جزوه کارشناسی معماری 
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:26
فهرست مطالب
مردم باستان اعداد را چگونه می نوشتند؟
در گذشته برای نوشتن یک میلیون چقدر وقت لازم بود؟
در قدیم اعداد بزرگ را چگونه می نوشتند
انسان از چه وقتی ارقام عددی را به کار برد؟
انسان اولیه چگونه می شمرد
انسان اولیه چگونه می شمرد؟
در آغاز، انسان اولیه برای نشان دادن عدد مورد نظر خود از زبان اشاره استفاده می کرد. شاید به ببری که کشته بود یا به سر نیزة همسایه اش اشاره می کرد. یا شاید از انگشتانش برای نشان دادن عدد استفاده می کرد. سه انگشت دست معنی» سه« می داد، خواه سه نیزه یا سه ببر دندان دشنه ای، یا سه غار یا سه سر نیزه.
می دانیم که در زندگی روزمره» عدد« کلمه یا نشانه ای است که بر مقدار و تعداد معینی دلالت می کند.اما لازم نیست آنچه را که ما درباره اش گفتگو می کنیم، مشخص کند. مثلاَ» سه« یا» 3« می تواند یه معنی سه هواپیما، سه قلم یا سه کتاب باشد.
در ابتدا، انسان اولیه می توانست تا دو بشمارد.امروزه هنوز در جهان، قبایلی ابتدایی مانند بومیان بدوی استرالیا» ابورجین« ها وجود دارند که فقط سه عدد می شناسند:یک،دو و بسیار. اگر یک نفراز این قبیله سه عدد بومرانگ(*) یا بیشتر داشته باشد، برای شمارش آن فقط عد بسیار را به کار می برد. البته بیشتر انسانهای اولیه تا ده، یعنی مجموع تعداد انگشتان دستان می شمردند. بعضی فقط تا 20 یعنی مجموع تعداد انگشتان دست و پایشان می شمردند.
هنگامی که با انگشتان دست شماره می کردند، تفاوتی نمی کند که از انگشت کوچک دست یا از انگشت شست شروع کنید. اما بین برخی از اقوام برای این کار قاعده هایی وجود داشت. مثلاَ» زونی« ها (قبیله ای از سرخپوستان آمریکای شمالی) شمردن را از انگشت کوچک دست چپ شروع می کردند.یا سرخپوستان اتوماک آمریکای جنوبی شمردن را با انگشت شست آغاز می کردند.
آدمی چون متمدن تر شد، از ترکه چوب، ریگ و گوش ماهی برای نمایش اعداد استفاده می کرد.آنها سه ترکه یا ریگ را در کنار هم ردیف می کردند که معنی»سه«را برساند. عده ای باایجاد شیار هایی بر روی چوب یا گره هایی که به یک طناب می زدند منظورشان را از عددی که می خواستند بیان کنند
می رسانیدند. به این ترتیب همیشه چوبخط یا طناب حساب را با خودشان همراه داشتند یا آن را جایی حفظ می کردند.
انسان از چه وقتی ارقام عددی را به کار برد؟
تا آنجا که بر ما معلوم است در حدود 3000 سال پیش از میلاد، مصریان قدیم و مردمان بین النهرین (سرزمین بین دجله و فرات در عراق امروز) علاماتی برای نوشتن اعداد داشتند. این مردمان با آنکه بسیار دور از هم می زیستند،هر یک مستقلاَ موفق به اختراع یک رشته از ارقام شدند. ارقام سادة آنها چون 1،2و3 المثنای چوب و چوبخط انسانهای نخستین بود. جالب اینجاست که در بسیاری از دستگاههای ارقام که در سراسر جهان کشف شده است رقم 1 به شکل یک خط کوتاه (مانند یک چوب)یا به شکل یک نقطه (مانند ریگ) نوشته می شد.
مردم باستان اعداد را چگونه می نوشتند؟
مصریان باستان ارقام را روی پاپیروس می نوشتند. پاپیروس نوعی کاغذ بود که از نی نیزارهای کناره رود نیل تهیه می شد، یا آنها را روی کوزه ها نقش می کردند یا بر دیوارهای معبدها و هرمهایشان می کندند.
بابلیها از سومریها آموختند که چگونه ارقام را بر لوحه های گلی بنویسند.
چینیهای قدیم با مرکب و قلم خیزران یا قلم پر بر روی پارچه می نوشتند. مایاهای آمریکای مرکزی، بی آنکه با دیگر تمدنهای دنیا ارتباط داشته باشند، یکی از جالبترین دستگاهای عددی را به وجود آوردند. آنها برای نمایش ارقام فقط از سه علامت استفاده می کردند، یک تقطه. ، یک خط مستقیم ـ ، . یک شکل بیضی .
در گذشته برای نوشتن یک میلیون چقدر وقت لازم بود؟
مصریان باسنان، بابلیان و چینیها مانند یونانیان و رومیان باستان علامات مخصوصی را برای بیان اعداد بسیار بزرگ به کار می بردند. این اختراع در به کار بردن علامات خاص برای اعداد بزرگ، نخستین پیشرفت در نوشتن ارقام بود. برای درک اهمیت این پیشرفت، کافی است در نظر مجسم کنید که نشان دادن یک میلیون به روش بریدن چوبخط یا ردیف کردن دانه های شن، چقدر دشوار است و چه زمانی را نیاز دارد.اگر برای کندن هر شیار برچوب یا چیدن هر ریگ، یک ثانیه وقت در نظر بگیریم، برای نوشتن عدد یک میلیون مجبور بودید یک میلیون ریگ را یک به یک(هر ثانیه یکی) بشمارید،278 ساعت یا 11روز و 14ساعت بدون درنگ وقت لازم داشتید تا به یک میلیون برسید.
در قدیم اعداد بزرگ را چگونه می نوشتند؟
در اینجا چند نمونه از روش نوشتن اعداد بزرگ توسط مردمان باستان می آوریم مصریان باستان 100 را این طور و 1000 را به این شکل می نوشتند. بابلیان باستان دستگاه پیچیده تری داشتند. آنها عدد50 را این طور می نوشتند این علامت مرکب بود از علامت به معنی 60، علامت به معنی منها، و رقم به معنی 10.
مایاها اعداد 1تا 19 را به این ترتیب می نوشنند.
(10-60= 50)
آنها بعدها روش خود را تغییر دادند که در آینده از آن سخن می گوییم .
در دستگاه عددی چین باستان 100 به این شکل بود و 1000را اینطور نشان می دادند.
رومیان باستان 100 را این طور «C» می نوشتند (آن را از کلمةCentum به معنی 100 انتخاب کرده بودند). آنها بعدها نیز همین شکل را حفظ کردند.
همچنین 1000 را به شکل ºº می نوشتند. امّا بعدها آن را به این شکل «M» تغییر دادند (آن را از اول کلمهMille به معنی 1000 انتخاب کردند).
مایاها برای نوشتن اعداد بزرگ روشی داشتند. آنها علامات را به طور عمودی در زیر هم می نوشتند. این گونه نوشتن به معنی ضرب بود. آنها علامت 100 را چنین می نوشتند:
چرا ارقام مهم هستند؟
هر قدمی که در راه پیشرفت تمدن برداشته می شد، بر لزوم استفاده از اعداد می افزود. اگر شخصی گله ای داشت می خواست آن را بشمرد. اگر می خواست معبد یا هرمی بسازد، باید می دانست که چقدر سنگ برای آن لازم دارد. اگر دارای زمین بود، می خواست آن را اندازه گیری کند. اگر قایقش را به دریا می راند، می خواست فاصلة خود را از ساحل بداند. و بالاخره در تجارت و مبادلة اجناس در بازارها، باید ارزش اجناس حساب می شد. هنگامی که آدمی محاسبه با ارقام را آموخت، توانست زمان، فاصله، مساحت و حجم را اندازه گیری کند.با بکار بردن ارقام، انسان بر دانش و تسلط خود بر دنیای پیرامونش افزود.
انسان نخستین چگونه جهت یابی می کرد؟
انسان نخستین نه شهری داشت، نه دهکده ای. در پی شکار و یافتن غذا مدام از جایی به جایی می رفت و چون نه جاده ای در کار بود و نه نقشه ای، ناچار برای یافتن راه خویش، به خورشید و ستارگان اعتماد می ورزید.
مثلاَ ساکنان مناطق ساحلی می دیدند که هر بامداد خورشید از پشت کوهها طلوع می کند و سپس در میان آب ناپدید می سود. آنها پی بردند که برای رسیدن به کوهها باید در جهت طلوع خورشید حرکت کنند و با حرکت به طرف غروب خورشید، به ساحل باز گردند. آنها با نظارة آسمان در شب دریافتند که گروهی از ستارگان در حین عبور از آسمان درکنارهم باقی می مانند. در نیمکرة شمالی، ستارگان دایره وار حول نقطة ثابتی که ستارة قطبی باشد می چرخند. انسان نخستین از ستارة قطبی به عنوان ستارة راهنما استفاده می کرد.
انسان نخستین زمان را چگونه اندازه می گرفت؟
ماه، نخستین تقویم انسان بود. ماه حالتهای مختلف دارد. از مرحلة تقریباَ نامرئی به تدریج ظاهر می شود و به صورت بدر(ماه شب چهارده) در می آید و سپس رفته رفته ناپدید می شود. آدمی دریافت که 12 بار در 12 ماه، قرص کامل ماه دیده می شود. 12 ماه برابر 360 روز بود. بنا براین360 روز لازم است تا چهار فصل یک دور کامل را طی کنند. این نخستین مقیاس یرای طول سال بود.
رابطة بین نظم و فصلها و وضعیت خورشید و ستارگان در آسمان، دومین مشاهده برای سنجیدن زمان بود.
مصریان باستان دریا فتند که خورشید و ستارة مشخص شعرای یمانی در سال یکبار در وضع خاصی نسبت به یکدیگر قرار می گیرند. آنها با مشخص کردن محل ستاره در افق شرقی، درست در هنگام غروب خورشید، اندازه گیری دقیقتری از طول سال انجام دادند. آنها روزها را شمارش کردند و دریا فتند که این وضع خاص هر365 روز یکبار تکرار می شودو به این ترتیب مصریان باستان حدود 4000 سال پیش از میلاد، طول سال را دقیقاَ معین کردند.
نخستین ریاضیدانان چه کسانی بودند؟
بعضی اوقات مصریان باستان را که 5000 سال پیش می زیستند، ریاضیدانان واقعی عهد باستان به حساب می آوردند. ولی با معیارهای امروزی، ریاضیات آنها بسیار ابتدایی بود. هنگامی که آنان به ساختن اهرام پرداختند، هنوز ریاضیدانانشان با انگشتان دست شماره می کردند و حساب آنها چیزی جز جمع و تفریق نبود.
با وجود این آنها توانستند بر دانش ریاضی ما مقدار زیادی بیفزایند. کاهنان مصری که ریاضیدان بودند، بر ساختمان معابد و اهرام که مقبرة فرعونهای مصر بود، نظارت داشتند. این کاهنان که هم مهندس بودند و هم معمار، نقشهه ای شبیه نقشه های مهندسی امروز طراحی می کردند که جزء با اندازه گیری های دقیق تهیه چنین نقشه هایی میسر نبود. اندازه گیری های تقریبی غیر دقیق اقوام ابتدایی به درد سازندگان اهرام و معابد نمی خورد. معابد و اهرام مصر سبب شد که یک دستگاه انندازه گیری جدید بوجود بیاید.
ریاضیدانان بین النهرین چه کسانی بودند؟
در حدود 1600 کیلومتری شرق رود نیل، دره حاصلخیز دجله و فرات قرار دارد که روزگاری به نام
بین النهرین خوانده می شد. هزاران سال پیش، این سرزمین مسکن سومریها، کلدانیها، آشوریها و بابلیها بود. جامعة آنها از پاره ای جهات مشابه جامعة مصری سازمان یافته بود. ریاضیدانان آنها نیز از طبقه کاهنان بودند. مردم بین النهرین با اقوام دیگر از جمله لبنان درغرب، آسیای صغیر در شمال و هند در شرق، داد و ستد وسیعی داشتند حتی احتمالاَ با چین هم رابطة تجاری داشتند.
آنچه ما از ریاضیات آنها می دانیم از لوحه های گلی پخته ای که روی آنها نوشته اند، برای ما حاصل شده است. بابلیها حتی در 4500 سال پیش دانش ریاضی پیشرفته ای داشتند. آنها خط میخی و نوشتن ارقام را از سومریها به ارث بردند. ما بسیاری از علائم و اصطلاحات ریاضی را از آنها فرا گرفته ایم و از این لحاظ مدیون آنها هستیم.
دستگاه عدد نویسی بابلیان
دستگاه عدد نویسی دهدهی امروزی ما بر اساس روش عدد نویسی بابلیان است. در این دستگاه ارزش هر رقم بستگی به جای آن در عدد دارد. برای مثال در عدد بیست20 ، رقم 2 رادر سمت چپ صفر (با ارزش دهگان) قرار می دهیم و معنی آن این است که 2 را باید در 10 ضرب کنیم. بابلیان تا اندازه ای اعداد را به همین روش می نوشتند. با آنکه بابلیان روش دهدهی را وارد ریاضیات کردند، ولی این روش در حدود 5000سال پیش از میلاد در هندوستان اختراع شد و پس از مدت طولانی به وسیلة مسلمانان از طریق اسپانیا به اروپا راه یافت. اروپائیان در قرن نهم بعد از میلاد به وسیله مسلمانان با آن آشنایی یا فتند.
بابلیان یک دستگاه عددی شصت تایی(ستینی) نیز برای اعداد کشف کردند. اساس این دستگاه که تا امروز در نجوم و هندسه استفاده می شود، عدد 60 است. بابلیان با دو علامت میخی و با روشی ساده علائم عددی خاصی را برای عددهای 1تا 59 به کار می بردند.
علامت برای عدد یک و علامت برای عدد 10 بود.. بابلیان این دستگاه را در اوزان و مقادیر به کار می بردند. تقسیم سال به 12 ماه و ساعت به 60 دقیقه، و دقیقه به 60 ثانیه به بابلیها نسبت داده می شود.
همین طور تقسیم دایره به 360 درجه از اختراع بابلیها است.همین طور بابلیها اعداد 1 تا 59 را چنین سمی نوشتند:
این یک عدد بابلی است .
برای تبدیل ان به عدد امروزی، چنین می نویسیم:
دستگاه عدد نویسی بابلیان حدود 4000 سال سابقه دارد. این دستگاه بر پایه 60 تایی بود و امروز هم
کار برد دارد.
صفر را چه کسی اختراع کرد؟
دستگاه عدد نویسی بابلیها یک نقص کلی داشت. در این دستگاه علامتی برای صفر وجود نداشت ابتدا این مشکل را با گذاستن یک فاصله بر طرف می کردند.
بابلیان در 2000 سال پیش لز میلاد، یک علامت» جداکننده« برای نبودن یک رقم به کار بردند. آنها به کمک این علامت می توانستند عدد را از عدد مشخص کنند. الواحی از 500تا 200 سال پیش از میلاد در دست است که بر روی آنها علامتی برای نشان دادن فقدان یک رقم، یعنی صفر به کار رفته است. در جدولهای ضرب بابلی که شامل همه ارقام تا 60×60 است علامت به جای صفر به کار رفته است. از آنجا که بابلیان با هندیان داد و ستد داشتند، گمان می رود که مفهوم صفر ر ا از آنان گرفته باشند، ولی به هر حال این مسلمانان بودند که در قرن نهم یا دهم میلادی مفهوم صفر را وارد اروپا کردند.
چگونه می توان با انگشتان دست ضرب کرد؟
از یک لحاظ رومیها از انسانهای ابتدایی چندان بیشتر نمی دانستند. برای اینکه هنوز برای شمردن، از انگشتانشان کمک می گرفتند. شمردن با انگشت صدها سال بعد از سقوط امپراتوری روم هم ادامه داشت و تا سال 1100 بعد از میلاد هنوز در اروپا به کار می رفت. محاسبه با انگشتان، قرنهای متمادی پیش از رومیها رایج بود، اما رومیها و حتی مردم قرون وسطی فقط این روش را برای جمع کردن می دانستند. در اینجا راه ساده ای برای محاسبة عمل ضرب اعداد 6 تا 10 با انگشتان دست نشان داده شده است.
هر انگشت به منزلة یکی از اعداد 6 تا 10 است. برای ضرب، نوک دو انگشتی را که می خواهید اعداد آنها را در هم ضرب کنید، مقابل هم قرار دهید. از دو انگشتی که روبه روی هم قرار گرفته است، ده تا ده تا تا پایین بشمارید. هر دست را جداگانه حساب کنید. سپس دهگانها را با هم حمع کنید. انگشتهای بالای دو انگشتی که روبه روی هم قرار گرفته است، یکانها هستند. یکانهای یک دست را در یکانهای دست دیگر ضرب کنید. حال دهگانها را به این عدد بیفزایید. نتیجه حاصل ضرب است.
طول یک ذراع چقدر است؟
مصریان باستان برای اندازه گیری، مقیاسهایی بر پایة بدن انسان اختراع کردند. واحد اساسی اندازه گیری آنها »ذراع« بود و آنها برابر بود با فاصله آرنج تا نوک انگشت وسطی. هر ذراع به 7 کف دست و هر کف دست به 4 انگشت تقسیم می شد. بنا بر مقیاسهای جدید، هر ذراع برابر 46 تا 54 سانتی متر است.
رومیها چگونه ضرب می کردند؟
رومیها برای انجام دادن عمل ضرب، همانند مصریها و بابلیها از جدولهای مخصوصی استفاده می کردند. بابلیها به احتمال زیاد جدولهای ضرب داشتند چه در غیر این صورت ناچار بودند همة حاصل ضربهای 1×1 تا 59×59 را به خاطر بسپارند!با این جدولها فقط ریاضیدانهای ماهر می توانستند عمل ضرب را انجام دهند. دستگاه ارقام رومی بسیار مشکل بود. مثال زیر نشان می دهد که حتی یک مسئلة ساده برای رومیها چقدر مشکل بوده است. در این مثال با روش رومیها 18 را در 22 ضرب می کنیم.
3×2 (6) Vl
15×2 (30) XXX
8×20 (160) C LX
10×20 (200) CC
(6 + 30 +60 +300) CCC LX XXX Vl
(90)=XC
پاسخ(396) CCCXCVl
روشهای مشکل و کسل کننده ای که رومیها در ریاضیات به کار می بردند، قرنها سد راه پیشرفت این علم شد. به همین دلیل چند قرن پس از سقوط امپراتوری روم، بیداری تازه ای به وجود آمد و علم ریاضیات توانست زندگی جدیدی را آغاز کند.
چرتکه چگونه کار می کند؟
مصریها، بابلیها و یونانیها پیش از رومیها از چرتکه استفاده می کردند. با چنین ابزارهای سادة حساب، چینیها و ژاپنیها نیز آشنایی داشتند. حتی امروزه نیز در چین و ژاپن از چرتکه استفاده می شود. افرادی که از آن استفاده می کنند، به قدری در این کار مهارت دارند که می توانند با سرعت ماشینهای حساب الکترونیکی به حل مسائل بپردازند.
البته چرتکه بر حسب اینکه در کجا و در چه زمانی به کار می رفته است و می رود، شکلها و نامهای مختلف داشته است و دارد. ولی عملیات اساسی آن یکسان است. چرتکه دارای ستونهایی از مهره هاست. این ستونها بر حسب ارزش هر رقم، یعنی بر پایة دستگاه دهدهی سومریان، نظم یافته اند. قدیمیترین و ساده ترین چرتکه، تخته حسابی بود که بازرگانان بابلی به کار می بردند.
برای آنکه آنها عدد263 را با 349 حمع کنند، ابتدا برای نشان دادن عدد263 ریگها را به این شکل بر روی تخته می چیدند. 2 ریگ نمایندة صدگان، 6 ریگ نمایندة دهگان و 3 ریگ نمایندة یکان بود. سپس 349 را به این ترتیب به آن اضافه می کردند: 3 در صدگان، 4 در دهگان و 9 در یکان. از آنجا که هر ردیف نمی توانست بیش از 9 ریگ داشته باشد:(1 دهگان= 10 یکان) 9 را از ردیف یکان بر می داشتند و به جای آن یکی به ردیف دهگان می افزودند. در ردیف دهگان نیز همین کار را می کردند. اضافه بر 9 را بر می داشتند و یکی به صدگان می افزودند.پاسخ عدد612 بود.
چرتکه رومیها از جنس فلز بود و در هر ستون گلوله های کوچکی داشت. برای نشان دادن یک عدد، گلوله ها را نزدیک خط مستقیم می گذاشتند. ارزش عددی گلوله های بالایی هر یک 5 و ارزش عددی گلوله های پایینی 1بود. ستون اول راست یکان، ستون دوم از سمت راست دهگان و سونهای بعدی به ترتیب ارزشهای بعدی دستگاه دهدهی را داشتند. عددی که در اینجا نشان داده شده است، برحسب دستگاه دهدهی عدد 61192=0061192 است. چینیها چرتکه را »سوان -پان« و ژاپنیها » سورو- بان« می نامند. هنگامی که می خواهند عدی را نشان دهند،مهره ها را به طرف میلة تقسیم می رانند .
این تصویر عدد 651 رادر روی چرتکه نشان می دهد. ببینیم که این عدد چگونه درست می شود. از سمت راست در ستون صدگان در بالا یک 5و در پایین یک 1به میلة تقسیم چسبیده اند. این می شود 600.سپس در ستون دهگان یک 5 به میله تقسیم چسبیده است. این میشود 50 حال در ستون یکان یک 1 به میلة تقسیم چسبیده است، این می شود1. بنا براین روی هم می شود عدد 651.
حال می خواهیم عدد152 را با عدد 651 جمع کنیم و این جمع راروی چرتکه انجام دهیم. ابتدا از یکان عدد 152 شروع می کنیم. 2 مهره از ستون یکان به سوی میله تقسیم می رانیم. سپس برای آنکه عدد 5را در ستون دهگان وارد کنیم هر چهار مهرة ستون دوم از سمت راست را به سوی میلة تقسیم می رانیم لیکن چون باید 5 مهره برانیم و دیگر مهره ای نداریم، همة مهره های ستون دهگان را چه در بالا و چه در پایین به سر جای خود می بریم و در ستون صدگان یک مهره از پایین به سمت میلة تقسیم می رانیم و در ستون صدگان، یک مهره از پایین به سمت بالا می رانیم. نتیجه عدد803 است.
(*) بومرانگ-نوعی ابزار شکار که به کمانی خمیده است و با دست پرتاب می شود و پس از طیی مسافت (بر حسب قدرت بازوی پرتاب کننده)به سمت پرتاب کننده باز می گردد.
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:48
فهرست:
تاثیر امیل دورکیم بر انسان‌شناسی
مردم شناسی فرانسه
انسان شناسی دینی
- انسان شناسی حقوق
در تاریخ انسان شناسی سه شاخه بزرگ قابل تشخیص هستند: نخست انسان‌شناسی فرانسوی با اندیشمندانی چون امیل دورکیم، مارسل موس و لوی ـ برول. این شاخه به شدت از علوم طبیعی و فلسفه به ویژه از آگوست کنت متاثر بود. دوم، انسان‌شناسی امریکایی بود که از ابتلا بر مفهوم فرهنگ پای می‌فشرد و از معان ابتلا انسان شناسی فرهنگی نام گرفت و بنیانگذاران اصلی آن (پس از لوئین هنری مورگان) فرانتس بوآس و شاگردان ؟؟ بودند. سوم، انسان شناسی بریتانیا که تاکید آن به مفهوم جامعه در برابر فرهنگ بود. هر چند بنیانگذاران انسان شناسی بریتانیا برونیسلا و مالینوفسکی وارد طیف براون هر دو اندیشمند کارکرد گرا بودند [رادگیف ـ بحاون به شدت از دورکیم متاثر بود]، اما گسست مشخصی بین آنها وجود داشت. (فکوسی، 1381: 175و174)
با توجه به این مطلب می‌توان گفت که دورکیم در تاریخ انسان‌شناسی و نیز بنیانگذاری این رشته سهم بسیار مهمی داشته است، چرا که وی در دو شاخه از انسان شناسی، یعنی انسان‌شناسی فرانسوی و انسان شناسی بریتانیا، نقش بسزایی داشته است.
امیل دورکیم را می‌توان چه در منشا انسان شناسی فرانسوی و انسان شناسی بریتانیا، نقش بسزایی داشته است.
پروژه انسان طبیعت معماری به صورت powerpoint با قابلیت ویرایش - شماره 3
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 24 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
ساختارشناسی اعمال انسان: یافتن محرک های ضروی، الگوهای حرکت، و هماهنگی آنها
گوتمبرگ گوئرا-فیلهو
در این مقاله ما مراحل مورد نیاز برای ساخت پاراکسیکون (فهرست ساختاربندی شده ای از اعمال انسان) را از طریق یادگیری سیستم های گرامر برای اعمال انسان معرفی میکنیم. کشف زبان فعالیت انسان نیازمند یادگیری دستور اعمال انسان است که نیاز به ساختار ایت پاراکسیکون دارد. در فرآیند درک ساختارشناسی فرض می شود که یک نمایش نمادین غیر قراردادی از حرکت انسان موجود است. بنابراین برای تحلیل ساختارشناسی یک عمل خاص، نمایش نمادینی برای حرکت هر محرک همراه با چندین عملکرد تکرار شونده از این عمل به ما داده می شود. ما بعنوان یک مدل رسمی، سیستم گرامر همزمان موازی را پیشنهاد می کنیم که هر مؤلفه گرامر با یک محرک مطابقت دارد. ما الگوریتم یادگیری موازی را برای تحریک این سیستم گرامر معرفی میکنیم. معرفی ما شامل یک سری اتصالات است که در واقع مسئول اجرای هدفی برای فعالیت، حرکت انجام شده توسط هر محرک شرکت کننده، و قوانین همزمان سازی برای مدلسازی هماهنگی بین این محرک ها است. ما راهکار استنباط خود را با داده های ترکیبی و داده های واقعی حرکت انسان ارزیابی کردیم. این الگوریتم موفق می شود که سیستم گرامر صحیح را تحریک کند، حتی زمانیکه ورودی شامل نویز است. بنابراین راهکار ما از هر دو جنبه نمایشی و یادگیری موفق بود، و ممکن است بعنوان ابزاری برای تجزیه حرکت، الگوهای یادگیری و برای ایجاد اعمال عمل کند.
کلمات کلیدی: نمایش حرکت شبه انسان، چارچوب زبانشناسی، یادگیری از طریق تقلید.
1- مقدمه
حرکت انسان یک پدیده طبیعی است وقتی که انسان از تعدادی از محرک های مستقل برای حرکت دادن بدن خود استفاده میکند. این محرک ها با قسمت های مختلف بند مرتبط هستند که توسط مفصل ها به یک ساختار واحد متصل هستند: اسکلت. هر مفصل گردان مطابق با زوایای مفصل، درجه آزادی خاصی دارد. محرک هایی که بدن انسان را کنترل می کنند به این شکل معمولاً بصورت زوایای مفصلی نشان داده میشوند.
محرک ها اگرچه مستقل هستند اما در اعمال خود با هم همکاری میکنند تا بتوانند هدف مشترک خاصی را با هم انجام دهند. دست، ساعد و بازو با هم همکاری میکنند تا بتوانند به یک محل معین برسند. برای هر عمل مختلف (بعنوان مثال پیاده روی، دویدن، پرت کردن، لگد زدن، گرفتن) یک سری محرک های خاصی وجود دار که برای انجام این عمل خاص تعیین شده اند. این سری از محرک های تعیین کننده در اینجا محرک های ضروری نامگذاری می گردند.
در حال حاضر در مقالات مدلسازی حرکت انسان، یک سری محرک های ضروری مورد نیاز در یک عمل خاص معمولاً از یک سری ثابت تشکیل شده است. بعبارت دیگر، سری محرک های ضروری مورد استفاده برای انجام هر عملی، برای همه اعمال در فهرست واژگان حرکتی یکسان است. بطور کلی، سری محرک های ضروری یا کل بدن را نشان میدهند و یا یک زاویه مفصلی واحد را نشان میدهند. یک راهکار برای کل بدن همیشه کل بدن را بعنوان یک سری از محرک های ضروری برای هر عملی در نظر می گیرد. این فرضیه رفتار مستقل محرک ها را در فعالیت های مختلف نادیده می گیرد. از طرف دیگر، راهکاری که هر زاویه مفصلی را بصورت جداگانه در نظر می گیرد، به هماهنگی بین آنها برای رسیدن به یک هدف مشترک توجه نمی کند.
در این مقاله ما راهکاری را پیشنهاد میکنیم که هر عمل مختلف با سری محرک های ضروری خاص خود همراه است. این راهکار بطور واضح تغییرپذیری سری محرک ها را مطابق با یک عمل مدلسازی میکند. این مسئله با توجه به انسداد و میدان دید برای محدودیت ها در فرآیند مشاهده، قوی تر است. اگر یک فاعل عملی را انجام دهد که بعضی از محرک های ضروری آن هنوز قابل رویت هستند، پس یک سیستم نظارت قادر خواهد بود که این عمل را فقط با تصویر قسمت های غیر انسدادی بدن تشخیص دهد که نمایش عمل بر مبنای محرک های ضروری است نه بر مبنای کل بدن.
استراتژی های مختلف از واکنش های موازی و همزمان در بین محرک ها نقش مهمی را در حرکت انسان بازی میکند. بنابراین نمایش یک حرکت برای یک فعالیت خاص انسان باید شامل این موارد باشد: سری محرک های ضروری مورد نیاز در یک فعالیت، الگوهای حرکتی همراه با هر محرک مشارکت کننده، و هماهنگی آنها بر حسب قوانین همزمان سازی در بین این محرک ها. این نمایش یک واژک حرکتی همراه با یک عمل واحد است. در محتوای اعمال انسان، ساختارشناسی به معنای مطالعه و نمایش واژک های حرکتی است. یک ساختارمهم، سری واژک های موجود برای یک فهرست واژگان کامل از اعمال است. این ساختار برای یادگیری یک الفبای حرکتی برای فهرست واژگان ضروری است، تا الگوهای مشترکی در اعمال مختلف یافته شود و راه هایی برای ترکیب واژک های واحد در یک عمل پیچیده تر، کشف گردد. در اینجا ما مراحل مورد نیاز برای ساخت یک پراکیسکون را معرفی میکنیم، که ساختاری از لغت نامه اعمال انسان از طریق یادگیری سیستم های گرامری برای اعمال انسان است. بنابراین پراکیسکون یک لغت نامه حرکت است که از تعدادی از اعمال مانند پیاده روی، رسین و گرفتن تشکیل شده است. این پراکیسکون برای یادگیری دستور و نحو حرکت ضروری است، که قوانینی است که برای ترکیب واژک های حرکتی در یک جمله حرکتی وجود دارد. برای مثال، دستور یا نحو مربوط به الحاق اعمالی مانند یک انتقال توالی از پیاده رفتن به دویدن است. البته در ساخت یک پراکیسکون فرض می شود که یک سیستم حرکتی برای کشف موارد اولیه حرکت و مرتبط ساختن آنها با نمادها وجود دارد.
ما فرض میکنیم که یک نمایش نمادین غیر قراردادی از حرکت انسان برای فرآیند استنباط ساختارشناسی موجود است. بنابراین برای تحلیل ساختارشناسی یک عمل خاص، ما نمایش نمادین را برای حرکت هر محرک همراه با چندین عملکرد تکرار شونده از این عمل داریم. این نمایش نمادین از فرآیند حرکت شناسی ناشی می گردد. سیگنال های حرکتی بدست آمده از یک سیستم حرکت، مطابق با سرعت و شتاب زوایای مفصل به بخش های متوالی تقسیم بندی می شود. این بخش ها به رشته ای از نمادها منتقل می گردند که در اینجا آنها را kineteme می نامیم. در حقیقت، همزمان سازی با طبقه بندی بخش های حرکت برابر است بطوریکه هر طبقه شامل گونه هایی از یک حرکت اولیه یکسان باشد.
نمایش نمادین برای سیگنال حرکتی از یک عمل واحد یک عمل نگار نام دارد. یک عمل نگار از یک سری از n توالی از نماد برای هر محرک i در سری n محرک تشکیل شده است. نمادها در رشته های یک عمل نگار با حرکت های اولیه معرفی شده در حرکت همراه هستند زمانیکه یک عمل خاص انجام داده میشود. اگرچه ورودی مربوط به یک عمل خاص است که چندین بار انجام شده است، ما هرگونه عمل کلی را مدلسازی میکنیم که فقط محدود به یک حرکت تکرارشونده یا دوره ای نیستند. کارایی تکرار شونده یک عمل یکسان فقط برای اهداف یادگیری مورد نیاز است. وقتی که نمایش ها بیان می گردند، ممکن است از آنها برای ایجاد و تحلیل هرگونه عمل استفاده شود. بنابراین همه نتایج در این مقاله، اعمال کلی را مد نظر قرار می دهند که محدود به هیچ گونه دامنه عمل، عمل تکرار شونده یا عمل دوره ای نیستند.
با داشتن یک عمل نگار، مسئله بررسی شده در این مقاله اینست که سری I از محرک های ضروری مسئول برای هدف خاص انجام شونده با این فعالیت برای یادگیری الگوهای حرکتی برای همه محرک ها در I و همزمان سازی در بین این محرک ها را شناسایی کنیم. یک پراکیسکون توسط حل این مسئله برای همه اعمال در لغت نامه بزرگی از افعال همراه با حرکت انسانی معنادار و قابل مشاهده ساخته شده است. ما این مسئله را بصورت یک استنباط گرامری از یک سیستم گرامری مطرح میکنیم که فعالیت انسان را مدلسازی میکند. ما یک سیستم گرامر همزمان موازی را بعنوان یک مدل رسمی پیشنهاد میکنیم که هر مؤلفه گرامری با یک محرک مطابقت دارد. یک الگوریتم یادگیری موازی جدید را برای تحریک این سیستم گرامر معرفی میکنیم. الگوریتم ما دانش در مورد تعداد مؤلفه ها یا مؤلفه های زبان از سیستم گرامر ایجاد شده را تصور نمی کند. ورودی یک جریان نمادین واخد در هر محرک بدون هیچ علامت یا توضیح است. ما راهکار استنباط خود را با داده های ساختگی و داده های عمل واقعی انسان ارزیابی کردیم. ما عمل نگارهای ساختگی را با زمینه حقیقت ایجاد کردیم و روش خود را با سطوح افزایشی از نویز آزمایش کردیم. این الگوریتم با سطح نویز تا 7 درصد، 100 درصد موفقیت داشت.
این مقاله به نمایش اعمال انسان بعنوان واژک هایی می پردازد که بخشی از یک ساختار قدرتمند هستند: زبانی برای عمل انسان. وابستگی این مقاله در جدید بودن مسئله، در ابتکار راهکار ما و تأثیر بر روی زمینه هایی باقی می ماند که ترکیب و تحلیل حرکت انسان را بررسی میکند. برای مثال در رباتیک شبه انسان مدل های حرکتی مناسبی، دانش با دامنه کاملی از راه حل ها را برای مسائل دینامیک غیرخطی پیچیده مربوط به هماهنگی حرکت نشان میدهد. نمایش حرکت ها این مسئله را بخوبی ساختاربندی میکند که البته برای برنامه ریزی مسیر کنترل حرکت در ربات های شبه انسان مناسب است. زبان فعالیت انسان نمایشی است که شامل ساختارشناسی برای یک پراکیسکون کلی است. این نمایش به تعمیم دهی برنامه ریزی و کنترل فعالیت های حرکتی در هنگام استفاده از یک لغت نامه کلی از اعمال انسان کمک خواهد کرد.
ادامه این مقاله بدیت شرح است: در بخش 2 در مورد مطالعات مربوط به نمایش عمل انسان، استنباط گرامری، و سیستم های گرامری بحث میکنیم. در بخش 3 ساختارشناسی را بعنوان یک فرآیند استنباط گرامری معرفی میکنیم. در بخش 4 ساختارهای متداول تسهیم شده توسط اعمال مختلف را شناسایی میکنیم. در بخش 5 نیز نتیجه گیری ها را معرفی میکنیم.
2- مطالعات مربوطه
مطالعه بحث شده در این مقاله بر مبنای تحقیق انجام شده در سه زمینه اصلی است: نمایش عمل انسان، استنباط گرامری، و سیستم های گرامری. ما از رسمی سازی سیستم های گرامر استفاده میکنیم و یک الگوریتم یادگیری موازی را برای استقراء فعالیت انسان معرفی میکنیم. ما به این شیوه در این بخش خلاصه ای از سیستم های گرامر را با بررسی بعضی از مطالعات مربوطه معرفی میکنیم. این بررسی برای تعیین مدل سیستم گرامر جدید ما در این زمینه مهم است.
2.1 نمایش فعالیت انسان
استوارت و برادلی توالی های درون یابی را بین جفت هایی از حالت بدن با استفاده از تحقیق A در یک سری از نمودارهای انتقال ساخته شده از حرکت انسان پیدا کردیم. این نمودارها پیشرفت های یم مفصل واحد را در جسم نشان میدهند.
مدلهای مارکو هیدن (HMM) بطور گسترده برای توصیف توالی حرکات استفاده می شوند. آلون و همکارانش ترکیبی متناهی از HMM ها را با استفاده از یک فرمول به حداکثر رسانی پیش بینی برآورد کردند. در این روش، هر HMM با دسته ای بخش های حرکتی مطابقت دارد. بخش های حرکت مطابق با همان حرکت باید برای دسته یکسانی تعیین گردند. البته روش ترکیب متناهی تا اندازه ای هر بخش حرکت را برای همه دسته ها تعیین میکند. براند و هرزمان HMM را با سبک چند بعدی مورد استفاده برای تغییر پارامترهای آن گسترش دادند. آنها الگوهای حرکتی را از یک سری از توالی های حرکتی یاد گرفتند. HMM ها ضرورتاً اتوماسیون حالت متناهی احتمالی هستند. از این لحاظ، گرامر تصادفی با محتوای آزاد (SCFG) یک مدل تعیمیم یافته است که بعضی از محدودیت های ساختاری را کاهش میدهد. ایوانو و بابیک از SCFG منفردی برای تجزیه فعالیت ها و روابط متقابل بین عاملان مختلف استفاده کردند.
سیدن بلاد و همکارانش یک مدل خطی بعدی پایین را از حرکت انسان ساختند. آنها از تحلیل مؤلفه های اصلی (PCA) برای کاهش بعدیت سری زمان های زوایای مفصل استفاده کردند. داده های حرکت در یک درخت باینری با استفاده از ضرایب دارای واریانس بزرگتر در سطوح بالاتری از درخت ساختاربندی شد. جنکیزن و ماتاریک از کاهش بعدیت برای استخراج موارد اولیه با توسعه الگوریتم ایزومپ استفاده کردند. آنها تجزیه مقدار مشخصه را بر روی یک ماتریس شباهت بعنوان فاصله ژئودسیک بین هر جفت از داده ها انجام دادند.
وانگ و همکارانش تقسیم بندی را معرفی کردند که از حداقل محلی سرعت و حداکثر محلی تغییر در مسیر استفاده می کرد. یک لغتنامه کوچک از توالی نمادین از طریق راهکار اکتساب زبان استنباط شد. این لغتنامه برای جریان/رشته یک حرکت منفرد و در نتیجه برای تحریک مورد نیاز برای یادگیری متوالی ایجاد شد.
مورشن و همکارانش چارچوبی برای کشف الگوهای حکرتی از EMG و سنجش های حرکتی معرفی شده بعنوان سری زمان های چند متغیری معرفی کردند. سری زمان جنبشی الگوهای اولیه را با دسته بندی دستی با نقشه های خود-سازماندهی برآینده و بدون هیچ اطلاعات زمانی کاهش داد. همان موارد اولیه متوالی در فواصل مطابق با حالت های نمادین ظاهر شدند. آنها فرض کردند که همه محرک ها بطور برابر در حرکت شرکت دارند. با اینکه آنها همه جنبه های حرکت را بطور همزمان مد نظر قرار دادند تا فواصل انطباق را پیدا کنند، با اینحال راهکار ما بصورت اتوماتیک محرک های مربوطه در حرکت را شناسایی می کند و محرک ها را بصورت مستقل در نظر می گیرد. بعلاوه، آنها در راهکار خود رخدادهای الگوی کشف شده پراکنده بودند و آنها نمی توانستند از آنها برای بازسازی حرکت استفاده کنند.
در دانش کنونی ما، هیچ راهکاری برای مدلسازی حرکات انسان سری محرک های موجود در یک عمل را یاد نمی گیرد. معمولاً آنها سری ثابتی از محرک ها را در نظر می گیرند درحالیکه روش ما سریمحرک مناسبی را برای هر عمل ایجاد میکند.
2.2 استنباط گرامری
استنباط گرامری مربوط به تحریک نحو یک زبان از یک سری جملات نامگذاری شده می باشد. استنباط گرامری یک سری قوانین برای ایجاد و تشخیص رشته های معتبر را در یادگیری تشکیل میدهد، که به آن زبان تعلق دارند. گرامر هدف معمولاً بصورت گرامری مدلسازی می گردد که به مرتبه بندی چامسکی از گرامرهای رسمی تعلق دارد. مقالات زیادی در مورد روشهای یادگیری گرامرهای منظم، گرامرهایی با محتوای آزاد، و گونه های تصادفی وجود دارد.
گرامرهای منظم و گرامرهای دارای محتوای آزاد را نمی توان فقط از مثالهای مثبت ایجاد کرد. البته چندین تکنیک اکتشافی تقریب زنی گرامر هدف را یاد گرفتند. الگوریتم SNPR عناصر همنشینی و عناصر نمونه ای را از عناصر حداقل یاد گرفت که موارد اولیه ادراکی هستند. هر عنصر با قانونی در گرامر یادگرفته شده مطابقت دارد. یادگیری نیازمند الحاق متداول ترین جفت از عناصر مجاور بود.
استنباط به شکل الگوریتمی بود که یک ساختار مرتبه ای را از توالی از نمادهای مجزا استنباط می کرد. استنباط یک گرامر را نشان میداد که هر توالی تکرار شونده یک قانون را افزایش میداد و توسط یک نماد غیر پایانی جایگزین می شد. این الگوریتم گرامر را با دو خصوصیت محدود می کرد: یکتا بودن و خاص بودن نمودار و مطلوبیت قانون.
2.3 سیستم های گرامری
گونه هایی از مدلهای کلاسیک در تئوری زبان رسمی برای تعیین غیر جبرگرایی در دستگاه های محاسباتی با ایده هایی مانند توزیع، موازی سازی، همزمانی و ارتباط مورد استفاده قرار گرفت. یک سیستم گرامر از چندین گرامر تشکیل شده است که با هم کار میکنند تا یک حالت نمادین مشترک را ایجاد کنند که توسط یک سری متناهی از رشته ها نشان داده می شود. مؤلفه های سیستم، حالت را از طریق بازنویسی و ارتباط تغییر می دهد.
ما از سیستم های گرامری بعنوان یک مدل رسمی برای یادگیری ساختار مورفولوژی اعمال انسان استفاده می کنیم. مهمترین مدلهای سیستم های گرامر با هم همکاری می کردند و گرامرهای موازی با هم بودند. سیستم های گرامر توزیعی هماهنگ (CDGS) مؤلفه هایی داشت که بصورت متوالی کار می کردند .فقط یک مؤلفه در هر زمان فعال بود. بنابراین در بازنویسی یک شکل توالی معمول مطابق با یک پروتکل همکاری معین، هر بار یک مؤلفه فعال بود. کولونی ها شکل ساده شده ای از CDGS بودند که مؤلفه های آن گرامرهای منظمی بودند که زبان های متناهی را ایجاد می کردند. ساشیک و اشیبنار یک اتوماسیون جبری خاموش شدن عصبی را با دستیابی متوالی به یک سری از توالی های مثبت و منفی در بعضی از زبان ها آموزش دادند. مدل NPDA نیازمند اطلاعات اولیه در مورد اندازه پیش بینی شده گرامر استنباط شده بود، چون توپولوژی NPDA در حین آموزش تغییر پیدا نمی کرد. آنها یک کولونی را از NPDA آموزش دیده با الگوریتم اکتشافی پس از دسته بندی مرتبه ای در فضای حالت های عصبی استخراج کردند.
یک سیستم گرامر ارتباط موازی (PCGS) از چندین مؤلفه گرامر تشکیل شده بود که بصورت همزمان به شیوه همزمان کار میکردند. گرامرهای مؤلفه ای شکل های متوالی خود را بصورت موازی بازنویسی می کردند. آنها توسط تبادل شکل های متوالی جاری خود در بین همدیگر ارتباط ایجاد می کردند. در یک حالت بازگشتی، مؤلفه ها پس از فرستادن راه حل های جزئی خود به بقیه، به اصلی بدیهی خود ریست می شدند و محاسبات جدیدی را آغاز می کردند. زبان ایجاد شده توسط سیستم زبان ایجاد شده توسط یک مؤلفه متمایز شده از سیستم با هدف کمک به دیگران بود.
این فرضیه که ارتباط یک مرحله منفرد دارد و مؤلفه ها محاسبات را ادامه دادند بدون اینکه منتظر پایان ارتباط باشند، و فرضیه منطقی نیست. فرناو در مورد گونه ای از PCGS با انتقال پایانی و مؤلفه های خطی راست بحث کرد. در این مدل، چون ارتباط تنها محدود به انتقال رشته های ورودی بود. بنابراین از لحاظ تعریفی مؤلفه های جستجو شده فقط رشته های پایانی را بعنوان شکل های متوالی داشت. یک الگوریتم استنباط برای این مدل پیشنهاد شد که از اطلاعات ساختاری اضافی در مورد ارتباط استفاده می کرد و زبان های مؤلفه ای بصورت جداگانه با توجه مخصوص به مؤلفه اصلی یاد گرفته شدند.
3- مورفو-کینتولوژی
ساختارشناسی در مورد ساختار کلمات و اجزای تشکیل دهنده است و اینکه این قسمت ها چطور با هم ترکیب می گردند. در محتوای زبان فعالیت انسان، ساختارشناسی نیازمند ساختار هر عمل و سازمان یک پراکیسکون بر حسب بخش های فرعی معمول است. ساختارشناسی ما از تعیین ساختارشناسی هر عمل در یک پراکیسکون، و سپس سافتن سازمان پراکیسکون تشکیل شده است.
ما عمل انسانی واژک را بعنوان یک سری از محرک های ضروری مستلزم در عمل، الگوهای حرکتی مطابق بر حسب جنبش شناسی، و همزمان سازی در بین این محرک ها تعریف می کنیم. واژک ها قسمت های ضروری از اعمال انسان هستند. چون الگوهای حرکتی مشتق گرفته توالی های جنبش شناسی هستند، استنابط واژک ها مورفو-کینتولوژی نام دارد. هدف این بخش از ساختارشناسی انتخاب زیرمجموعه ای از اعمال است که کل عمل را فقط در محرک های ضروری وارد می سازد.
محرک های ضروری محرک هایی هستند که واقعاً مسئول اجرای نتیجه مورد نظر در عمل هستند. آنها با قدرت محدود می گردند و در نتیجه، فقط این محرک های معنادار دارای الگوهای حرکتی سازگاری در عملکردهای مختلف یک عمل یکسان هستند. برای یادگیری ساختارشناسی یک عمل انسانی، یک عمل نگار همراه با چندین عملکرد تکرار شونده از این عمل بعنوان ورودی بیان می گردد.
با داشتن عمل نگاری مانند A بعنوان ورودی، ما می خواهیم که بصورت اتوماتیک واژک یک عمل مطابق را یاد بگیریم. اصولاً واژک از یک سری I تشکیل شده است که نشاندهنده محرک های ضروری برای عمل بود؛ برای هر ، رشته فرعی مطابق با الگوی حرکتی که محرک i در حین عمل انجام میدهد؛ و یک سری از چندتایی های مطابق با قوانین همگام شده بین kineteme ها در رشته های مختلف. چون ورودی ما یک سری از رشته های همزمان است، ما این مسئله را بعنوان یک استنباط گرامری از سیستم گرامر معرفی میکنیم که فعالیت انسان را مدلسازی می کند بطوریکه هر گرامر مؤلفه ای از سیستم گرامر با یک محرک مطابقت داشته باشد.
3.1 سیستم گرامر همزمان موازی
در حرکت انسان، ما فقط به کار همزمان گرامرهای مؤلفه ای توجه داریم. ویژگی ارتباط غیرضروری است چون در هماهنگی حرکت بصورت ضمنی است. ما یک سیستم گرامر جدید را پیشنهاد میکنیم که رشته های ایجاد شده توسط مؤلفه ها از طریق مراحل ارتباط با هم تسهیم نمی گردند. مدل رسمی پینشهاد شده در اینجا بر مبنای یک PCGS با قانون همزمان سازی و بدون نمادهای جستجو است. همزمان سازی در بین قوانین در مؤلفه های مختلف در یک چندتایی بصورت همزمان انجام می شود. ما تعاریف مربوط به مدل PCGS اتخاذی خود را در زیر تعیین میکنیم. ما فرض میکنیم که خواننده با اساس تئوری زبان رسمی آشنا است. برای اطلاعات بیشتر در مورد تئوری زبان رسمی، به کتاب Hopcroft and Ullman مراجعه کنید.
پیکربندی n-چندتایی از مستقیماً بدست می آید ، که ، اگر ما اشتقاق مستقیمی از در هر گرامر داشته باشیم که پایانی نباشد یا وقتی که . هر مؤلفه از یکی از قوانین بازنویسی خود بجز انتقال n-چندتایی از M استفاده میکند، یعنی اینکه توسط قانون اگر و . زبان ایجاد شده توسط بصورت زیر خواهد بود
یک PCGS با مؤلفه است، که N یک سری از غیرپایانی ها و T الفبای پایانی است؛ گرامرهای چامسکی با سری متناهی از قوانین تولید در و نماد آغاز هستند؛ و M زیرمجموعه ای از است، که یک نماد اضافی است.
شکل 1 یک واژک عمل انسان
مثال ساده ای PCGS با چهار مؤلفه بصورت زیر می باشد
یک مثال اشتقاق در به این صورت است
درخت های پراکنده مطابق نشاندهنده ساختار این سری از رشته ها در شکل 2 نشان داده شده است.
شکل 2 درخت های پراکنده برای یک سیستم گرامر همزمان موازی
یک PCGS از یک سری CFG های مرتبط با قوانین همزمان سازی تشکیل شده است. این گرامر یک سیستم با سری A از رشته های همزمان متفاوت را مدلسازی میکند: عمل نگار. هر رشته در عمل نگار با زبانی مطابقت دارد که برای گرامر مؤلفه ای استنباط خواهد شد که محرک را مدلسازی می کند. هر نماد در یک رشته با یک جفت همراه است، که تعداد نمادهای بخش در رشته ، زمان آغاز ، و طول زمان بخش مطابق با است. توجه داشته باشید که
3.2 یادگیری موازی
اجرای یک عمل انسانی مستلزم انجام بعضی از هدف ها است و بنابراین نیازمند پایداری در یک رشته منفرد و هماهنگی بین رشته ها مختلف می باشد. یادگیری گرامر متوالی و یادگیری گرامر موازی در اینجا با هم ترکیب می گردند تا ساختارشناسی یک عمل انسانی را استنباط کنند.
ما یادگیری مواری را برای استنباط همزمان یک سیستم گرامری بعنوان ساختاری از همه رشته های در عمل نگار A پیشنهاد کردیم. الگوریتم یادگیری موازی ما در شکل 3 نشان داده شده است. فرکانس نمودار در رشته مطابق با هر زاویه مفصل بصورت مستقل محاسبه می گردد. تابع ماتریس را پیدا میکند، که هر عنصر تعداد رخدادهای نمودار در رشته است. یک قانون جدید برای نمودار مطابق با عنصر با حداکثر فرکانس جاری در ماتریس df ایجاد شده است. غیرپایانی مطابق با قانون جدید در سری قوانین وارد می گردد. راهکار هر رخداد از نمودار در رشته را با غیرپایانی جایگزین می سازد. یک غیرپایانی جدید با فاصله مطابق با اتحاد فواصل زمانی هر دو نماد و در نمودار همراه است. در یادگیری موازی، نمادهای متعلق به یک نمودار با یک غیرپایانی جدید جایگزین می گردد، فقط در صورتی که قانون جدید با قوانین دیگر در مؤلفه های CFG مختلف از سیستم گرامر همزمان سازی گردد.
شکل 3 الگوریتم یادگیری موازی
هر غیرپایانی جدید برای قوانین همزمان جدید با غیرپایانی های موجود در CFG های رشته های دیگر بررسی می گردد، همانطور که در شکل 4 نشان داده شده است. همزمان سازی بین غیرپایانی ها در CFG های مختلف نیازمند هر رخداد از این غیرپایانی ها است تا فواصل زمانی متقاطعی در رشته های مختلف ایجاد شده توسط دیدگاه CFG آنها داشته باشد. همزمان سازی مربوط به دو غیرپایانی در CFG های مختلف ایجاد می گردد اگر یک نقشه برداری یک به یک از رخدادها در رشته های همراه با آنها وجود داشته باشد. بعلاوه، هر دو رخداد نشان داده شده مطابق با دوره های زمانی متقاطع نشان داده می شود. تابع این جستجو را برای همزمان سازی انجام میدهد و رابطه R را ایجاد میکند، که هر جفت در این رابطه نشاندهنده دو قانون همزمان در گرامرهای مؤلفه ای مختلف است. چندتایی های همزمان در زیرمجموعه M از سیستم گرامر از R بازیابی می گردند.
شکل 4 دو CFG مرتبط شده با قوانین همزمان سازی PCGS
شکل 5 محدودیت های موجود برای قوانین همزمان سازی را نشان میدهد. ما دو غیرپایانی را در CFG های مختلف بعنوان مستطیل هایی با دو رنگ مختلف نشان دادیم. این غیرپایانی ها در ردیف های مختلف نشان داده می شوند به طوری که هر مستطیل با یک رخداد از غیرپایانی ها مطابقت داشته باشد. موقعیت افقی و طول هر رخداد فاصله زمانی ترتیبی را نشان میدهد.
ما استثنائی از الگوریتم موازی خود را در زیر نشان میدهیم. برای دو تکرار، ما سری رشته های ، سری قوانین تولید و رابطه R با قوانین همزمان سازی را نشان میدهیم. رشته ها در سری ورودی A از مثال قبلی از PCGS با یک رشته ساختگی اضافی گرفته می شود: . رشته های اولیه در سری ورودی به شرح زیر هستند:
شکل 5 محدودیت های قوانین همزمان سازی
خط های تیره فقط برای نمایش بصری دوره زمانی همراه با هر نماد در A استفاده شده اند. غیرپایانی ها فقط با تعداد شاخص های خود نشان داده می شوند. در این مثال، نمودار کلی در بصورت 44 است و در نتیجه قانون جدید در معرفی می گردد.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 24 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید