نقش حاکمیت معماری سرویس گرا ایجاد یک رویکرد سازگار در امتداد فرایندها استانداردها، سیاستها و رهنمودها است تا موانع و چالشهای موجود را برطرف کرده و به اجرای فرایند استقرار معماری سرویس گرا کمک کند. وجود یک چارچوب مناسب که دربرگیرنده کلیه الزامات و قابلیت ها و مولفه های حاکمیت SOA باشد و بتواند سازمان را در مسیر پذیرش معماری سرویس گرا کمک نماید الزامی است .
۲-۱۲-۲- شروع حاکمیت SOA
۲۷
برای پرداختن به چالشها ,سازمان نیازمند یک مدل مناسب و جامع برای حاکمیت SOA می باشد که بتواند بصورت تکراری وافزایشی استقرار یابد.یک چارچوب جامع حاکمیت SOA بایدهمه ی سه جنبه ی اصلی زیر را پوشش دهد:
۱-پروسه ها : از جمله حاکم و فرایندهای حاکمیت شده
۲-ساختارهای سازمانی : از جمله نقش ها و مسئولیت ها
۳- فعال ساختن تکنولوژی ها : ازجمله ابزارها و زیرساخت ها [۵۸]
در بعضی مراجع جنبه ی دیگری نیز اضافه میشود که شامل سیاست هاست که در اینصورت میتوان شکل کلی را بصورت شکل ۲-۴ مشاهده کرد.
شکل ۲-۴ مولفه های اصلی چارچوب حاکمیت معماری سرویس گرا و تاثیران برچرخه ی حیات سرویس[۵۱]
چرخه حیات سرویس که یک فرایند تکرارپذیر برای تعریف سرویس و بومی سازی مدل حاکمیتSOAاست) ٢٠٠٩ Open Group)
اشخاص:
اشخاص شامل گروهی از ذینفعان, مدیران اجرایی سازمان , مدیران ارشد از حوزه ی کسب وکار ,معماران و مدیران فناوری اطلاعات هستند.منظوراز ذینفعان, مشتریان ,شرکای تجاری ,پرسنل سازمان وسرمایه گذاران است.درحاکمیتSOA هر یک از گروه ها نقش ها و مسئولیت های تعریف شده و مدون دارند . مدیران اجرایی و رهبران سازمان بیشترین مسئولیت را در استقرار حاکمیت SOAبه عهده دارند .تصمیم گیری , تدوین سیاست های مورد نیاز برای ارزیابی و مدیریت سرویس ها , سرمایه گذاری و پرداخت هزینه های ایجاد و نگهداری سرویس ها,تعریف سرویس های فناوری اطلاعات از فرایند های کسب و کار از جمله موضوعاتی است که در حاکمیت SOA به ان پرداخته می شود.در حاکمیت معماری سرویس گراکمیته ای از رهبران و افراد خبره در زمینه های مختلف فناوری اطلاعات و کسب و کار برای تدوین سیاستهای مربوط به هر حوزه تشکیل می گردد.این کمیته (مرکز تعالی معماری سرویس گرا)شامل مدیران فناوری اطلاعات , مدیران پروژه ,معماران نرم افزار,معماران اطلاعات ,توسعه دهندگان خبره ,تحلیل گران کسب و کار و مدیران عملیاتی است[۴۵[
۲۸
سیاستها و خط مشی ها:
سیاست در اینجا به معنی تاییدیه رسمی است که به اجرای تصمیمات وعملیات کمک میکند ]۴۶٫[ برای پوشش اهداف کسب و کار معماری سازمانی و معماری سرویس گرا, سیاست ها باید در حوزه های مختلفی در ارتباط با معماری سرویس گرا مانند تکنولوژی, معماری ,افرادوزیرساخت و….تدوین شوند [۳۷].یک حاکمیت مناسب در چرخه حیات سرویس نقاط متعددی را قرار میدهد تا به کنترل سیاست ها پرداخته و کارهای لازم را صورت دهند[۴۶] .با اجرا ی سیاست های مناسب در هر مرحله از چرخه ی حیات میتوان مطابق با استانداردها و اصول تعریف شده پیش رفت و از انحرافات و دوباره کاری هاپرهیز نمود.ترکیب سیاست ها با چرخه ی حیات سرویس,یک سیستم حاکمیت قابل انعطاف دربرگیرنده ی کلیه ی الزامات برای حرکت به سمت استقرارمعماری سرویسگرا است رابه وجودمی اورد.
مهمترین سیاستها در حاکمیت , سیاستهای زمان طراحی و سیاست های زمان اجرا در چرخه ی حیات سرویس هستند. سیاستهای زمان طراحی مربوط به نیازمندی ها ی طراحی سرویس است.سیاست زمان اجرا مربوط به کنترل و بازبینی اهداف و نیازمندی های تعیین شده در توافق نامه ی سطح سرویس (SLA)که قبل از اجرای سرویس بین تامین کننده و مصرف کنند سرویس تدوین میشود[۲۴].
سیاست های زمان طراحی به طور خاص عملکرد طراحان و توسعه دهندگان سرویس را محدود می سازند و برخی از سیاست های زمان طراحی عبارتند از:
قابلیت تعامل : چگونگی تعامل سرویس ها با مجموعه ای از استانداردها
۲۹
قابلیت کشف : سرویس ها ممکن است به اطلاعات خاصی نظیر توصیفی از سرویس کسب و کار یا اطلاعات مربوط به محل سرویس ها در کاتالوگ سرویس نیاز داسته باشند.این عناصر امکان کشف سرویس ها را فراهم کرده و از طریق سیاست تعریف می شوند.
امنیت : تعیین پارامترهای امنیتی برای تعیین امنیت در بین سرویس ها
یگانگی : سرویس ها نباید با سرویس های موجود در رجیستری هم نام باشند.این مورد به وسیله ی یک مکانیزم به عنوان فضای نام کنترل میشود.
فرمت داده : سیاستهای مربوط به تعیین فرمت داده مشترک,امکان استفاده مجدد از سرویس ها را فراهم میکند.سرویس ها دارای یک فرمت داده ای مشترک تحت عنوان SCHEMA هستند.
سیاست های زمان طراحی باید پاسخگوی سوالات و ابهاماتی باشند که در زمان طراحی سرویس برای توسعه دهندگان و طراحان سرویس مطرح می شود . مانند :
چه کسی مجوز تغییر سرویس هایی را دارد که توسط دیگران استفاده شده اند؟
چه کسی از یک سرویس استفاده میکند؟
چه کسی مسئول سرمایه گذاری برای ارتقا سرویس جهت پوشش نیازمندی های کسب و کار کاربر است؟
سیاست های زمان اجراعمدتا به ایجاد محدودیت برای مصرف کننده سرویس مربوط میشود.
چند مورد از سیاستها ی زمان اجرا:
توافق نامه سطح سرویس:
تامین کننده و مصرف کننده سرویس یک توافق نامه در خصوص انتظاراتی که از سطح سرویس دارند تنظیم میکنند.پس از تنظیم SLA سیاست هایی برای اندازه گیری سطح سرویس تدوین می شود که بتوان کیفیت سرویس را با اهداف تعیین شده در SLA مطابقت داد.
سیاست های امنیتی شامل احراز هویت , رمزنگاری , تعیین اختیارات و…
اطلاع رسانی و هشدار دهی در مورد اعلام خطرو اطلاع رسانی و افرادی که به انها لطلاع رسانی میشود.
سنجه ها , شاخص های کارایی و معیار های مورد استفاده برای ارزیابی
فرایندها
درایجاد هر سیستم حاکمیت معماری سرویس گرا توجه به دو مولفه زیر ضروری است:
۳۰
تدوین فرایندهای حاکمیت معماری سرویس گرا
مدیریت چرخه ی حیات سرویس با بهره گرفتن از فرایندهای حاکمیت
و بر این اساس در مرحله ی اول باید فرایند های حاکمیت تدوین شده و سیاست گذاری انجام شود و سپس اجرای فرایند ها و مدیریت و مانیتورینگ نتایج در چرخه ی حیات سرویس مورد بررسی قرار گیرد.[۴۷]
تعدادی از مهمترین فرایند های حاکمیت در زیر اختصارا شرح داده میشود:
فرایند تعریف معماری سرویس گرا :
در این فرایند فعالیت های طراحی معماری مشخص می شود که شامل تعریف , ساخت , عملیاتی سازی واستقرار مولفه های معماری است .این فرایند شامل مدلسازی مولفه های کسب وکار , سرویس های کسب وکار و طراحی مولفه های سرویس است . همچنین نقش های سازمانی مورد نیاز برای پشتیبانی از این فرایند نیز مشخص می شود.
فرایند مدیریت چرخه ی حیات حاکمیت معماری سرویس گرا:
هدف از این فرایند انجام بازبینی منظم دوره ای برای انالیز فرایندها ونقاط کنترلی سیاست ها در حاکمیت معماری سرویس گراست.[۴۱]
ورودی این فرایند شاخص ها و معیارهای کارایی SOA و سنجه های مربوط به نقاط کنترلی سیاست است. COE از این معیار ها برای بازبینی فرایندها و شناخت فرصت های بهبود استفاده میکند.طی اجرای این فرایندتغییرات لازم برای بهبود فرایندها و نقاط کنترلی سیاست به دست می اید.
فرایند اجرای سیاست ها:
هدف از این فرایند تعریف روشی برای اطمینان از اجرای سیاست ها,استانداردهاو رهنمود های SOA است.این فرایند مکانیزمی را برای بازبینی و تایید یا رد شرایط تعیین شده در چارچوب حاکمیت مثل اصول , استانداردها , نقش ها و مسئولیت ها تعیین می نماید.]۴۱[ این فرایند در نقاط مختلف از چرخه پروژه کسب و کار اجرا میشود.
فرایند ارتباطات:
-در دنیا مجازات اجتماعی آن ها به خاطر رسوایی شان و کشف اسرار درونشان است که به دنبال آن تمام حیثیت اجتماعی خود را از دست می دهند و در بعضی از روایات آمده وقتی کار این گروه به مراحل خطرناک می-
رسید، پیامبر (ص) آن ها را با نام و نشان معرفی می کرد و حتی از مسجد بیرون می ساخت. چنانچه ابن عباس، سدی و کلبی در این زمینه روایت کرده اند : رسول خدا (ص) در روز جمعه ای در خطبه ای نام چند تن از آن ها را برشمرد.(طبرسی، ۱۳۶۰ : ۱۱/۱۹۹-۱۹۸) و عذاب دوم هنگامی است که فرشتگان مرگ، جان آنان را می گیرند و عذاب قبر، آن ها را فرا می گیرد.(نجفی خمینی، ۱۳۹۸ : ۷/۱۴؛مکارم شیرازی، ۱۳۷۴ : ۸/۱۱۳؛امین، ۱۳۶۱ : ۶/۹۵؛قرائتی، ۱۳۸۳ : ۵/ ۱۳۶-۱۳۵)
-در دنیا به عذاب روحی یعنی اضطراب و نگرانی از این مسئله که مبادا در بین مردم رسوا شوند و رازشان در اجتماع فاش گردد و در آخرت نیز عذاب می شوند. (شاذلی،۱۴۱۲ : ۳/۱۷۰۶)
-در دنیا به اخذ زکات یا به عقیده ی ابن عباس اقامه ی حدود اسلامی بر آن ها و در آخرت به عذاب قبر مجازات می شوند. (طبرسی، ۱۳۶۰ : ۱۱/۱۹۹-۱۹۸)
۳-۲-۱-۳-۳ تحلیل نهایی
بنابر توضیحات فوق دو مرحله از عذاب دنیوی (عذاب روحی و جسمی) و عذاب اخروی(سختی جان دادن، عذاب قبر، عذاب جهنم) به یکدیگر معطوف و مرتبط می شوند اما عذاب و مجازات منافقین به این دو مرحله ختم نمی شود بلکه در سیاق آیه مذکور حرف «ثُمَّ» نه تنها بیانگر ترتب است بلکه خبر می دهد که وادی دیگری از عذاب در انتظار آن ها است. « سَنُعَذِّبُهُمْ مَرَّتَیْنِ ثُمَّ یُرَدُّونَ إِلى عَذابٍ عَظِیمٍ» (توبه/۱۰۱) به نظر می رسد هر چند این مراحل عذاب پی در پی پیش می روند عذاب و مجازات منافقین به مرور سنگین و پیچیده می گردد.
چنانچه در آیه ی «فَلَمَّا تَغَشَّاها حَمَلَتْ حَمْلاً خَفِیفاً فَمَرَّتْ بِهِ فَلَمَّا أَثْقَلَتْ دَعَوَا اللَّهَ رَبَّهُما لَئِنْ آتَیْتَنا صالِحاً لَنَکُونَنَّ مِنَ الشَّاکِرِینَ» (اعراف/۱۸۹) که در باره باردار شدن زنان بحث می کند، عبارت «فَمَرَّت» که از مشتقات
« مَرَّتَیْنِ» می باشد بیانگر این مطلب است که جنین در ابتدا سبک وزن است و به تدریج و با مرور زمان سنگین می شود. (راغب، ۱۴۱۲ :۷۶۴-۷۶۳) در زمینه ی عذاب منافقین از آخرین وادی عذاب منافقین به « عَذابٍ عَظِیمٍ» تعبیر شده است و علاوه بر ذکر صفت «عظیم» از نظر ساختار زبانی عبارت به صورت نکره بیان شده است تا اوج عظمت و بزرگی این عذاب را نشان دهند. به راستی در وادی نهایی، عذاب منافقین چه چیز می تواند باشد؟ در قیامت چه عذابی برای انسان به ویژه منافقین کوردل بسیار طاقت فرسا و رنجش افزا می باشد؟ درآیه ی مذکور این نوع عذاب مبهم بیان شده است اما می توان احتمالاتی را در این باره مطرح کرد. با توجه به آیات « إِنَّ الَّذِینَ لا یَرْجُونَ لِقاءَنا وَ رَضُوا بِالْحَیاهِ الدُّنْیا وَ اطْمَأَنُّوا بِها وَ الَّذِینَ هُمْ عَنْ آیاتِنا غافِلُونَ »(یونس/۷) و« أَلا إِنَّهُمْ فِی مِرْیَهٍ مِنْ لِقاءِ رَبِّهِمْ أَلا إِنَّهُ بِکُلِّ شَیْءٍ مُحِیطٌ» (فصلت/۵۴) بدون شک منافقین نیز از زمره ی کسانی هستند که نه تنها در
دنیا به لقاء پروردگار متعال امید نداشتند بلکه مردد بوده اند. بنابراین در قیامت بالاترین محرومیت ، عذاب و تیره بختی نصیب شان می گردد و لقاء انوار الهی و ملاقات خداوند رحمان را از دست می دهند.(مصطفوی، ۱۳۸۰ : ۱۰/۳۳۴) و« عَذابٍ عَظِیمٍ» بُعد ایشان از درگاه عزت و محجوریت ایشان از نور لقاء و رویت حق تعالی است و
هیچ عذابی از نکبت حرمان و مشقت هجران بزرگتر نخواهد بود.(کاشفی سبزواری، ۱۳۶۹ : ۱/ ۴۳۰)
محمل جانان ببوس آنگه به زاری عرضه دار | کز فراقت سوختم ای مهربان ،فریاد رس[۲۱] |
چنانچه در بخشی از دعای روح بخش کمیل چنین بیان شده است : « فَهَبنی یا الهی، وَ سَیّدی وَ مولای وَ رَبّی، صَبَرتُ علی عَذابِک، فَکَیفَ اَصبِرُ علی فِراقِک» (قمی، ۱۳۸۴ : ۱۳۱ ) و این چنین منافقین انعکاس قبح اعمال خود را مرحله به مرحله و پی درپی طی می کنند و در هر مرحله به دشواری و پیچیدگی عذاب شان افزوده می گردد.
۳-۲-۱-۴بررسی واژه ی«یومَین»
قُلْ أَ إِنَّکُمْ لَتَکْفُرُونَ بِالَّذِی خَلَقَ الْأَرْضَ فِی یَوْمَیْنِ وَ تَجْعَلُونَ لَهُ أَنْداداً ذلِکَ رَبُّ الْعالَمِینَ (فصلت/۹) وَ جَعَلَ فِیها رَواسِیَ مِنْ فَوْقِها وَ بارَکَ فِیها وَ قَدَّرَ فِیها أَقْواتَها فِی أَرْبَعَهِ أَیَّامٍ سَواءً لِلسَّائِلِینَ (فصلت/۱۰) ثُمَّ اسْتَوى إِلَى السَّماءِ وَ هِیَ دُخانٌ فَقالَ لَها وَ لِلْأَرْضِ ائْتِیا طَوْعاً أَوْ کَرْهاً قالَتا أَتَیْنا طائِعِینَ (فصلت/۱۱) فَقَضاهُنَّ سَبْعَ سَماواتٍ فِی یَوْمَیْنِ وَ أَوْحى فِی کُلِّ سَماءٍ أَمْرَها وَ زَیَّنَّا السَّماءَ الدُّنْیا بِمَصابِیحَ وَ حِفْظاً ذلِکَ تَقْدِیرُ الْعَزِیزِ الْعَلِیمِ (فصلت/۱۲)
بگو: «آیا این شمایید که واقعاً به آن کسى که زمین را در دو هنگام آفرید، کفر مىورزید و براى او همتایانى قرار مىدهید؟ این است پروردگار جهانیان.» و در (زمین)، از فراز آن (لنگرآسا)کوهها نهاد و در آن خیر فراوان پدید آورد، و مواد خوراکى آن را در چهار روز اندازهگیرى کرد (که) براى خواهندگان، درست (و متناسب با نیازهایشان) است. سپس آهنگِ (آفرینشِ)آسمان کرد، و آن بخارى بود. پس به آن و به زمین فرمود: «خواه یا ناخواه بیایید.» آن دو گفتند: «فرمانپذیر آمدیم.» پس آنها را (به صورت) هفت آسمان، در دو هنگام مقرّر داشت و در هر آسمانى کار (مربوط به)آن را وحى فرمود، و آسمانِ (این)دنیا را به چراغ ها آذین کردیم و (آن را نیک) نگاه داشتیم این است اندازهگیرىِ آن نیرومند دانا. (فولادوند،۱۴۱۵: ۱ /۴۷۷)
۳-۲-۱-۴-۱مفهوم لغوی واژه ی«یومَین»
واژه پژوهان در معنای «یوم» نوشته اند : یوم به معنای روز، معمولاً به فاصله ی زمانی از طلوع خورشید تا غروب اطلاق می شود و به عبارتی دیگر به مدتی از زمان و وقت، «یوم» گویند و جمع آن «ایام» است.(ابن منظور، ۱۴۱۴ : ۱۲ / ۶۵؛راغب، ۱۴۱۲ : ۸۹۴؛فراهیدی، ۱۴۱۰ : ۸/۴۳۳)
۳-۲-۱-۴-۲ تبیین واژه ی «یومَین» در آیات۱۲و۹ سوره ی فصلت
آیات مورد بحث در مورد هنگامه ای است که خداوند آسمان و زمین را آفرید و در تبیین این آفرینش از تعبیر«یومین» استفاده کرده تا درک این رخداد را برای بشر میسر سازد و به او بفهمانند که آفرینش نتیجه ی قدرت و اختیار او است.زیرا که تقدیر زمان از جانب مخلوق است چون او نیاز به زمان دارد تا در آن امر خدا را متحقق سازد اما از جانب خداوند متعال تصور زمان کوتاه و بلند نمی رود بدان جهت که او از اوصاف آفریدگان برتر است.(مدرسی،۱۳۷۷: ۱۴ / ۲۷۱)
بنابراین مراد از «یومین» نمی تواند دو روز از روزهای معمولی و معهود ذهن انسان باشد چون روز از نظر ما ساکنان زمین عبارت است از مقدار حرکت کره زمین به دور خودش، که یک دور آن را یک روز (و یا به عبارتى: یک شبانه روز) مىنامند، و احتمال اینکه مراد از دو روز در آیه چنین روزى باشد احتمالى است که نادرستی آن بر همه واضح و مبرهن است.(طباطبایی، ۱۳۷۴ : ۱۷/۵۴۹)
۳-۲-۱-۴-۳بررسی آرای مفسرین در باره ی پیرامون آیات ۱۲-۹ سوره فصلت
مفسرین در تبیین «یومَین» نظرات مختلفی را بیان نموده اند که برای نمونه برخی از آن نظرات ذکرمی شود :
-دو مرحله ممکن است مرحله ی اول آن بوده که گازهایی را آفریده و کرات بالا نیز به همین منوال باشد و مرحله ی دیگر تراکم و فشردگی گازها که به صورت اجسامی سخت و محکم درآمده است.(حسینی همدانی، ۱۴۰۴ : ۱۴/۳۹۸)
-دو مرحله و دوره است قبل از آفرینش زمین و آسمان و پیدایش شب و روز و ماه و سال، بنابراین منظور دو دوران بوده است.(قرائتی، ۱۳۸۳ : ۱۰ /۳۱۶؛مکارم شیرازی، ۱۳۷۴ : ۶/۲۰۶-۲۰۰؛ نجفی خمینی، ۱۳۹۸ : ۷/۳۱۷)
-دو پاره از زمان است که در آن تکون زمین و آسمان صورت گرفته است.(طباطبایی، ۱۳۷۴ : ۱۷ /۵۴۵-۵۵۰)
- احوال گوناگون است زیرا نزدیک ترین معانى براى روز در این جا برههاى از وقت و هنگامى از زمان است و آنچه باعث تفاوت وقتى از وقت دیگر و هنگامى از هنگامى دیگر تصوّر شود، همان تفاوت احوال است.(مدرسی، ۱۳۷۷ : ۱۲ / ۱۶۹-۱۶۸)
- دو عالم مثال و طبع است که از آن دو عالم به اعتبار مدت بقای آن به دو روز تعبیر شده است.(گنابادی، ۱۳۷۲ : ۱۲ / ۴۸۰)
-دو روز، پنج شنبه و جمعه است.(طبرسی، ۱۳۶۰ : ۲۲ /۲۴)
- درمورد آفرینش زمین به دو روز یکشنبه و دوشنبه قائل شده اند. (حسینی شاه عبدالعظیمی، ۱۳۶۳ : ۱۱/۳۵۱؛کاشفی سبزواری، ۱۳۶۹ : ۱/۱۰۶۹)
۳-۲-۱-۴-۴ اشتراک سیاقی آیات سوره ی فصلت با آیات سوره ی انبیاء
جستجو و بررسی در آیات قرآن کریم نشان دهنده ی اشتراک سیاقی آیات سوره ی فصلت با آیات سوره ی انبیاء است :« أَوَلَمْ یَرَ الَّذِینَ کَفَرُوا أَنَّ السَّماواتِ وَ الْأَرْضَ کانَتا رَتْقاً فَفَتَقْناهُما وَ جَعَلْنا مِنَ الْماءِ کُلَّ شَیْءٍ حَیٍّ أَ فَلا یُؤْمِنُونَ (انبیاء/۳۰) وَ جَعَلْنا فِی الْأَرْضِ رَواسِیَ أَنْ تَمِیدَ بِهِمْ وَ جَعَلْنا فِیها فِجاجاً سُبُلاً لَعَلَّهُمْ یَهْتَدُونَ (انبیاء/۳۱) وَ جَعَلْنَا السَّماءَ سَقْفاً مَحْفُوظاً وَ هُمْ عَنْ آیاتِها مُعْرِضُونَ (انبیاء/۳۲)» در هر دو گروه از آیات، مطلب با استفهام شروع می شود ، چرا کافران بادیدن دلایل وحدانیت خداوند در خلقت آسمان و زمین متذکر نمی گردد؟ و سپس به مسئله ی آماده سازی زمین اشاره می شود و در نهایت با پرداختن به مسئله ی آسمان به انتها می رسد. امام باقر(ع) در مذاکره با عالمی از اهل شام پیرامون آیه ی ۳۰ سوره ی انبیاء فرمودند : « به درستى که فرمایش خداوند عزّ و جلّ «کانَتا رَتْقاً» این است که آسمان رتق بود، یعنى باران را نازل نمىکرد ، و زمین رتق بود، یعنی دانه را نمىرویانید. پس زمانى که خداوند مخلوقات را خلق نمود، آسمان را به باران و زمین را به رویانیدن دانه شکافت» .(حسینی شاه عبدالعظیمی ، ۱۳۶۳ : ۸/ ۳۸۴ )
۳-۲-۱-۴-۵ وجه خلقی آفرینش زمین
تمام آن چه در هستی وجود یافته اند دارای دو وجه هستند : وجه خلقی و وجه امری بدون شک زمین نیز از این قاعده مستثنی نیست .در آیه ی « قُلْ أَ إِنَّکُمْ لَتَکْفُرُونَ بِالَّذِی خَلَقَ الْأَرْضَ فِی یَوْمَیْنِ وَ تَجْعَلُونَ لَهُ أَنْداداً ذلِکَ رَبُّ الْعالَمِین » (فصلت/۹) به منظور بیان آفرینش زمین از «خَلق» استفاده شده است. از سویی «خَلق» در لغت به معنای ایجاد شیء بر کیفیت مخصوص و به گونه ای که سزاوار اراده ی الهی و اقتضای حکمت اوست
معنا شده است.( مصطفوی، ۱۳۶۰ : ۳/۱۱۵) و از دیگر سو با توجه به اینکه خداوند تعالی فرموده است : « ِ أَلا لَهُ الْخَلْقُ وَ الْأَمْرُ تَبارَکَ اللَّهُ رَبُّ الْعالَمِینَ »(اعراف/۵۴) و با این بیان میان خلق و امر فرق می نهد. «خَلق» و « أمر» به حسب اعتبار مختلف اند و به همین جهت صحیح است که هر کدام را متعلق به یک قسم از ایجاد دانست .
همه ی کائنات و آثار آن ها که به تدریج متکون می شوند در وجودشان که از حضرت حق تعالی افاضه می شود دارای دو وجه هستند : وجه امری، غیر تدریجی و وجه خلقی، تدریجی . بنابراین خلق به وجهی غیر از امر است. خلق دلالت دارد بر تدریج بر خلاف امر که حقیقتی غیر تدریجی است. گرچه خلق گاهی در مورد امر نیز به کار می رود ولی ظاهر لفظ خلق متبین تدریج است.(طباطبایی، ۱۳۶۹ : ۱۲-۱۱)
بنابر توضیحات فوق شاید بتوان اذعان نمود : «یومَین» دلالت بر وجه خلقی آفرینش زمین دارد و به منظور تقرب ذهن بشر به این مسئله از واژه ی«یومَین» استفاده نموده است.در حقیقت خداوند به تدریج زمین را گستراند و مستعد پرورش و رویانیدن ساخت. چنانچه خلق نیز ایجاد چیزی است که در خلقت آن تقدیر و تألیف به کار رفته باشد حال چه به نحو ضم چیزی به چیز دیگر، چنانچه فرموده است:«وَجَعَلَ فِیها رَواسِیَ مِنْ فَوْقِها »(فصلت/۱۰) و در نعمت آماده سازی زمین برای زندگی وجود کوه ها اولین وجودی بودند که به زمین ضمیمه شدند. اگر دقت کنید در مورد خلقت کوه ها از واژه «جَعل» استفاده شده است و «جَعل» علاوه بر اینکه به معنای آغاز کردن در مرتبه ی تالی وجود و حالتی بعد از خلقت و به وجود آمدن است بلکه درباره ی ربط دو موجود به کار می رود.(قرشی، ۱۳۷۱ : ۲/۳۸)و چه به نحو دیگر ی از قبیل اینکه ضم جزئی به جزء دیگر نباشد مانند: تقدیرات ذات موجود .(طباطبایی، ۱۳۷۴ : ۸/۱۸۹)
چنانچه باز در همان آیه فرموده است: « وَ قَدَّرَ فِیها أَقْواتَها فِی أَرْبَعَهِ أَیَّام»(فصلت/۱۰) و به تقدیر ارزاق کائنات در روی زمین اشاره کرده است و روزی خلق را در زمین تقدیر نموده و روزی هر کسی را به قدر خواهش و طلب استعداد وی تسویه نموده و اندازه گیری کرده است.( امین، ۱۳۶۱ : ۱۱/۳۱۵) در مجموع شاید بتوان احتمال داد که آیات ۱۰و۹ سوره ی فصلت به « وجه خلقی» آفرینش و آماده سازی زمین اشاره دارند.
“His” و"John"در جمله اول به یک موجودیت اشاره دارند در صورتی در جمله دوم"His” و"John” نمیتوانند به یک موجودیت اشاره داشته باشند. چون یک فرد به حمایت خودش نیاز ندارد.[۹۴]
با بهره گرفتن از این روش، ابتدا مسیرهای وابستگی میان دو عبارت اسمی استخراج میگردد. به عنوان نمونه مسیر وابستگی در مثال ۱۱، برابرست با <noun> needs <pronoun> friend که در آن دو عبارت اسمی مورد بررسی که همان پایانه[۱۲۰]ها هستند، حذف شدهاند. بدین ترتیب، تعداد دفعاتی که یک مسیر وابستگی خاص در پایگاه داده آموزشی دیدهشده و در آن دو عبارت پایانه هممرجع بودهاند. از طرف دیگر تعداد دفعاتی که این مسیر وابستگی دیده شده و دو عبارت پایانه هممرجع نبودهاند نیز محاسبه میشود. به علاوه اینکه این روش با بهره گرفتن از همین مسیرهای وابستگی اطلاعات جنس عبارات اسمی را نیز استخراج مینماید.
مزایا و معایب روشهای مبتنی بر پیکره:
مزیت اینگونه روشها در این است که میتوانند دانش مفیدی را از پیکرههای آموزشی کسب نمایند، که کسب آنها در سایر روشها نیازمند محاسبات سنگین و زمان بر و حتی گاهی اوقات غیر ممکن میباشد. با این وجود کسب چنین دانشی تنها از روی پیکرههای زبانشناسی بسیار بزرگ ممکن است. بهعلاوه، ابزارهای زبانشناسی مناسبی(مانند تجزیهگر آماری) برای پردازش پیکرهها نیاز است. چنین پیکرهها و ابزارهایی در بسیاری از زبانهای طبیعی بهخصوص زبان پارسی وجود ندارد.
۲-۱-۳-۴.روشهای جایگزین:
۲-۱-۳-۴-۱.روش همآموزی[۱۲۱]
همآموزی گونهای از یادگیری باناظر ضعیف میباشد که در آن دو ردهبند مجزا بر روی دو یا چند جنبه[۱۲۲]ی متفاوت از یک دادهی یکسان آموزش میبینند بنابراین فرایند یادگیری دارای افزونگی نخواهد بود.[۳] در سال ۲۰۰۱، مولر[۱۲۳] و همکاران از روش همآموزی در فرایند تشخیص مرجع مشترک استفادهنمودند که برای انجام آن دادهها به دو جنبه تقسیم میشوند.[۱۷] منظور از جنبهها در اینجا همان ویژگیها میباشد. (البته تقسیم آنها به دو بخش لزوما یک افراز معنادار برای ویژگیها محسوب نمیشود). در این روش دادهها براساس نوع عبارت اسمی به سه مجموعه تقسیم میشوند و با توجه به هر یک از این مجموعهها الگوریتم ارائه شده متفاوت عمل میکند. از طرفی دیگر، ان جی[۱۲۴] و کاردیه[۱۲۵] در سال ۲۰۰۳ با دیدی متفاوت این مسئله را مورد بررسی قرار دادند، چرا که نمیتوان با روش قبل یک افراز واضح و مشخص از ویژگیهای مورد استفاده در زنجیره های عبارتهای اسمی هممرجع داشت و یا اگر هم امکان پذیر باشد، یافتن چنیِن اِفرازی مشکل خواهد بود. بنابراین انجی و کاردیه الگوریتم خودراهاندازِ[۱۲۶] یک جنبهای را به کار بستند. براساس آزمایشات مشابهی که آنها بر روی مجموعه دادههای MUC-6 و MUC-7 انجام دادند، الگوریتم ارائه شدهی آنها بهتر از الگوریتم همآموزی ارائه شده توسط مولر و همکارانش عمل میکند.[۱۰۰]
در روشهای قبلی، از شیوههای حریصانه برای یافتن بهترین افراز ویژگیها استفاده میشد، ولی این روش به جای بهره بردن از چندین جنبه گوناگون، از یک جنبه به همراه چندین الگوریتم یادگیری متفاوت بهره میبرد. از آن جایی که عاملهای یادگیرنده متفاوت، گرایش[۱۲۷]های متفاوتی دارند، فرضیات متفاوتی از دادهها را در نظر میگیرند و در نتیجه خروجی آنها میتواند مکمل یکدیگر باشند. در نتایج ارائه شده در [۱۰۰]، الگوریتم خودراهاندازی که با چند عامل یادگیرنده عمل میکند، بسیار بهتر از عامل یادگیرندهی همآموزی است که بر روی چند جنبه متفاوت از دادهها عمل می نمایند. به طور کلی در این پژوهش از عامل یادگیرنده بِِیزین ساده و لیست های تصمیم[۱۲۸] به کار رفته است.
۲-۱-۳-۴-۲.مدل احتمالاتی مرتبه اول[۱۲۹]
در سال ۲۰۰۷، کولتا [۱۳۰]و همکارانش روشی ارائه دادند که از منطق مرتبه اول احتمالاتی برای نمایش ویژگیها استفاده مینماید. در منطق مرتبه اول احتمالی، به هر یک از مستندات[۱۳۱]، احتمالی تخصیص داده میشود. بنابراین یک پیکربندی[۱۳۲] برای مسئله میتواند با مجموعهای از مستندات نمایش داده شود که به هر یک، پارامتری تخصیص داده میشود و از طرفی دیگر، احتمال هر پیکربندی با ترکیب این مستندات وزندار متناسب میباشد.[۴]
استنتاج[۱۳۳]، در این روش مستقیماً بر روی مجموعهای از مستندات انجام میشود و تنها به یک جفت از عبارات اسمی محدود نیست. بنابراین میتوان ویژگیهایی را در نظر گرفت که برای تصمیم گیری کل مجموعه عبارات را در نظر میگیرند. که این در مورد روشهایی که بر اساس یک جفت عبارات اسمی عمل میکردند، قابل اعتماد نبود.
مدلی که کولتا و همکارانش ارائه دادند، از نظر قدرت نمایشی[۱۳۴]، قدرتی برابر با شبکههای منطقی مارکوف[۱۳۵][۶۶] دارد که در آن میتوان معادلات دلخواهی در منطق مرتبه اول ساخت. به این منوال فرایند تشخیص مرجع مشترک را توصیف مینماید و میتواند وزن نمونههای[۱۳۶] این معادلات را فرابگیرد. نویسندگان این مقاله، راهکارهایی برای انتخاب نمونههای آموزشی و تنظیم پارامترها ارائه داده اند که موجب بهبود و کارائی سیستم میشود.
مزایا و معایب مد ل احتمالی مرتبه اول
مزیت این مدل در این است که ویژگیها بر اساس مجموعهای از عبارات اسمی استخراج میکند و بنابراین میتواند ویژگیهای پیچیدهتری را در نظربگیرد. به عنوان مثال، یک ویژگی میتواند بررسیکند که آیا تمام عبارات اسمی موجود در یک مجموعه ضمیر هستند یا خیر در اینصورت از تشکیل زنجیره های هممرجعی که تمام عبارات اسمی آن ضمیر هستند، جلوگیری میشود. به علاوه، چون این مدل بر روی مجموعهای از عبارات اسمی تصمیم میگیرد، روابط متعدی نیز رعایت میشوند. از طرفی دیگر، مشکل این مدل در پیچیدگی آن میباشد.
۲-۱-۳-۴-۳.رتبهبندی[۱۳۷]
در سال ۲۰۰۷، دنیس[۱۳۸] و همکارانش، از روش رتبهبندی برای تشخیص مرجع ضمیر استفاده کردند. همانطور که در بخش ردهبندی اشاره شد، روشهای ردهبندی در هر زمان تنها یک یا دو مقدم کاندیدا را برای یک عبارت اسمی در نظر میگیرند، در حالیکه رتبهبندی اجازه میدهد تا تمامی کاندیداها با یکدیگر ارزیابی شوند. با بهره گرفتن از این روش خطا تا ۹.۷% نسبت به بهترین روشهای ردهبندی که مدل کاندیداهای دودوئی[۱۳۹] [۱۰۹]است، کاهش مییابد. [۷۴]
برای اینکه مسئله تشخیص مرجع مشترک را در قالب یک مسئله ردهبندی در بیاوریم، جفت عبارات مقدم و تالی را در نظر گرفته و آنرا در دو دستهی«هممرجع» و «غیر هممرجع» ردهبندی میکنیم. سپس با بهره گرفتن از یکی از روشهای خوشهبندی «اول-بهترین» و یا «اول-نزدیکترین[۱۴۰]» یکی از مقدمها به عنوان مرجع نهائی انتخاب میشود.
مشکل اصلی در استفاده از روش ردهبندی، در این است که مقدمهای کاندیدا به صورت مستقل ارزیابی میشوند. احتمالی که به هر جفتِ مقدم و تالی نسبت داده میشود، احتمال هممرجع بودن این جفت را بررسی میکند. به بیان دیگر، روش ردهبندی بررسی نمیکند که با در نظر گرفتن سایر کاندیداها، این کاندیدا، مناسبترین مرجع است یا خیر. به همین دلیل مدل کاندیداهای دوتائی به عنوان بهبودی برای این روش ارائه شدهاست. مدل کاندیداهای دوتائی مستقیماً دو جفت از کاندیداها را با یکدیگر مقایسه مینماید، و هنگام آموزش به ازای هر عبارت اسمی تالی، یک مقدم هممرجع و یک مقدم غیر هممرجع در نظر میگیرد. به این ترتیب، کارائی روش ردهبندی برای انتخاب مراجع مشترک مناسب افزایش مییابد.[۱۰۹]
راه آسانتر و کاراتری که در آن میتوان کاندیداهای مختلف را با یکدیگر مقایسه نمود، حل مسئله تشخیص مرجع مشترک در قالب یک مسئله رتبهبندی است. الگوریتمهای آموزشی تبعیضی متفاوتی مانند مدل حداکثر آنتروپی، ماشین بردار پشتیبان و پرسپترون[۱۴۱] میتوانند برای آموزش رتبهبندیکننده تشخیص مرجع مشترک به کار روند. از آنجائیکه با وجود داشتن ویژگیهای ساده، احتمال اینکه هر عبارت اسمی بتواند با چندین کاندیدای قبلی خود پیوند داشتهباشد، زیاد است، بهتر است کاندیداها را به صورت مجزا در نظر نگیریم و این قابلیت را فراهمآوریم که تمام کاندیداها را به طور مستقیم با یکدیگر مقایسه شوند.
مزایای رتبهبندی
مزیت این روش در این است که تمام کاندیداها را مستقیماً با یکدیگر مقایسه میکند. بنابراین میتواند بهترین مرجع و یا مقدم کاندیدا را برای تالی مورد بررسی انتخاب نماید.
۲-۱-۳-۴-۴. فیلدهای تصادفی شرطی[۱۴۲]
مک کالوم[۱۴۳] و همکارانش در سال ۲۰۰۴ فیلدهای تصادفی شرطی را برای حل مسئلهی اسامی هممرجع به کار بردند. مدل ارائه شده توسط آنها، نمونهای از مدلهای گرافی غیر جهتدار بود. این روشها برخلاف اکثر روشهای ارائه شده از نوع رابطهای بوده است. بنابراین در آنها نیازی به این فرض نیست که تصمیم گیری دربارهی جفت عبارات اسمی به صورت مستقل از یکدیگر انجام شود. از طرفی دیگر، بر خلاف سایر مدلهای رابطهای که تولیدی[۱۴۴] هستند، مدل شرطی معرفی شدهی مک کالوم از نوع تبعیضی[۱۴۵] است. این مدل، ویژگیهای متنوع بسیاری از دادههای ورودی را در نظر میگیرد، بدون اینکه نگران وابستگیهای میان آنها باشد. به این ترتیب میتوان از مزایای فیلد تصادفی شرطی و مدل مارکوف پنهان[۱۴۶] به طور همزمان بهرهبرد[۷]
معمولا برای فرایند تشخیص مراجع، هر جفت از عبارات اسمی به صورت مستقل در نظر گرفته میشود. به این ترتیب به ازای هر جنسیت، معیار فاصلهای تعیین میگردد. البته این معیار فاصله ذاتاَ دارای خطا میباشد و پاسخ هر یک از تصمیماتی که به ازای هر جفت از عبارات گرفته میشود، مستقل از دیگری نیست.[۷]
در پژوهش انجام شده توسط مک کالوم، سه مدل متفاوت ارائه شده است:
مدل اول، یک مدل کلی تبعیضی میباشد که در آن ساختار وابستگی نامحدود است. در این مدل تصمیمات هممرجع بودن و ویژگیهای هر موجودیت، بهعنوان متغیرهای تصادفی در نظر گرفته میشوند. این تصمیمات و ویژگیها، بر عبارتهای اسمیای که بر یک موجودیت اشاره دارند، مقید میشوند. توابع ویژگی نیز به متغیر تصمیم هممرجع بودن، y، مجموعهای از ویژگیهای هر موجودیت، a، تمام عبارات اسمی که مرجع واحد دارند، x، بستگی دارد.
در مدل دوم، وابستگی میان متغیرهای تصمیم، y، حذف شده و با متغیر تصادفی دودویی Yij به ازای هر جفت از عبارات اسمی جایگزین شدهاست. در این مدل، گروههای اسمی به گروههای دوتایی محدود شدهاند، در حالیکه در مدل پیشین تمام عبارات اسمیِ هممرجع، یک گروه را تشکیل میدادند.
مدل سوم شبیه مدل دوم است با این تفاوت که از ویژگیهای موجودیتها، بهعنوان متغیر تصادفی استفادهنشده است. به این ترتیب از پیچیدگی مدل دوم کاستهشده است. نویسندگان این مقاله تنها مدل سوم را پیادهسازی کردهاند و بر اساس نتایج ارائه شدهی آنها این مدل بهتر از روش کاردیه [۱۰۱]عمل میکند.
مزایا و معایب روش فیلد تصادفی شرطی
فیلدهای تصادفی شرطی وابستگی میان دادهها را در نظر میگیرند و تصمیم گیری در مورد جفت عبارتهای اسمی به صورت مستقل انجامنمیشود. در نتیجه میتوان گفت از مسائلی همچون ناسازگاریِ سهگانه جلوگیری جلوگیری نمود. مشکل روش فیلدهای تصادفی شرطی در پیچیدگی محاسباتی و پیادهسازی آن است.
۲-۱-۳-۴-۵. خوشهبندی
یکی از پر کاربردترین روشها برای انجام فرایند تحلیل مرجع مشترک، استفاده از انواع الگوریتمهای خوشهبندی میباشد. استفاده از این روش تقریباً با تولد تحلیل مرجع مشترک شروع شد و تا کنون نیز به عنوان یک روش مناسب مورد توجه اغلب پژوهشگران میباشد. نخستین بار کاردیه و همکارانش بودند که در سال ۱۹۹۹، استفاده از خوشهبندی را پیشنهاد دادند. روش پیشنهادی آنها به اینترتیب بود که هر یک از عبارات اسمی با یک بردار ویژگی نمایش دادهشده و سپس الگوریتم خوشهبندی بر روی این بردارهای ویژگی اعمال میشود. پس از اجرای خوشهبندی، عبارتهای اسمی موجود در یک خوشه به عنوان زنجیرهای از عبارتهای اسمی هممرجع در نظر گرفتهمیشوند. این روش، یک روش بدوننظارت[۱۴۷] کامل نمیباشد، چرا که معیار فاصلهای که برای مقایسه استفاده شدهاست، از ضرایب ثابتی استفاده میکند که به صورت اکتشافی[۱۴۸] تنظیم شدهاند.[۱۵] کاردیه و همکارش در سال ۲۰۰۲، استفاده از خوشهبندی با نظارت دیگری به نام خوشهبندی اولین-بهترین را پیشنهاد نمودند. این الگوریتم برای هر عبارت اسمی، از راست به چپ، به دنبال عبارت اسمی هممرجع میگردد و در نهایت عبارت اسمی انتخاب میشود که نسبت به عبارتهای اسمی ماقبل خود، دارای بیشترین مقدار تشابه[۱۴۹] باشد.
در سال ۲۰۰۳، وگستاف[۱۵۰]، گونهی دیگری از الگوریتمهای خوشهبندی را برای مسئله تشخیص مرجع مشترک ارائه نمود که خوشهبندی اجباری یا محدودشده[۱۵۱] نامیدهمیشود. در این الگوریتم محدودیتهایی به الگوریتم خوشهبندی اضافه میشود. از جمله مهمترین آنها، محدودیت«باید متصل شوند» و محدودیت «نمیتوانند متصل شوند» میباشد. محدودیت اول، مشخص میکند که کدامیک از عبارات اسمی باید در یک خوشه قراربگیرند. در حالیکه محدودیت دوم، مشخص میکند که کدامیک از عبارات اسمی نباید در یک خوشه قرار بگیرند. بطور کلی بیشتر محدودیتهای ارائه شده در این پژوهش، از نوع محدودیت «نمیتوانند متصل شوند» بودند که هر یک از این محدودیتها نیز به نوبه خود یکی از محدودیتهای زبانی را مدل میسازد. بهعنوان مثال مطابقت جنس، عدد و کلاس معنایی میتوانند در قالب این محدودیت مدل شوند.[۵۶]
انگلوتا[۱۵۲] و همکارنش در سال ۲۰۰۴، نیز مانند [۱۵]، از روش خوشهبندی سلسله مراتبی[۱۵۳] پایین به بالا برای تحلیل مرجع مشترک استفاده کردند.به این ترتیب که در ابتدا هر عبارت اسمی به خودی خود یک خوشهی یگانه را تشکیل میداد و در نهایت خوشههایی که به اندازه کافی با یکدیگر مشابه بودند با یکدیگرادغام میشدند.[۷۹]
در سال ۲۰۰۵، فینلی[۱۵۴] و همکارش، گونه دیگری از خوشهبندی با نظارت، برای تشخیص مرجع مشترک ارائه نمودند. در مدل ارائه شده توسط آنها با بهره گرفتن از معیار مشابهتی الگوریتم، آموزش داده میشود. به این ترتیب بوسیله آن، خوشهبندیهای مورد نظر تولید میشوند. این شیوه با شیوهی ردهبندی جفت عبارتها تفاوت دارد و این مفهوم آموزش داده میشود که «آیا به یک خوشه تعلق دارد یا خیر» این روش مانند سایر روش های خوشهبندی گفتهشده، رابطهی تعدی را در نظرمیگیرد و هدف آن حداکثر کردن مرز میان خوشههاست.[۹۵] تابع هدف این روش همانند تابع هدف روش بانسل[۱۵۵] و همکارانش میباشد.[۷۲]اما مشکلی که در این روش وجود دارد، این است که تعداد محدودیتها با افزایش تعداد عبارتهای اسمی، به صورت نمایی افزایش مییابند و بهینه کردن تابع هدف مسئلهای از نوع NP-Complete میباشد؛ در نتیجه به جای جواب مسئله سعی در بدست آوردن تخمینی از آن است.
در سال ۲۰۰۷ نیز اِنگای[۱۵۶] و همکارش از خوشهبندی K-means ویرایش شده برای مسیریابی و شناسایی موجودیتها در زبان چینی استفاده نمودند[۱۵۷] آنها بر خلاف انگلوتا، یک الگوریتم سلسله مراتبی بالا به پایین ارائه دادند، که از خوشهبندی K-means تکرار شونده استفاده میکند. انگای و همکارانش از رویکرد ارائه شده توسط فلوراین[۱۵۸] پیروی میکردند. به این ترتیب که در گام نخست به شناسایی موجودیتها پرداخته و در گام دوم، موجودیتهایی که به شخص، مکان و… ثابت اشاره داشتند را در یک گروه قرار میدهند.[۳۵]
بر خلاف پژوهشهای پیشین، حقیقی و کلین در سال ۲۰۰۷، برای نخستین بار استفاده از روش بدون نظارت کامل را برای تحلیل مرجع مشترک پیشنهاد دادند، روش آنها در [۵]بر مبنای یک فرایند سلسله مراتبی بود که مراجع هر اشاره را در متن پیدا میکرد. حقیقی و کلین در نهایت روش پیشنهادی خود را برای تحلیل مرجع مشترک در متون متقاطع به کار بستند. یک سال بعد، انجی[۱۵۹] نیز فرایند تحلیل مرجع مشترک را به عنوان یک مسئله بدون نظارت در نظر گرفت، اما او برای فرضیه خود الگوریتم EM[160] را پیشنهاد داد( که در آن تعداد خوشهها از پیش مشخص نشده بود) در روش او به جای اینکه برای توزیع یکنواخت خوشهها مقداردهی اولیه شود، الگوریتم خوشهبندی به دو مرحله تقسیم میشود. در مرحله اول، مدل با تعداد کمی از دادههای برچسب دار مقداردهی شده تا این دادهها به عنوان ورودی مرحله اول(اولین تکرار از این الگوریتم) محسوب شوند، به این ترتیب مقدارN محاسبه شده و در مرحلهی دوم به عنوان پارامتر ورودی الگوریتم EMدر نظر گرفته میشود.[۹۸]پس از آن پون[۱۶۱] و همکارش، یک مدل بدون نظارت دیگری پیشنهاد دادند که تلفیقی از خوشهبندی EM و شبکه منطقی مارکوف[۱۶۲] بود.[۴۲] عملکرد مدلهای ارائه شده توسط اِن جی و پون بسیار بهتر از مدل ارائه شده توسط حقیقی بود .این عملکرد بهتر به این دلیل بود که مدل اِن جی و پون، امکان استفاده از ویژگیهای بیانی بیشتری (به عنوان نمونه، بدل یا عطف بیان) داشت.
درسال ۲۰۱۰، استونایو[۱۶۳] و همکاران از الگوریتم یادگیری پرسپترون به عنوان ردهبند استفاده کردند و سپس الگوریتم خوشهبندی سلسله مراتبی تک پیوندی[۱۶۴] بر روی جفت عبارتهای مثبت اعمال نموده و نسبتاً به نتایج مناسبی دستیافتند.[۱۰۲]
یک سال بعد، نیز چن[۱۶۵] و همکارانش از روش خوشهبندی برای پیدا کردن زنجیره عبارتهای اسمی هممرجع استفاده کردند. مدل ارائه شدهی آنها، بر ویژگیهای زبانشناسی غنی و شناسایی عبارات اسمی استوار است؛ به این ترتیب که محدوده عبارات اسمی با بهره گرفتن از ردهبند حداکثر آنتروپی شناسایی شده و در نهایت با بهره گرفتن از الگوریتم خوشهبندی اولین بهترین[۱۶۶]، هر اشاره با تمام اشارههای پیش از خود مقایسه میشود و با در نظر گرفتن مقایسهی ضریب اطمینان[۱۶۷] بدست آمده از ردهبند و مقایسه آن با یک آستانه ثابت، و با توجه به بیشترین احتمال خوشهبندی صورت میگیرد. هر اشاره که احتمال آن بالاتر از حد آستانه باشد در خوشهای جدید قرار خواهد گرفت.[۲۲]
۲-۳. معرفی برخی از پژوهشهایی که از خوشهبندی استفاده کردهاند
روش ردهبندی
روشهای افراز
امتیاز
Cai et al, 2011
Compute hyper edge weights on 30% of training data
Recursive 2-way Spectral clustering
(Agarwal, 2005)
(۳-۱۵)
ماتریس سختی متقارن بوده پس برای بقیهی جملهها داریم:
۳-۳- اثر پیش بار
معمولاً المانهای چرخشی بلبرینگ به منظور از بین بردن خیزهای بزرگ ناشی از بارهای خارجی را تحت پیش بار قرار می دهند تا منجر به افزایش عمر خستگی، کاهش نویز، جلوگیری از سر خوردن و کاهش لرزش ناشی از لقی شود]۱۰,۱۴[.
۳-۳-۱- فرضیات و معادلات حاکم
ارتعاش سیستم شفت-بلبرینگ دو ردیفه در شکل زیر نشان داده شده است که شفت تحت بردار بار میباشد.
حرکت ارتعاشی شفت با بردار جابهجایی نشان داده می شود که دو جمله آخر در بردارهای نیرو و جابجایی به ممان زاویهای و حرکت زاویهای حول محورهای x و y مربوط میباشند. المان مربوط به چرخش همانطور که در بخش قبلی هم ذکر شده بود، حول محور z صفر در نظر گرفته شده است زیرا شفت آزادانه می تواند حول آن بچرخد. برای آنالیز ارتعاشی مسئله فرض میکنیم که ارتعاشات منتقل شده از بلبرینگها بسیار کوچکتر از جا به جایی بلبرینگها میباشد لذا از اثر آن صرف نظر میکنیم که در نهایت معادله مسئله تبدیل به معادله زیر می شود.
(۳-۱۶)
که ، و به ترتیب جرم، میرایی و ماتریس سختی میباشند. لازم به ذکر است که پیشبار بلبرینگ و بارهای میانگین شفت در معادله حاکم ظاهر نمیشوند لیکن مشخصههای ارتعاشی سیستم بلبرینگ توسط جملههای قطری و غیر قطری ماتریس سختی مشخص می شود[۱۲].
شکل ۳-۵ شمایی از مسئله ارتعاشی[۱۲]
ماتریس سختی همانطور که ذکر شده است شامل سینماتیک بلبرینگ و مشخصههای الاستیک است و تغییر شکل الاستیک کل هر المان چرخشی با محاسباتی همراه است که در بخش قبل توضیح داده شده و از معادلات ۳-۳ تا ۳-۹ استفاده می شود. سپس با بهره گرفتن از تغییر شکل الاستیک در تئوری تنش تماس هرتز، بار نرمال برآیند از معادله ۳-۱۰ بدست می آید.
سپس بردار نیرو توسط بردار جا به جایی به وسیله معادله ۳-۱۲ مشخص می شود.
۳-۳-۲- تحلیل مدل
لازم به ذکر است که در این پژوهش جدارهی هر دوی شفت و بلبرینگ صلب در نظر گرفته میشوند و این فرض منجر به ساده سازی بیشتر تحلیل می شود که در زیر هم شمایی از آن آورده شده است.
شکل ۳-۶ مدل تحلیلی شفت صلب که با بلبرینگ دو ردیفه
که در این مسئله، ماتریس ماتریس جرم شفت صلب که تکیهگاه آن بلبرینگ تماس زاویهای دو ردیفه است میباشد. لذا داریم:
(۳-۱۷)
المانهای ماتریس سختی نیز از مجموع روابط معادله ۳-۱۵ بدست می آید. اطلاعات بلبرینگ دو ردیفهای که در این پژوهش از آن استفاده شده است در جدول زیر آورده شده است. این اطلاعات به جز ضریب سختی هرتز که به صورت تجربی بدست می آید، از طریق سازندگان بلبرینگ و یا سینماتیک بلبرینگ بدست می آید]۱۰[.
برای این مسئله جرم شفت صلب را در نظر میگیریم و ممان اینرسی مرکز بلبرینگ حول محورهای x و y از هندسه محاسبه شده و مقادیر را دارند همچنین به دلیل تقارن مسئله میباشند.
ماتریس میرایی را نمی توان به دلیل پراکندگی المانهای چرخشی به سادگی پیشبینی کرد و لذا لازم است که از تست تجربی بدست آید. برای راحتی میرایی نامتناسب سیستم چند درجه آزادی را فرض میکنیم و معادله ۳-۱۶ را با در نظر گرفتن بردار حالت دوباره بازنویسی میکنیم[۱۴].
(۳-۱۸)
که معادله فوق به فرم میباشد و ضرایب آن به فرم زیر در می آید:
(۳-۱۹)
برای مسئله مقدار ویژهی عمومی فرض میکنیم حل به شکل میباشد.
(۳-۲۰)
حل معادله منجر به مقدار ویژهی و بردار ویژهی می شود که r امین مقدار ویژه به شکل زیر است:
(۳-۲۱)
و فرکانس طبیعی غیر میرای و نسبت میرای ویسکوز به صورت زیر هستند:
(۳-۲۲)
(۳-۲۳)
در این پژوهش مکانیزم میرایی به گونه ای در نظر گرفته شده است که میرایی ویسکوز مستقل از پیشبار میباشد که با ماتریس قطری زیر مشخص می شود:
شکل ۲-۷:تغییرات اکسرژی و ضریب عملکرد سیستم بر حسب نسبت دمای سیال عامل [۱۱]
شکل ۲-۸:تغییرات اکسرژی و ضریب عملکرد سیستم بر حسب نسبت دمای سیال عامل [۱۱]
در این پژوهش سه سناریو برای بهینه سازی در نظر گرفته شد که ۲ سناریو آن مربوط به سیستم تبرید با چهار سطح دمایی و سناریوی دیگر مربوط به سیستم تبرید با سه سطح دمایی بوده است که به تفصیل در مورد این سناریوها در فصل ۴ بحث می شود.
۳-۱- مقدّمه
در سال های دهه ۱۹۵۰ و ۱۹۶۰ دانشمندان متعددی در رشته کامپیوتر بر روی سیستم های تکاملی[۱۴] برای حل کردن مسایل بهینه سازی مهندسی تحقیق میکردند. ایده اساسی آنان بر مبنای نظریه تکاملی Darwin این بود که میتوان با بهره گرفتن از عملیاتی که از تناسل ژنتیکی طبیعی[۱۵] و انتخاب طبیعی[۱۶] الهام گرفته شده است جمعیتی از پاسخ های منتخب برای یک مسأله را بهبود بخشید. در دهه ۱۹۶۰ Rechenberg (1965 و ۱۹۷۳) استراتژی تکاملی[۱۷] را به عنوان روشی برای بهینه سازی پارامترهای ساختاری وسایل چون ایرفویل[۱۸] ارائه نمود که این ایده پس از آن توسط Schwefel (1975 , 1977) توسعه یافت]۱۲-۱۴[.
والش[۱۹] و همکارانش برنامه ریزی تکاملی را برای ماشین های وضعیت محدود توسعه دادند. همچنین تحقیق بر روی الگوریتم ژنتیک از سوی محققان دیگری پیگیری میشد. استراتژی تکاملی، برنامه ریزی تکاملی[۲۰] و الگوریتم ژنتیک همگی اساس مبحث محاسبه تکاملی[۲۱] را تشکیل میدهند. الگوریتم های ژنتیکی در دهه ۱۹۶۰ توسط John Holland معرفی گردید و پس از آن طی دهه های ۱۹۶۰ و ۱۹۷۰ توسط هلند و دانشجویانش در دانشگاه میشیگان توسعه داده شد. برخلاف استراتژی تکاملی و برنامه ریزی تکاملی هدف اصلی هلند از الگوریتم ژنتیک حل مسایل خاص نبود بلکه او به مطالعه اصل تطابق[۲۲] و رخ دادن آن در طبیعت پرداخت تا بتواند مکانیزم تطابق طبیعی را شبیه سازی و وارد محاسبات کامپیوتری نماید. Holland در کتاب “تطابق در طبیعت و در سیستمهای مصنوعی” که درسال ۱۹۷۵ منتشر نمود الگوریتم ژنتیک را به شکل چکیدهای از تکامل زیستی معرفی و یک قالب تئوریک برای شبیه سازی تطابق طبیعی تحت عنوان الگوریتم ژنتیک (GA)[23] ارائه نمود ]۱۵[. الگوریتم ژنتیکی هلند متدی است که بوسیله آن جمعیتی[۲۴] از کروموزوم ها[۲۵] (مثل رشتهای متشکل از صفر و یک) با بهره گرفتن از انتخاب طبیعی و عملگرهای آمیزش[۲۶] و جهش[۲۷] و وارونگی[۲۸] که از ژنتیک زیستی الهام گرفته شده اند به یک جمعیت جدید منتقل میشود. هر کروموزوم شامل چند ژن است و هر ژن ممکن است شامل چند الل[۲۹] باشد. عملگر انتخاب کروموزوم هایی را که در جمعیت اجازه بازآفرینش[۳۰] دارند بر میگیرند و بطور کلی سبب میشود کروموزوم های شایستهتر نسبت به کروموزوم های کمتر شایسته، فرزندان[۳۱] بیش تری تولید کنند. آمیزش بخش هایی از کروموزوم ها را با یک دیگر جابجا میکند و تقریباً آمیزش زیستی بین کروموزم های منفرد یا نیم دانههای کروموزومی[۳۲] را شبیه سازی می کند. جهش بطور تصادفی ارزش اللها یا ژنها را در نقاطی از کروموزوم تغییر میدهد. وارونگی ترتیب چنین بخشی از کروموزوم را بر عکس و آرایش ژن ها را بازآرایی میکند. هر یک از اصطلاحات فوق در جای خود شرح داده خواهد شد. این مفاهیم به عنوان قالب کلی در تمامی تحقیقات و پیشرفتهایی که تا به امروز در الگوریتم ژنتیک انجام پذیرفته است حفظ گردیدهاند.
بطور کلی الگوریتم ژنتیک جزء کلاس الگوریتم های جستجوی تصادفی هدایت شده[۳۳] بوده به خصوص برای بهینه سازی مسایل پیچیده با فضای جستجوی ناشناخته که روش های دقیق قادر به یافتن حل آن نیستند مناسب است. برخی از ویژگیهای الگوریتم ژنتیک عبارتند از:
الگوریتم ژنتیک در یک جمعیت از جواب ها شروع به جستجو میکند، از این رو بجای یافتن جواب مناسب محدودههای مناسب در فضای متغیرها[۳۴] را مشخص می کند و امکان یافتن نقطه بهینه کلی [۳۵] را افزایش میدهد. به عبارت دیگر الگوریتم ژنتیک کمتر تحت تأثیر نقاط بهینه موضعی[۳۶] قرار میگیرد.
الگوریتم ژنتیک صرفاً از مقدار تابع هدف برای جستجو استفاده میکند و نیازی به اطلاعات دیگر نظیر مشتق تابع هدف ندارد.
الگوریتم ژنتیک از قواعد احتمالی به جای قواعد قطعی بهره میجوید و بر خلاف روش های جستجوی نقطه به نقطه با قوانین قطعی احتمال کمتری برای گرفتار شدن در نقاط بهینه موضعی دارد.
الگوریتم ژنتیک وابستگی به نوع مسأله نداشته و میتواند هر گونه مسأله، تابع هدف[۳۷]، قید[۳۸] و هر نوع فضای جستجوی متغیرها را پوشش دهد.
الگوریتم ژنتیک برروی پارامترهای رمزنگاری شده[۳۹] کار میکند و نه بر روی مقدار واقعی پارامترها.
الگوریتم ژنتیک با روشی ساده و قابل درک فضاهای پیچیده، غیرخطی و چند بعدی را به صورت سریع و مؤثر میکاود.
در الگوریتم ژنتیک هیچ گونه تقریبی نظیر خطی سازی توابع، گرد کردن نتایج و تبدیل متغیرهای پیوسته و گسسته وجود ندارد.
الگوریتم ژنتیک توانایی تولید مجموعهای از جواب های بالقوه بهینه را دارا میباشد لذا برای حل مسایل بهینه سازی چندهدفه بسیار کارآمد است.
الگوریتم ژنتیک نمیتواند یافتن نقطه بهینه کلی را تضمین نماید و روش های ریاضی کلاسیک دقیق در صورت قابلیت کاربری به لحاظ دقت بهتر از الگوریتم ژنتیک عمل مینمایند. البته تحقیقات نشان میدهد که الگوریتم ژنتیک در صورت تنظیم صحیح پارامترهای آن با دقت مناسب نتایج خوبی دارد.
دقت نتایج در الگوریتم ژنتیک به تنظیم درست پارامترهایی نظیر تعداد کروموزوم ها در جمعیت، تعداد نسلها[۴۰]، معیار توقف[۴۱] احتمال آمیزش، احتمال جهش و استراتژی های انتخاب و اعمال قیود وابسته است. شکل ۳-۱ یک الگوریتم ژنتیک را به صورت کلی نشان می دهد.
شکل ۳-۱: صورت عمومی الگوریتم ژنتیک[۵]
در مسایل بهینه سازی منظور تعیین متغیرهای اثرگذار[۴۲]بر پارامتر هدف[۴۳] به گونهای است که هدف بهترین حالت را دارا باشد، به عنوان مثال کمترین هزینه یا بالاترین کیفیت. هنگامی که متغیرهای زیادی بر پارامتر هدف تأثیر میگذارند با مسأله پیچیدهای مواجه هستیم و تعیین دقیق همه متغیرها بوسیله روش های دقیق ریاضی بسیار دشوار و یا عملاً غیرممکن است در چنین مسألهای از رویکرد جستجوی پاسخ های بهینه استفاده میشود. یافتن پاسخ بهینه مطلق نیازمند محاسبه تمامی حالت های ممکن در فضای جستجو است که در این صورت تعداد محاسبات تقریباً بی نهایت شده و انجام آن امکان پذیر نیست. لذا با حذف شرط بهینگی مطلق فرایند جستجو را برای یافتن پاسخ های رضایت بخش در نزدیکی نقطه بهینه مطلق برنامه ریزی میکنیم. بدین ترتیب میان هزینه جستجو و کیفیت جواب تعادل برقرار میگردد.
در بسیاری از مسایل بهینهسازی مهندسی با بهینه سازی چند هدفه[۴۴] روبرو هستیم و رسیدن به شرایط مطلوب برای چند هدف به صورت هم زمان موردنظر است. در اکثر موارد این اهداف با هم تناقض دارند که این پیچیدگی مسأله را دو چندان می کند. به عنوان مثال کاهش هزینه تولید و افزایش کیفیت محصول دو هدف متناقض است. در چنین شرایطی یک نقطه بهینه منحصر به فرد وجود ندارد بلکه میبایست مجموعهای از پاسخ های بهینه را بیابیم و طی فرایند تصمیم سازی با حفظ تعادل منطقی میان اهداف نقطه بهینه مطلوب و رضایت بخشی را برگزینیم.
روش های دقیق اگرچه در بعضی مسایل خاص که از پیچیدگی کمتری برخوردارند نتایج دقیق و بسیار خوبی دارند اما ضعف هایی دارند که عمده ترین آنها عبارتند از: وابستگی به پاسخ آغازین، عدم جستجوی کامل فضای جواب، وابستگی به نوع مسأله .از این رو گرایش به سمت روش های ابتکاری که ضعفهای گفته شده را پوشش دهد فزونی یافته است. الگوریتم ژنتیک یکی از روش های فرا ابتکاری[۴۵] است که جزء کلاس الگوریتمهای بهینه سازی تصادفی هدایت شده قرار دارد. در حل مسایل بهینه سازی چه تک هدفه و چه مسایل چند هدفه نتایج بسیار خوبی دارد.
۳-۲- معرفی الگوریتم های ژنتیکی
الگوریتم های ژنتیکی درای مفاهیم و اصطلاحات خاص و در عین حال ساده ای است که مروری بر آن در ادامه می آید.
۳-۲-۱ اصطلاحات الگوریتم ژنتیک
الل: کوچکترین واحد سازنده ژنها است.
شکل ۳-۲: نمایش اللها در کروموزوم های رشته ای[۵]
ژن: هر ژن نماینده یکی از متغیرهای تصمیم است در دامنه[۴۶] آن متغیر است.
شکل ۳-۳: دو نمایش از ژن های موجود در دو کروموزوم[۵]
کروموزوم: هر چند ژن به صورت متوالی پشت سرهم یک کروموزوم را تشکیل میدهد، هر کروموزوم نماینده یکی از اعضای جمعیت پاسخ های منتخب بهینه است.
جمعیت: مجموعهای از کروموزوم ها در هر مرحله از بررسی بهینگی مجموعه جواب های منتخب است.
نسل: معرف مرحله تکامل جمعیت ها است.
رمزگشایی[۴۷] : تبدیل نمایش کروموزومی به مقدار واقعی کروموزوم ها است.
فنوتایپ[۴۸]: فضای ارزش واقعی مجموعه متغیرهای تصمیم است.
ژنوتایپ[۴۹]: فضای ارزش کروموزومی رمزنگاری شده متغیرهای تصمیم است.
شکل ۳-۴: نمایش فضاهای ژنوتایپ و ژنوتایپ[۵]
تابع برازندگی[۵۰]: تابعی است که به وسیله آن میزان شایستگی و رتبه بهینگی هر کروموزوم براساس سازگاری آن با محیط ارزیابی می گردد.
عملگرهای ژنتیکی[۵۱]: برای تولید نسل جدید از کروموزوم های نسل جاری از عملگرهای مرسوم ژنتیکی یعنی انتخاب، آمیزش، جهش، وارونگی و بازآفرینش استفاده میشود.
انتخاب[۵۲]: عملگری است که کروموزوم های شایستهتر را جهت بازآفرینش یا تولید فرزندان برمیگزیند.
آمیزش[۵۳]: این عملگر با پیوند دو کروموزوم منفرد یک فرزند بوجود می آورد.
جهش[۵۴]: این عملگر با اضافه یا کم کردن مقداری کوچک به یک یا چند ژن یک کروموزوم به صورت تصادفی تغییراتی در آن بوجود میآورد.
وارونگی[۵۵]: عملگری است که ترتیب چینش بخشی از الل های یک کروموزوم را برعکس می کند. این عملگر یک نوع عملگر جهش است.
بازآفرینش[۵۶]: این عملگر کروموزوم های موجود در نسل کنونی را عیناً در نسل بعدی منتقل می کند.
فرزندان[۵۷]: کروموزوم های حاصل از پیوند دو کروموزوم کروموزوم های فرزند گفته میشود.
والدین[۵۸]: کروموزوم هایی که در فرایند پیوند شرکت میکنند کروموزوم های والد گفته میشوند.
معیار توقف[۵۹]: معیاری است که جهت توقف الگوریتم و روند تکاملی نسل ها تعریف می گردد.
جدول ۳-۱: تشابه الگوریتم های ژنتیکی و پدیده های طبیعی[۵]
الگوریتم ژنتیک | طبیعت |
مساله بهینه سازی | محیط |