thuộc lớp NHÀ Ở và lớp cha là NHÀ CỬA.
31
Hai thuộc tính của tổng quát hóa được đề cập chi tiết hơn dưới đây:
Một lớp cha có nhiều lớp con: Ví dụ, ngoài NHÀ Ở, NHÀ CỬA còn bao gồm nhiều loại khác như BỆNH VIỆN hay TÒA NHÀ THƯƠNG MẠI.
Hình 2.5: Lớp cha BUILDING có nhiều lớp con: RESIDENCE, HOSPITAL, COMMERCIALBUILDING
Trừu tượng hóa có thể có số lượng các mức bất kỳ, trong đó một lớp con đóng vai trò là lớp cao hơn so với một lớp khác cụ thể hơn. Ví dụ, quá trình trừu tượng hóa từ Tòa nhà đến Nơi ở có thể được mở rộng thành các lớp nhỏ hơn như NHÀ Ở THÀNH THỊ và NHÀ Ở NÔNG THÔN.
Hình 2.6: Lớp con RESIDENCE có thể mở rộng thành các lớp con RURALRESIDENCE và URBANRESIDENCE
32
1.2.3.3 Kết hợp
Kết hợp là việc liên kết 2 hoặc nhiều đối tượng độc lập và mối liên hệ giữa các đối tượng được coi là một tập hợp đối tượng ở mức cao hơn (Brodie 1984). Thuật ngữ tập hợp được dùng để miêu tả sự kết hợp, và các đối tượng kết hợp với nhau được gọi là các thành viên. Do đó, cơ chế trừu tượng hóa này được đề cập tới như một thành - viên – của mối liên hệ, nhưng cũng thường được gọi là gom nhóm hoặc phân chia. Một ví dụ cho mối liên hệ trong lĩnh vực GIS là hàng xóm (neighborhood) – có liên quan với nhau qua đất đai, bởi đất đai của họở sát ngay cạnh nhau.
Những chi tiết riêng biệt về mỗi đối tượng thành viên bị triệt tiêu, còn các đặc tính của tập hợp đối tượng thì được nhấn mạnh. Có trường hợp một tập hợp đối tượng có thể được phân chia thành nhiều tập hợp đối tượng thành viên nhỏ hơn. Hoạt động trên các tập hợp thường là các hoạt động mang tính lặp lại đối tất cả cá thành viên. Việc áp dụng sự lặp đi lặp lại này có thể dành cho mỗi cấu trúc/cơ cấu VÒNG LẶP, giống những gì chúng ta thấy trong một số ngôn ngữ lập trình hiện đại như CLU (Liskov et al. 1981).
1.2.3.4 Hợp tác
Một cơ chế trừu tượng tương tự như kết hợp thì được gọi là hợp tác. Hợp tác là mô hình bao gồm nhiều đối tượng, ví dụ các đối tượng lại gồm có nhiều đối tượng khác (Smith and Smith 1977a). Một vài đối tượng có thể kết hợp để tạo thành một lớp đối tượng cao hơn về mặt ngữ nghĩa, được gọi là hợp tác hoặc tập hợp các đối tượng, tại đó mỗi bộ phận vẫn duy trì các chức năng riêng biệt của mình. Các hoạt động của tính hợp tác không tương thích với các hoạt động trên bộ phận, và ngược lại. Khi xem xét tính qui nạp, người ta bỏ qua chi tiết về các đối tượng cấu thành. Mỗi đối tượng hợp tác lại có thể được phân tách thành nhiều đối tượng bộ phận có liên quan
Mối quan hệ tạo ra bởi tính hợp tác thường được gọi là một bộ phận của mối liên hệ bởi các trường hợp liên kết là các bộ phận của hợp tác; mối liên hệ nghịch đảo với là-bộ-phận được gọi là bao-hàm. Ví dụ, một THÀNH PHỐ có thể được coi là mẫu hợp tác của NHÀ ĐẤT, ĐƯỜNG PHỐ VÀ CÔNG VIÊN – tất cảđều là các bộ-phận-của THÀNH PHỐ, và ngược lại, một THÀNH PHỐ bao-hàm chúng.
33
Hình 2.7: Lớp CITY được hợp tác bởi 3 lớp HOUSELOT, STREET, PARK.