2-2-1 روشClassification Based on Association(CBA)……………………………… 15

2-2-2 روش کلاسه بندیClassification based on Multiple-class Association Rule(CMAR) 16

2-2-3 روش کلاسه بندیClassification based on Prediction Association Rule(CPAR) 16

2-3 روش های استخراج الگوها …………………………………………………… 17

2-3-1 روش مبتنی بر مرز ………………………………………………………………….. 17

2-3-2 روش مبتنی بر محدودیت ………………………………………………. 17

2-3-3 الگوریتم استخراج درخت الگوی تقابلCP-tree……………………………………………. 18

2-3-4 روش استخراج با کمک دیاگرام دودویی صفرZBDD Miner………………………… 18

2-3-5 روش استخراج الگوهای نوظهور متمایزDP-Miner………………………………………. 18

2-4 روش های کلاسه بندی مبتنی بر الگوهای نوظهور ………………………………… 20

2-4-1 روش کلاسه بندی مبتنی بر اساس مجموع الگوهای نوظهورCAEP……………………………….. 20

2-4-2 الگوریتم کلاسه بندی بر پایه تئوری اطلاعاتiCAEP…………………………………………………… 20

2-4-3 روش کلاسه بندی بر پایه الگوهای نوظهور جهشیJEPs-classifier……………………………. 21

2-4-4 روش کلاسه بندی بر پایه الگوهای نوظهور جهشی قوی ………………………………………………… 21

2-4-5 روش تصمیم گیری مبتنی بر نمونهDeEPs…………………………………………………………………. 21

2-4-6 روش کلاسه بندی توسط مجموعه راست نماییPCL……………………………………………………. 22

فصل سوم ………………………………………………………………………………………………….. 23

3- دانش اولیه …………………………………………………………………………………. 24

3-1 الگوهای نوظهور ……………………………………………………………………… 24

3-2 درخت الگوی مکرر دینامیکDFP-tree……………………………………………………………… 30

فصل چهارم ……………………………………………………………………………………. 33

4- راهکارهای ارائه شده برای استخراج الگوهای نوظهور قوی مبتنی بر ویژگی های جریانی ………. 34

4-1 مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………….. 34

4-2- درخت الگوی مکرر دینامیک نامرتبUnordered Dynamic FP-tree…………….. 35

4-3 درخت الگوی مکرر دینامیک مرتبOrdered Dynamic FP-tree…………………….. 44

4-4 روش استخراج الگوهاSEP-Miner…………………………………………………………………….. 56

فصل پنجم ……………………………………………………………………………………. 62

5- آزمایشات تجربی ………………………………………………………………… 63

5-1 مقدمه ………………………………………………………………………. 63

5-2 کلاسه بندها ……………………………………………………………………. 63

5-2-1 کلاسه بند درخت تصمیمC4.5…………………………………………………………………… 63

5-2-2 کلاسه بندSVM………………………………………………………………………………………… 64

5-2-3 کلاسه بند بیزین ساده ……………………………………………………………………………….. 65

5-2-4 کلاسه بند نزدیکترین همسایه ……………………………………………………………………. 66

5-2-5الگوریتمAdaBoost…………………………………………………………………………………. 66

5-3 تست های آماری ……………………………………………………………….. 68

5-3-1 تست آماری جفت شدهt-tets………………………………………………………………………… 68

5-3-2 تست آماریWilcoxon……………………………………………………………………………….. 68

5-3-3 تست آماری فردمن …………………………………………………………………… 69

5-4 تنظیمات تجربی …………………………………………………………………………………… 71

5-5 مقایسه دقت پیش بینی ………………………………………………………………………. 73

5-6 مقایسه تعداد الگوها …………………………………………………………………….. 81

5-7 مقایسه زمان اجرا ……………………………………………………………………… 83

5-8 تحلیل اثر ترتیب در ساخت درخت الگوی مکرر دینامیک …………………………….. 86

5-9 چگونگی تعیین کردن حداقل آستانه فراوانی نسبی ………………………………….. 88

5-10 تحلیل حساسیت روی حداقل آستانه های نرخ رشد ……………………………. 89

5-11 مقایسه کاراییDFP-SEPSFبدون دانستن کل فضای ویژگی ها …………………………. 90

5-12 خلاصه نتایج تجربی ……………………………………………………………………….. 94

فصل ششم …………………………………………………………………………………. 96

6- نتیجه گیری و کارهای آینده ……………………………………………………….. 97

اختصارات ………………………………………………………………………………………. 99

واژه نامه فارسی به انگلیسی ………………………………………………………………. 100

واژه نامه انگلیسی به فارسی …………………………………………………….. 108

فهرست منابع ………………………………………………………………………….116

1-1- مقدمه

کلاسه بندی یکی از وظایف اساسی در داده کاوی است که بطور وسیعی در زمینه یادگیری ماشین، شبکه های عصبی و تشخیص الگو مورد مطالعه واقع شده است. ورودی، مجموعه ای از نمونه های آموزشی است که شامل چندین ویژگی است. ویژگی ها با توجه به دامنه مقادیرشان به دو دسته ویژگی های گسسته و ویژگی های پیوسته قابل تفکیک هستند. در حالت کلی، یک کلاسه بند، توصیف مختصر و معنادار (مدل) برای هر برچسب کلاس در رابطه با ویژگی ها تولید می کند. سپس، مدل برای پیش بینی برچسب کلاس نمونه های ناشناخته بکار می رود. کلاسه بندی همچنین بعنوان یادگیری با ناظر نیز شناخته می شود که در آن هر نمونه آموزشی دارای برچسب کلاس است. در حالی که، یادگیری بدون ناظر یا خوشه بندی جستجو می کند و گروه های همگن از اشیا را بر اساس مقادیر ویژگی هایشان دسته بندی می کند؛ در واقع، نمونه ها دارای برچسب کلاس نیستند. کلاسه بندی در محدوده وسیعی از کاربردها از جمله آزمایشات علمی، تشخیص دارو، پیش بینی آب و هوا، تایید اعتبار، تقسیم بندی مشتری، بازاریابی هدف و تشخیص تقلب بطور موفقیت آمیزی بکار می رود.

کلاسه بندی بر پایه الگوها، یک متدلوژی جدید محسوب می شود. کشف الگوهایی که نشاندهنده تمایز بین کلاس های مختلف هستند، یکی از موضوعات مهم در داده کاوی محسوب می شود. در این تحقیق، ما کلاسه بندی را بر اساس الگوهایی به نام الگوهای نوظهور(Emerging Patterns)که تمایز بین کلاس ها را بصورت بارزی نشان می دهند، از مجموعه داده ها استخراج می کنیم و سپس، بر اساس آنها، کلاسه بندی را انجام می دهیم.

1-2- مفهوم الگوهای نوظهور

مفهوم الگوهای نوظهور برای استخراج دانش از پایگاه داده ها توسطDongوLiپیشنهاد شده است تا تغییرات قابل توجه بین کلاس ها را به تصویر بکشند [1]. یک الگوی نوظهور، ترکیب عطفی بین ویژگی هایی است که میزان احتمال حضور آن در یک کلاس نسبت به دیگر کلاس ها بطور قابل توجهی تغییر می کند [1،2]. این الگوها مفید هستند به این دلیل که قادر هستند تا وجه تمایز بین کلاس ها را بیان کنند. در صورتی که میزان فراوانی هر الگو که در یک کلاس نسبت به دیگر کلاس ها قابل توجه باشد، نشاندهنده آن است که این الگو، بطور خاص به این کلاس اختصاص دارد و از طرفی این نوع الگوها برای پایگاه داده هایی که بحث محدودیت زمانی برای استخراج دانش از آنها مطرح است، اهمیت ویژه ای می یابند.

استخراج الگوهای نوظهور بدین صورت مطرح می شود: « پیدا کردن آیتم هایی که نرخ رشد آن (که بصورت نسبت احتمال آن آیتم بین کلاس های مختلف تعریف می شود) از مقدار آستانه ای بیشتر باشد.» این مقدار آستانه باید بگونه ای انتخاب شود که الگوهای استخراجی ، تفاوت و تمایز بین کلاس های مختلف را نشان دهند. این الگوها در واقع مجموعه ای از آیتم ها هستند که بیان کننده ترکیب عطفی بین مقادیر ویژگی ها هستند [2].

نوعاً، تعداد الگوهای استخراجی بسیار زیاد است اما فقط شمار کمی از این الگوها برای تحلیل داده ها و کلاسه بندی مطلوب و مفید هستند. از آن جایی که مقدار زیادی از این الگوها بی ربط و تکراری هستند، دانش جدیدی را فراهم نمی کنند و لذا تاثیر نامطلوبی بر روی دقت کلاسه بند دارند که موجب کاهش دقت پیش بینی می شوند. برای افزایش کارایی و دقت، بایستی روالی را توسعه داد که الگوهای وابسته و غیر مفید حذف شوند تا شمار این الگوها کاهش یابد.

یک الگوی نوظهور با احتمال بالا در کلاس خودش و احتمال پایین در کلاس مقابلش می تواند برای تعیین یک نمونه تست بکار رود. قدرت این الگو توسط معیارهایی مثل فراوانی نسبی و نرخ رشد ( نسبت احتمال الگو در یک کلاس نسبت به دیگر کلاس ها) آن بیان می شود.

در بسیاری از زمینه های کاربردی مانند کشف دانش از داده های ژنی ، پردازش تصویر، کشف نفوذ ، کشف برون هشته، کشف کلاهبرداری ، داده های نامتوازن ، جریان داده ها ، بیوانفورماتیک ، سیستم های پیشنهاد دهنده ، نیاز است که تغییر ناگهانی در داده ها تشخیص داده شود. الگوهای نوظهور تغییرات ناگهانی و تفاوت های قابل توجه را از داده ها استخراج می کنند. الگوهای نوظهور، در زمینه پردازش تصویر برای قطعه بندی بدین گونه عمل می کند که سعی می کند در پیکسل هایی که تغییر ناگهانی شدت بوجود می آید را بعنوان یک قطعه جدید معرفی کند. در زمینه کشف نفوذ و کلاهبرداری، رفتار داده ها پیگیری می شود، زمانی که رفتار داده ها بصورت ناگهانی تغییر کند، بعنوان نفوذ تشخیص داده می شود. در سیستم های پیشنهاد دهنده، سیستم به دنبال رفتارهای خاص و مختص هر کاربر است تا با کشف ویژگی های خاص هر کاربر، به او محصولات مطابق با علایق و استعدادهای او را پیشنهاد دهد. لذا الگوهای نوظهور در این راستا نقش بسزایی دارند.

مفهوم ویژگی های جریانی

در داده های جریانی، نمونه ها به مرور زمان دریافت می شوند در حالیکه تعداد ویژگی ها ثابت می باشد. اما در ویژگی های جریانی، تعداد داده های یادگیری ثابت می باشد ولی ویژگی ها بصورت دینامیک تولید می شوند و الگوریتم یادگیری به مرور زمان ویژگی ها را دریافت می دارد [31، 32]. در ویژگی های جریانی روال بدین صورت است ویژگی های توسط روش های تولید ویژگی مانند روش های یادگیری رابطه ای آماری و تعاملات بین ویژگی ها، تولید می شوند. مشکلاتی که در پی تولید ویژگی ها توسط این روش ها بروز می کند بدین شرح است که: 1) میلیون ها و یا حتی بیلیون ها ویژگی تولید می شوند که بدلیل محدودیت های حافظه امکان نگهداری این حجم از ویژگی وجود دارد و از طرفی زمان بسیار زیادی بایستی صرف شود تا فرآیند یادگیری شروع شود. 2) ویژگی ها توسط کوئری های موجود درSQLتولید می شوند که اجرای این کوئری ها محدود به زمان پروسسور است تقریبا پروسسور هر صدهزار کوئری را در 24 ساعت اجرا می کند. از طرفی بسیاری از ویژگی ها تولیدی بی ربط و تکراری هستند. این موضوع نشان می دهد که شمار کمی از این ویژگی های تولیدی در عمل در فرآیند یادگیری موثر است و لذا تولید ویژگی ها هزینه بر است [32]. بر این اساس برای فائق آمدن بر این مشکلات، مفهوم ویژگی های جریانی شکل گرفت و تلاش شد تا با تولید دینامیک ویژگی ها و بررسی این ویژگی ها در زمان تولید و تاثیر آن بر روال یادگیری فرآیند تولید ویژگی ها را هدایت کنند.

برای برخورد با چالش های مطرح شده، بایستی فرآیند یادگیری قابلیت پاسخگویی به ویژگی های جریانی را داشته باشد. در واقع، روال یادگیری بایستی بصورت افزایشی با دریافت هر ویژگی قابل بروزرسانی شدن داشته باشد بدون اینکه به اولین مرحله یادگیری بازگردد. لذا در راستای استخراج الگوهای قوی بایستی در ابتدا ویژگی ها بررسی شوند و ویژگی هایی که بی ربط هستند را حذف کرد، سپس از روی ویژگی های مفید و قوی ، الگوها را استخراج کرد.

چالش­های موجود در استخراج الگوهای نوظهور

در این تحقیق هدف بر آن است که بر موضوعات اساسی در زمینه الگوهای نوظهور پرداخته شود که عبارتند از: 1. به دلیل حجیم بودن داده ها و حجم بالایی از ویژگی ها و با توجه به مفهوم ویژگی های جریانی، اولین موضوع، نحوه برخورد با این نوع از داده ها می باشد به طوری که بتوان از میان خیل عظیم ویژگی ها و با توجه به قضیه رشد ویژگی ها که بصورت دینامیک تولید می شوند، روشی ارائه داده شود که با دریافت ویژگی های جدید بصورت دینامیک بروزرسانی شود. همانطور که قبلا اشاره شد، در حوزه های مربوط به پایگاه داده ها که نیاز به گرفتن کوئری از پایگاه داده است، میلیونها و یا بیلیارد ویژگی تولید می شود. این نوع ویژگی همین طور در حوزه پردازش تصویر کاربرد دارد. در حوزه پردازش تصویر، در بعضی مواقع لازم است که به هر پیکسل بعنوان یک ویژگی در نظر گرفت که در نتیجه فضای ویژگی ها بسیار گسترده و گاها نامتناهی می شود و لذا لزوم برخورد با اینگونه داده ها متفاوت می شود. 2. استخراج الگوهای قوی از میان الگوها و داده های موجود، از دیگر موضوعات اساسی است. این موضوع، زمانی بیشتر اهمیت می یابد که با توجه به حجیم بودن داده ها، در نتیجه رشد این الگوها به سرعت نمایی خواهد شد بخصوص زمانی که ابعاد ویژگی ها بی نهایت باشد، دیگر امکان نگهداری هر الگویی وجود نخواهد داشت در نتیجه استخراج الگوهای قوی که در کلاسه بندی واقعا موثر باشند، بسیار اهمیت خواهد یافت.

در روال استخراج این الگوها سه مساله اساسی وجود دارد:

• چگونه مجموعه مفید و موثری از الگوهای نوظهور، بین داده های کلاس های مختلف استخراج شود؟

4-1.اثرات جمعی ……………………………………………………………………………79

4-1-1.حالت های دیکی ………………………………………………………….86

4-1-2.تبهگنی حالت های دیکی ………………………………………………………..99

4-2.تابش اتمی دسته جمعی ……………………………………………………101

4-2-1.ابرتابش دیکی …………………………………………………………………101

4-2-2.تابش دسته جمعی در حالت حاصلضربی اتمی ……………………………….105

4-2-3.تحول زمانی ابرتابش ……………………………………109

جمع بندی و کارهای پیش رو 113

منابع 115

فصل اول

مقدمه

1-1.چرخش اپتیکی و دوفامی دایروی

به پدیده چرخش صفحه قطبش نور قطبیده تخت در اثر عبور از محیط، فعالیت اپتیکی گفته می شود. هرگاه یک باریکه نور قطبیده خطی از یک محیط فعال اپتیکی مطابق شکل زیر عبور کند، صفحه قطبش نور آشکار شده با زاویه ای متناسب با طول مسیر نور چرخش می یابد [8].

(1-1)

شکل (1-1) چرخش چپگرد سطح قطبش توسط یک محیط فعال اپتیکی [8].

فعالیت اپتیکی بلور کوارتز برای اولین بار توسط آراگو[1] (1811) مشاهده گردید. آزمایش های پیرو توسط بیو[2] (1812) انجام شد که دو اثر متمایز را کشف کرد: 1- چرخش اپتیکی، که چرخش سطح قطبش باریکه نور قطبیده خطی است. 2- پاشندگی چرخش اپتیکی، که چرخش نابرابر صفحه قطبش طول موج های متفاوت نور است.

مواد فعال اپتیکی را از لحاظ چرخش صفحه قطبش نور فرودی به دو دسته تقسیم می نمایند. اگر صفحه قطبش به صورت ساعتگرد بچرخد، ماده را راستگرد و اگر چرخش صفحه قطبش پادساعتگرد باشد، ماده را چپگرد می نامند. به عنوان مثال سدیم کلراید، سولفور جیوه و انواع به خصوصی از قندها نمونه هایی از مواد فعال اپتیکی محسوب می شوند. اگرچه کوارتز مذاب از لحاظ اپتیکی همسانگرد است، بلور کوارتز علاوه بر فعال اپتیکی بودن دارای خاصیت شکست دوگانه نیز می باشد. بلور کوارتز به دو صورت راستگرد و چپگرد موجود است. جدول (1-1) توان چرخشی خاص دو نوع بلور کوارتز را به ازای طول موج های مختلف برای نور انتشار یافته در راستای محور اپتیکی نشان می دهد.

جدول (1-1) توان چرخشی کوارتز [8].

توان چرخشی خاص (درجه/ میلی متر)	طول موج (آنگسترم)
49	4000
37	4500
31	5000
26	5500
22	14700
17	6500

از جدول بالا واضح است که میزان فعالیت اپتیکی کوارتز برحسب طول موج تغییر می کند. به این تغییر توان چرخشی برحسب طول موج، پاشندگی چرخشی گفته می شود [8].

منشا فعالیت اپتیکی طبیعی، ساختار بلوری یا ساختار مولکولی کایرال می باشد. اگر ساختار غیرمنطبق با تصویر آینه ای خود باشد فعالیت اپتیکی ممکن است رخ دهد [7].

در حوزه الکترومغناطیس کلاسیک، فعالیت اپتیکی را می توان براساس مدل ساده و زیبای فرنل توضیح داد. کافی است فرض کنیم که سرعت انتشار نور قطبیده دایروی راست، متفاوت با سرعت انتشار نور قطبیده دایروی چپ در محیط است [8]. برای بیان این موضوع، استفاده از بردار جونز مناسب است. فرض می کنیم که و به ترتیب ضریب شکست محیط برای نور قطبیده دایروی راستگرد و چپگرد با فرکانس را نشان دهند.و می گیریم. بردار جونز موجهای راستگرد و چپگرد عبارتند از:

(1-2)

با فرض اینکه باریکه نور فرودی قطبیده خطی و قطبش اولیه در راستای افقی است، می توان بردار جونز اولیه را برحسب دو بردار جونز بالا نوشت:

(1-3)

بردار جونز نور پس از طی مسافت از محیط عبارت است از:

(1-4)

با معرفی دو کمیت و

(1-5)
(1-6)

بردار جونز بصورت زیر نوشته می شود:

(1-7)

رابطه (1-7) نشان دهنده چرخش راستای قطبش نور به اندازهθنسبت به راستای اولیه آن است. به این ترتیب می توان نوشت:

(1-8)

طول موج نور در خلا می باشد. لازم به ذکر است که ضرایب شکست و هر یک تابعی از طول موج نیز می باشند. به عنوان مثال ضرایب شکست وبرای انتشار نور در راستای محور اپتیکی کوارتز در جدول (1-2) آورده شده است:

جدول (1-2) ضرایب شکست نور دایروی چپگرد و راستگرد در کوارتز. این مقادیر مربوط به کوارتز راستگرد بوده و برای کوارتز چپگرد، مقادیر بالا معکوس می شوند [8].

00011/0	55821/1	55810/1	3960
00007/0	54427/1	54420/1	5890
00006/0	53920/1	53914/1	7600

پدیده دیگری که در مواد فعال اپتیکی مشاهده می شود، دوفامی دایروی[3] است. مواد دوفام دایره ای، نورهای قطبیده دایروی راستگرد و چپگرد را به میزان متفاوتی جذب می کنند [11]. بزرگی دوفامی دایروی از تفاضل ضرایب جذب نور قطبیده دایروی راستگرد و چپگرد بدست می آید:

(1-9)

شکل (1-2) به عنوان مثال طیف دوفامی دایروی یک پلی پپتید با آرایش مارپیچ-α و صفحه-β را نشان می دهد.

شکل (1-2) طیف دوفامی دایروی یک پلی پپتید با آرایش مارپیچ-α و صفحه-β [11].

1-2.چرخش فارادی

هرگاه یک دی الکتریک ایزوتروپیک در میدان مغناطیسی قرار داده شود و یک باریکه نور قطبیده خطی از آن در راستای میدان عبور داده شود، آنگاه شاهد چرخش صفحه قطبش نور خواهیم بود. به عبارت دیگر حضور میدان سبب فعالیت اپتیکی ماده می شود [8]. این پدیده در سال 1845 توسط مایکل فارادی[4] کشف گردید. میزان چرخش صفحه قطبش نور متناسب با اندازه میدان مغناطیسی و طول مسیر حرکت نور در محیط است، یعنی

(1-10)

معروف به ثابت وردت[5] است. مشخصه ماده می باشد. به عنوان مثال مقادیر ثابت وردت چند نمونه در نور زرد با طول موج 5890 آنگسترم در جدول (1-3) آورده شده است:

جدول (1-3) مقادیر ثابت وردت برای چند ماده [8].

(Minutes of Angle/per Oe/cm)	ماده
0009/0	فلوریت
012/0	الماس
050/0- 030/0	چخماق
036/0	سدیم کلراید

در حوزه فیزیک کلاسیک به منظور شرح اثر فارادی، می بایست معادله حرکت الکترون های مقید در حضور میدان مغناطیسی خارجی و میدان الکتریکی نوسانی نور را بررسی کرد. معادله دیفرانسیل حرکت الکترون عبارت است از:

(1-11)

در این معادله مکان الکترون از نقطه تعادل آن، ثابت فنر معادل، جرم الکترون و بار الکترون می باشد. به منظور ساده سازی محاسبات از نیروی کوچک حاصل از میدان مغناطیسی نور و نیز اثرات میرایی صرف نظر شده است. با فرض اینکه میدان بستگی زمانیدارد، نیز دارای بستگی زمانی هارمونیک مشابه است. پس می توان نوشت:

(1-12)

قطبش محیط است. در اینجا تعداد الکترون در واحد حجم محیط می باشد. بنابراین رابطه (1-12) را می توان بصورت زیر بازنویسی نمود:

(1-13)

رابطه برداری (1-13) معادل سه معادله برای مولفه های ، ، بردار قطبش است. با حل معادله می بینیم که هر مولفهبصورت خطی به میدان بستگی دارد. به عبارت دیگر

(1-14)

که تانسور پذیرفتاری است. از حل معادله (1-13) داریم:

(1-15)

به طوری که

(1-16)

فرکانس تشدید و فرکانس سیکلوترون است.

برای اینکه نشان دهیم ، تانسور پذیرفتاری محیط فعال اپتیکی است، کافی است معادله موج را حل کنیم. فرض می کنیم راستای انتشار نور، راستای است. معادله موج در حوزه فوریه عبارت است از

(1-17)

برحسب مولفه های داریم:

(1-18) (1-19) (1-20)

از رابطه (1-20) خواهیم داشت: . از روابط (1-18) و (1-19) شرط غیر صفر بودنورا می توان نوشت:

که حل آن عبارت است از

(1-21)

با جایگذاریkاز رابطه (1-21) در رابطه (1-18) یا (1-19) خواهیم داشت:

(1-22)

بنابراین نتیجه می گیریم دو مقدار بدست آمده برایkاز رابطه (1-21) متناظر با نور قطبیده دایروی راستگرد و چپگرد می باشند. پس به ترتیب ضرایب شکست مربوط به نور قطبیده دایروی راستگرد و چپگرد را می توان بصورت زیر نوشت:

مسئله………………………………………………………………………………………………………………………..11
1-2-ضرورت و اهمیت انجام تحقیق……………………………………………………………………………………………………13
1-3-اهداف تحقیق…………………………………………………………………………………………………………………..15
1-4-فرضیه های تحقیق…………………………………………………………………………………………………………….16
1-5-سوالات اساسی تحقیق……………………………………………………………………………………………………….16
1-6-تعاریف واژگان اساسی پژوهش……………………………………………………………………………………………17
1-7-روش پژوهش………………………………………………………………………………………………………………….19
فصل دوم ادبیات و مبانی نظری تحقیق……………………………………………………………………………………….21
مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………22
2-1-رسانه چیست………………………………………………………………………………………………………………….24
2-2-كاركردهای رسانه های جمعی…………………………………………………………………………………………….30
2-3-رسالترسانه هایجمعی………………………………………………………………………………………………….32
2-4-کارکردهای رسانه های جمعی در امر آموزش بهداشت و سلامت…………………………………………………..34
2-5-شهرنشینی، رسانه و سلامت اجتماعی…………………………………………………………………………………………46
2-6-نقش وکارکرد رسانه ها در زندگی روزمره…………………………………………………………………………………48
2-7-کارکردهای رسانه ها برای فرد…………………………………………………………………………………………..52
2-8-کارکردهای اجتماعی رسانه ها…………………………………………………………………………………………..53
2-9-وظایف اجتماعی وسایل ارتباط همگانی ……………………………………………………………………………………57
2-10-کارکردهای فرهنگی رسانه ها…………………………………………………………………………………………..58
2-11-کارکردهای دیگر رسانه ها………………………………………………………………………………………………59
2-12-روش های آموزش شهروندی……………………………………………………………………………………………63
2-13-نقش رسانه ها در آموزش مهارت های شهروندی……………………………………………………………………….64
2-14-تأثیر تکنولوژی های جدید بر آموزش شهروندی………………………………………………………………………..65
2-15-مبانی نظری پژوهش……………………………………………………………………………………………………….66
2-16-عصر دوم رسانه ها…………………………………………………………………………………………………………98
2-17-گونه شناسی رسانه ها……………………………………………………………………………………………………106
2-18-تعامل پذیری، نقطه عطف رسانه های نوین……………………………………………………………………………..107
2-19-مدل مفهومی پژوهش…………………………………………………………………………………………………….115

2-20-تاریخچه ایدز در جهان………………………………………………………………………………………………………….115
2-21-مرور سوابق داخلی و خارجی تحقیق………………………………………………………………………………………115
3-فصل سوم روش شناسی تحقیق………………………………………………………………………………………………144
مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………………….145
3-1-روش پژوهش…………………………………………………………………………………………………………………145
3-2-گام های اجرایی تحقیق……………………………………………………………………………………………………..147
3-3-جامعه آماری تحقیق………………………………………………………………………………………………………….148
3-4-نمونه و نمونه گیری………………………………………………………………………………………………………….148
3-5-معرفی ابزارهای جمع آوری اطلاعات………………………………………………………………………………………….148
3-6-روایی و پایایی…………………………………………………………………………………………………………………150
3-7-روش تجزیه و تحلیل داده ها……………………………………………………………………………………………….158
4-فصل چهارم تجزیه و تحلیل داده ها…………………………………………………………………………………………..160
مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………….161
4-1-آمار توصیفی………………………………………………………………………………………………………………………..161
4-2-آمار استنباطی……………………………………………………………………………………………………………………….175
5-فصل پنجم بحث و نتیجه گیری……………………………………………………………………………………………………183
5-1-دستاوردهای پژوهش…………………………………………………………………………………………………………….184
5-2-نتایج توصیفی………………………………………………………………………………………………………………………187
5-3-نتایج تبیینی…………………………………………………………………………………………………………………………191
5-4-محدودیت های تحقیق………………………………………………………………………………………………………….192
5-5-پیشنهادات و راهکارها…………………………………………………………………………………………………………..192
منابع………………………………………………………………………………………………………………………………………….195
پیوست……………………………………………………………………………………………………………………………………….200


فصل اول
کلیات پژوهش

مقدمه
قرن بیست ویکم از سوی سازمان آموزشی علمی و فرهنگی ملل متحد به نام عصر ارتباطات نام گذاری گردید . پدیده جهانی شدن و گسسته شدن مرزها بر اهمیت و ضرورت شناخت كاركردهای وسایل ارتباط جمعی و مخاطبان آن می افزاید . نظریه ها در هر علم اساس شناخت عناصر وروابط حاكم بر آن علم می باشد و به گونه ای اجتناب ناپذیر شناخت آنها بر هر طالب علمی در آن زمینه واجب می نماید . بدون شناخت دقیق و درست از اجزاء و عناصر شكل دهنده هر علم نمی توان در مورد آن به ارزیابی و پیش بینی پرداخت و جهت آنرا در تبیین پدیده ها تشخیص داد . علم ارتباطات از این قاعده مستثنی نبوده و نمی تواند باشد . با توجه به پیچیدگی های بالای علوم اجتماعی و به ویژه دانش ارتباطات كه ابعاد سیاسی، اجتماعی، فرهنگی ،اقتصادی ،حقوقی، فناوری و غیره را جملگی دربرمی گیرد تعداد نظرات در آن زیاد و تنوع دیدگاهها فراوان است(باقریان،1387) . از سوی دیگر فعالیت ارتباطی بشر كه از آغاز زیست جمعی و اجتماعی با او همراه بود دچار تحولات فراوان شده ودر هر عصر به نوعی خاص جلوگر شده است . اینك كه در هزاره سوم تمدن بشری وارد عصر ارتباطات و اطلاعات شده است بر توجه و اثربخشی علم ارتباطات افزوده شده است و یكی از مطرح ترین علوم در عرصه روابط بشری به حساب می آید . امروزه رسانه های جمعی و وسایل ارتباطی نقش مهمی در تمامی كشورها برعهده دارند . از جمله نقش مهم رسانه های جمعی در آموزش همگانی به بشر در جهت حفظ سلامت، بهداشت و پیشگیری از بیماری های واگیردار و خطرناک است. درك دنیای پیرامون و اطلاع از حوادث و رویدادها به خوبی تاثیرات وسایل ارتباط جمعی را برای ما روشن می سازد . در عصر جهانی شدن فرهنگ حالتی یكپارچه می یابد و در گذر زمان تغییر و تحولات زندگی بشر و پاسخگویی به نیازهای اساسی اندیشه ها و دانستنیها اهمیت وسایل ارتباط جمعی را محرز می نماید . گسترش تكنولوژی ارتباطات وایجاد تحولاتی شگرف در عرصه های مختلف فردی و اجتماعی سبب شده است تا بسیاری از صاحب نظران مسایل فرهنگی و اجتماعی این عصر را عصر ارتباطات نام گذاری كنند(بصیریان راد،1386).در فرایند گسترش فناوری اطلاعات و تأثیرگذاری آن در تاروپود زندگی مردم و جوامع انسانی سؤال اصلی این است كه در تكوین پدیده های مختلف فرهنگی، اجتماعی، سیاسی و اقتصادی رسانه ها چه جایگاه و نقش و كاركردی را دارند و چگونه می توان از این دستاورد امروزی بشر، بهترین استفاده را در جهت رشد و تعالی جوامع انسانی نمود(بیات سید شهابی،1386).

1-4-3-11-سرب.. 24

1-4-3-12- سلنیم.. 25

1-4-3-13- وانادیم.. 26

1-4-3-14- مولیبدن.. 28

1-4-3-15- آلومینیم.. 29

1-4-3-16- آنتیموان.. 31

1-4-4- عوامل مؤثر بر تحرک مجدد فلزات سنگین در رسوبات.. 32

1-4-5- ورود، متابولیسم و حذف فلزات سمناک از بدن.. 33

1-5-هیدروکربنهای آروماتیک چند حلقه ای… 35

1-5-1- منشأ هیدروکربن های آروماتیک چندحلقه ای.. 38

1-5-1-1- منابع طبیعی.. 41

1-5-1-2- منابع انسان زاد. 43

1-5-2- چگونگی قرارگیری در معرض هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای.. 45

1-5-3- راه های ورود و خروج هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای از بدن.. 46

1-5-4- تأثیر هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای بر سلامت… 46

1-5-4-1- اثر بر سیتم ایمنی بدن.. 46

1-5-4-2- سرطان.. 47

1-5-4-3- سایر اثرها بر سلامتی.. 48

1-5-5- هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای در محیط آبی.. 49

1-5-6- هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای در محیط رسوب.. 50

عنوان صفحه

1-6- مطالعات پیشین… 51

1-7- اهداف تفصیلی رساله.. 53

فصل دوم: موقعیت جغرافیایی و زمین شناسی منطقه مطالعاتی… 55

2-1- مقدمه.. 56

2-2- ویژگی­های جغرافیایی استان خوزستان.. 57

2-3- ویژگی آب و هوایی منطقه.. 61

2-4- زمین شناسی منطقه.. 61

2-5- چینه­نگاری ناحیه مورد مطالعه.. 62

2-5-1-چینه­نگاری نواحی جنوب، غرب و جنوب شرق استان.. 63

2-5-1-1- سازند گچساران.. 64

2-5-1-2- سازند میشان.. 65

2-5-1-3- سازند آغاجاری.. 66

2-5-1-4- بخش لهبری.. 67

2-5-1-5- سازند بختیاری.. 67

2-5-1-6- نهشته­های کواترنر. 68

2-5-2- چینه­نگاری نواحی شمال، شمال شرق و شمال غرب.. 68

2-5-2- 1- سازند سورمه. 69

2-5-2- 2-سازند کژدمی.. 70

2-5-2- 3-سازند سروک… 70

2-5-2- 4-سازند سورگاه. 71

عنوان صفحه

2-5-2- 5-سازند ایلام. 72

2-5-2-6- سازند گورپی.. 72

2-5-2-7-سازند پابده. 73

2-5-2-8- سازند آسماری.. 73

2-6-حوضه آبریزرودخانه كارون.. 74

2-6-1-بخش میانی حوضه آبریز کارون بزرگ… 77

2-6-2- بخش غربی حوضه آبریز کارون بزرگ… 78

2-6-3- ریخت­شناسی(Morphology) 79

2-6-4- سدهای موجود در منطقه مطالعاتی.. 81

2-6-5- فرسایش پذیری منطقه مطالعاتی.. 85

2-6-6-شاخه­بندی حوضه آبریز کارون در استان خوزستان.. 89

فصل سوم: مواد و روش ها. 93

3-1- نمونه برداری از رسوبات حوضه آبریز کارون.. 94

3-2- روش نمونه برداری از رسوب… 98

3-3- تعیین پارامترهای فیزیکوشیمیایی رسوب… 101

3-3-1- pH.. 101

3-3-2- هدایت الکتریکی(Electrical Conductivity) 102

3-3-3- ماده آلی.. 103

3-3-4- ظرفیت تبادل کاتیونی.. 106

3-3-5- تعیین بافت رسوب.. 108

عنوان صفحه

3-4- تحلیل داده ها 111

3-4-1- روش های زمین شیمیایی تحلیل داده ها 111

3-4-1-1- ضریب تمایز. 111

3-4-1-2- ضریب غنی شدگی.. 111

3-4-1-3- شاخص زمین انباشت… 113

3-4-1-4- شاخص خطر بالقوه بومشناختی.. 114

3-4-1-5- دستورالعمل های کیفیت رسوب.. 115

3-4-2- روش های آماری.. 118

3-4-2-1- آمار توصیفی.. 119

3-4-2-2- ضریب همبستگی.. 119

3-4-2-4- تحلیل مؤلفه های اصلی.. 120

3-4-2-3- تحلیل خوشه ای.. 121

3-5- ارزیابی آلودگی هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه­ای در رسوبات… 122

3-6- ترکیبات PAH سرطان زا و غیر سرطان زا 124

3-7- شناسایی منشأ هیدروکربن­های آروماتیک چندحلقه ای در رسوبات… 126

فصل چهارم: فلزات سنگین در رسوبات حوضه آبریز کارون… 130

4-1- مقدمه.. 131

4-2- پارامترهای فیزیکوشیمیایی آب رودخانه.. 131

4-3- پارامترهای فیزیکوشیمایی رسوب… 133

4-4- نتایج تجزیه نمونه های رسوب برای تعیین غلظت فلزات سنگین… 141

عنوان صفحه

4-4-1- مولیبدن.. 142

4-4-2- مس…. 144

4-4-3- سرب.. 145

4-4-4- روی.. 146

4-4-5- نیکل.. 148

4-4-6- کبالت… 149

4-4-7- منگنز. 150

4-4-8- آهن.. 151

4-4-9- آرسنیک… 152

4-4-10- کادمیم.. 153

4-4-11- آنتیموان.. 154

4-4-12- وانادیم.. 155

4-4-13- کروم. 156

4-4-14- آلومینیم.. 157

4-4-15- جیوه. 159

4-5- مقایسه میانگین غلظت عناصر رسوبات حوضه آبریز رودخانه کارون با رودخانه های جهان.. 160

4-6- تحلیل زمین شیمیایی داده ها 163

4-6-1- ضریب تمایز. 163

4-6-2- ضریب غنی شدگی.. 169

4-6-3- شاخص زمین انباشت… 177

4-6-4- شاخص خطر بالقوه بوم شناختی.. 181

4-6-7- شاخص کیفیت رسوب.. 184

عنوان صفحه

4-7- تحلیل آماری داده ها 187

4-7-1- ضریب همبستگی.. 192

4-7-2- تحلیل خوشه ای.. 196

4-7-3- تحلیل عاملی.. 198

فصل پنجم: هیدروکربن های آروماتیک چندحلقه­ای در رسوبات حوضه آبریز کارون. 203

5-1- مقدمه.. 204

5-2- نتایج تجزیه هیدروکربن های آروماتیک چندحلقه ای در رسوب حوضه آبریز کارون.. 204

5-2-1- نفتالن: 207

5-2-2- اَسنفتن: 208

5-2-3- فلورن: 209

5-2-4-فنانترن: 211

5-2-5- آنتراسن: 212

5-2-6- فلورانتن: 213

5-2-7- پایرن: 215

5-2-8- بنزو(a) آنتراسن: 216

5-2-9-کرایزن: 217

5-2-10- بنزو(e) پایرن: 218

5-2-11- بنزو(b) فلورانتن: 220

5-2-12- بنزو(K) فلورانتن: 221

5-2-13- بنزو(a) پایرن: 222

عنوان صفحه

5-2-14- دی بنزو(a,h) آنتراسن: 224

5-2-15- بنزو(ghi) پریلن: 225

5-2-16-ایندنو(1,2,3-cd) پایرن: 226

5-3- مجموع هیدروکربن های آروماتیک چندحلقه ای(PAHs∑). 229

5-4- راهنمای کیفیت رسوب… 231

5-5- مقایسه غلظت PAHهای رسوب حوضه آبریز کارون با برخی از رودخانه های جهان.. 236

5-6- PAHهای سرطان زا و غیرسرطان زا در نمونه های رسوب… 237

5-7- تعیین میزان سمناکی نمونه های رسوب… 240

5-8- ترکیب PAHها بر اساس تعداد حلقه ها 241

5-9- تعیین منشأهای احتمالی PAHها با استفاده از نسبت های ایزومری… 243

5-10- تحلیل آماری داده ها 247

5-10-1- تحلیل عاملی.. 251

5-12-2- تحلیل خوشه ای.. 254

فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات… 256

6-1- نتیجه گیری… 257

6-2- پیشنهادات… 264

Abstract 278

منابع فارسی… 265

منابع انگلیسی… 268

مقدمه

توسعه سریع فعالیت های بشر از قبیل معدنکاری، صنعت و کشاورزی در چند دهه اخیر به طور پیوسته به افزایش آلودگی محیط زیست منجر شده است. در این میان، سامانه های آبی زمینی و به ویژه رودخانه ها در برابر آلودگی آسیب پذیرتر هستند. در این سامانه ها بسیاری از آلاینده ها جذب سطحی رسوبات می شوند، بنابراین می توان از رسوب برای پایش آلودگی در سامانه های آبگین استفاده کرد. ترکیب رسوبات علاوه بر شرایط طبیعی، نشان دهنده فعالیت های انسان در حوضه آبریز است. آلودگی فلزات سنگین و ترکیبات آروماتیک چند حلقه ای از جمله نگرانی های زیست محیطی هستند که می توانند از منابع مختلف انسان زاد و زمین زاد وارد سامانه های رودخا نه ای شوند. فلزات سنگین به دلیل پایداری محیطی، تمرکز و سمناکی زیست شناختی، جذب و واجذب، پتانسیل اکسایش-کاهش، ته نشست، انحلال پذیری، کیلیتی شدن و خطرات بوم شناختی توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. هیدروکربن های آروماتیک چندحلقه ای نیز به دلیل سمناکی پایدار، آسیب به ژن ها، سرطان زایی و اثر منفی بر تولیدمثل در مطالعات زیست محیطی اهمیت زیادی دارند. بررسی زمین شیمی رسوبات آبگین، اطلاعات مهمی در مورد عناصر(به ویژه فلزات بالقوه سمی حل شده، معلق و ته نشین شده) و اطلاعات مهمی در مورد تاریخچه و فعالیت های حاکم بر منطقه در اختیار پژوهشگر قرار می دهد. رسوبات آلوده شاخص های بسیار مهم آلودگی محیط های آبگین هستند، بنابراین برای پی بردن به شرایط سامانه آبگین بررسی زمین شیمیایی رسوب بسیار ضروری است.

1-2- زمین شیمی زیست محیطی

بسیاری از مباحث زیست محیطی نیازمند آشنا بودن با اصول زمین شیمی، و تحرک آلاینده هاست. زمین شیمی زیست محیطی مفهومی گسترده است که می تواند شامل هر فرایند زمین شیمیایی در سطح یا نزدیک به سطح زمین باشد که با سامانه ها و فرایندهای بی شماری در ارتباط است. در واقع مطالعات زمین شیمی زیست محیطی بیشتر بر فرایندهای شیمیایی مؤثر بر انسان و محیط زیست آن متمرکز است. این مطلب می تواند شامل شیمی آلاینده ها(در آب، خاک و هوا)، فروکاهی منابع طبیعی از جمله تغییر شیمیایی و تغییر اقلیم باشد(O’Day, 1999). این علم با شرایط زیست شناختی، شیمیایی و فیزیکی محیط مانند دما، حالت ماده، اسیدینگی، پتانسیل اکسایش-کاهش، هدایت الکتریکی و فعالیت باکتریایی در ارتباط است. تمام این عوامل بر تحرک، گسترش، توزیع، ته نشینی و غلظت فلزات و شبه فلزات بالقوه سمناک که به تندرستی اندامگان ها در یک بوم سامانه آسیب می رساند، اثر دارد. داده های زمین شیمیایی زیست محیطی، شرایط نابی را تعیین می کند که در آن تهدیدی برای ساکنین یک بوم سامانه وجود نداشته باشد، خواه این خطرات ناشی از نفوذ شیمیایی حاصل از هوازدگی سنگ ها و تخریب آن ها باشد و خواه از محیط زیستی باشد که در آن خطر آلودگی عناصر شیمیایی از فعالیت های انسانی ناشی می شود(Siegel, 2002). بنابراین ابتدا باید محیط هایی را که در معرض خطر آلودگی (طبیعی یا انسانزاد) هستند شناسایی و سپس این خطرها را توصیف و با استفاده از روشهای فیزیکی، شیمیایی و زیست شناختی آنها را کاهش داده، و یا از بین برد. به این منظور ابتدا باید رفتار زمین شیمیایی عناصر به خوبی شناخته شود (Wong et al, 2006). نقش زمین شیمیدان ها، بررسی غلظت بالای فلزات بالقوه سمناک در یک بوم سامانه، و پی بردن به منابع احتمالی فلزات است. زمین شیمیدان ها اصول تحرک پذیری شیمیایی در فازهای گازی، جامد و مایع را برای تعیین سرنوشت و مسیرهای ورودی فلزات به بوم سامانه ها به کار گرفته، و غلظت طبیعی هر نمونه را تعیین می کنند تا سلامت اندامگان ها، و محیط های در ارتباط با آن ها را کنترل کنند. زمین شیمیدان ها به پاسخ فلزات آلاینده به شرایط فیزیکی، شیمیایی و زیست شناختی پی برده و مؤثرترین، اقتصادی ترین و اجتماعی ترین روش ها را برای حل مشکل آلایندگی فلزات سمی موجود به کار می برند. از این دانش برای برنامه ریزی پروژه های توسعه، همراه با جلوگیری از تخریب های آتی ناشی از ورود آلاینده های فلزی بالقوه سمی به محیط استفاده می شود(Siegel, 2002).

1-3- محیط زمین­شیمیایی رسوب و ارزیابی زیست محیطی آن

1-2-1- معرفی و تاریخچه مواد خودترمیم شونده 28

1-2-2- روند خودترمیمی در پلیمرها 31

1-2-2-1- طراحی مواد خود ترمیم شونده 31

1-2-2-2- انواع مكانیزم های خودترمیمی در پلیمرها 31

1-2-2-2-1- خودترمیمی ذاتی در پلیمرها 31

1-2-2-2-2- خودترمیمی غیرذاتی در پلیمرها 38

1-2-2-2-3- ارزیابی بازده خودترمیمی.. 43

1-2-3- مروری بر كامپوزیت های پلیمری خودترمیم شونده حاوی الیاف توخالی.. 44

1-2-4- كاربرد پلیمرها و كامپوزیت های خودترمیم شونده 54

1-2-4-1- پوشش های ضدخراش… 54

1-2-4-2- صنایع پزشکی.. 55

1-2-4-3- صنایع هوافضا 55

1-2-4-4- صنایع نفت، گاز و پتروشیمی.. 56

1-2-4-5- سایر كاربردها 56

1-3-اهداف اصلی از انجام پژوهش….57

فصل دوم: مواد، تجهیزات و روش های آزمایش…. 58

2-1-معرفی مواد.59

2-1-1- رزین اپوكسی.. 59

2-1-2- الیاف و پارچه شیشه. 61

2-1-3- لوله های موئین شیشه ای.. 63

2-1-4- سیلیكون قالب گیری.. 65

2-2-تجهیزات آزمایش….66

2-2-1- تجهیزات مورد نیاز برای قالب گیری.. 66

2-2-2- تجهیزات مورد نیاز برای ساخت نمونه كامپوزیت مشبك… 68

2-2-3- نگهدارنده آزمون خمش سه نقطه ای.. 70

2-2-4- دستگاه آزمون خمش سه نقطه ای.. 73

2-2-5- سیستم اعمال فشار بر روی نمونه های كامپوزیتی مشبك… 74

2-3-روش انجام آزمایش….74

2-3-1- ساخت قالب سیلیكونی.. 76

2-3-2- روش ساخت نمونه های كامپوزیتی مشبك خودترمیم شونده 79

2-3-2-1- محاسبات مربوط به وزن و درصد حجمی مواد مورد نیاز برای ساخت نمونه. 79

2-3-2-2- برش الیاف و پارچه شیشه. 83

2-3-2-3- ساخت شبكه خودترمیم شونده 83

2-3-2-4- ساخت نمونه كامپوزیت مشبك (خودترمیم شونده و شاهد) 85

2-3-2-5- كدگذاری نمونه ها 89

2-3-3- تخریب نمونه های خودترمیم شونده 92

2-3-4- آزمون خمش سه نقطه ای.. 93

فصل سوم: نتایج و بحث…94

3-1-نتایج آزمون خمش نمونه های كامپوزیت مشبك….95

3-1-1- نمونه های شاهد. 95

3-1-2- نمونه های خودترمیم شونده 108

3-1-2-1- تخریب نمونه های خودترمیم شونده 108

3-1-2-2- محاسبه بازده ترمیم و تعیین درصد حجمی بهینه مواد خودترمیم شونده 111

3-1-2-3- تعیین مدت زمان بهینه مورد نیاز برای ترمیم. 120

3-2-نتایج آزمون خمش نمونه های اپوكسی مشبك….121

3-2-1- نمونه های شاهد. 121

3-2-2- نمونه های خودترمیم شونده 125

3-2-2-1- تخریب نمونه های خودترمیم شونده 125

3-2-2-2- محاسبه بازده ترمیم و تعیین درصد حجمی بهینه مواد خودترمیم شونده 127

3-2-2-3- تعیین مدت زمان بهینه مورد نیاز برای ترمیم. 137

فصل چهارم: نتیجه گیری و پیشنهادها 138