چکیده

 

 

بررسی میزان ترکیبات فنلی و پتانسیل آنتی اکسیدانی گیاه برگ بو (Laurus nobilis L.)  طی مراحل مختلف رشد

 

به کوشش

لیلا باجولی

 

در پژوهش حاضر پتانسیل آنتی اکسیدانی، میزان ترکیبات فنلی و ترکیبات اسانس برگ قسمتهای مختلف شاخه گیاه برگ بو (Laurus nobilis L.) بررسی گردید. همچنین اثرات آللوپاتیک عصاره آبی برگهای شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان کلروفیل، کاروتنوئید و فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز برگ گیاهچه های گندم و شاهی مورد مطالعه قرار گرفت. پتانسیل آنتی اکسیدانی با بهره گرفتن از روش DPPH(1,1- diphenyl 2-picryl-hydrazyl)، میزان ترکیبات فنلی کل با بهره گرفتن از روش Folin-Ciocalteu و ترکیبات اسانس برگها با روش GC/MS ارزیابی گردید. پتانسیل آنتی اکسیدانی برگها بین 856/1 ± 67/40 تا 333/0 ± 67/59 میکرومول ترولکس بر گرم وزن خشک متغیر بود. بیشترین پتانسیل آنتی اکسیدانی در برگهای شاخه غنچه دار برگ بو مشاهده شد. میزان ترکیبات فنلی کل برگها بین 045/0 ± 56/5 تا 139/0 ± 22/12 میلی گرم گالیک اسید بر گرم وزن خشک اندازه گیری شد. بیشترین میزان ترکیبات فنلی کل مربوط به برگهای شاخه بدون میوه و غنچه برگ بو مشاهده شد. اسانس گیری با دستگاه کلونجر نشان داد که برگهای شاخه غنچه دار برگ بو با 53/1% بیشترین بازده را داشته است. در اسانس برگهای قسمتهای مختلف شاخه 3 ترکیب 1,8-Cineole، a-Terpinyl acetate و Sabinene بیشترین درصد را دارا بوده اند. در بررسی اثرات آللوپاتیک عصاره ی آبی برگهای شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر گیاهچه های گندم و شاهی، میزان کلروفیل در اکثر موارد تغییر معنی داری در سطح 05/0 = a نسبت به گیاهچه- های شاهد نداشته است. همچنین میزان کاروتنوئید نیز در اکثر غلظتهای عصاره مشابه گیاهچه-های شاهد بوده است. در رابطه با فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز، عصاره باعث افزایش فعالیت آنزیم در هر دو گیاهچه گردیده است. نتایج نشان دادند که فعالیت آنتی اکسیدانی و میزان ترکیبات فنلی برگهای شاخه های غنچه دار، میوه دار و بدون غنچه و میوه گیاه برگ بو با یکدیگر متفاوت میباشد. همچنین به علت بالا بودن میزان ترکیب 1,8-Cineole در ترکیبات اسانس و اهمیت کاربردی آن، می توان از اسانس برگ بو در سطح صنعتی استفاده نمود.

 

کلمات کلیدی: برگ بو، پتانسیل آنتی اکسیدانی، ترکیبات فنلی، اسانس، اثرات آللوپاتیک

 

 

 

 

 

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                   صفحه

 فصل اول: مقدمه

1-1-نقش دفاعی متابولیت های ثانویه در شرایط تنش… 2

1-2-رادیکال های آزاد و اثرات سوء آن بر گیاه 3

1-3-مکانیسم های دفاعی گیاهان در برابر گونه های فعال اکسیژن (ROS)ها 5

1-4-اهمیت آنتی اکسیدان های گیاهی. 6

1-5-ویژگی های آنتی اکسیدانی تركیبات فنلی. 8

1-6-مبحث اسانس… 9

1-6-1-روغن های اسانسی.. 9

1-6-2-مصارف و کاربرد روغن های اسانسی.. 9

1-6-3-روش های استخراج روغن های اسانسی.. 10

1-6-4-روش های جداسازی ترکیبات روغن های اسانسی.. 11

1-6-4-1-روش کروماتوگرافی گازی(GC) 11

1-6-5-بررسی تکنیک کروماتوگرافی گازی-طیف سنج جرمی (GC/MS) 13

1-7-مبحث آللوپاتی. 13

1-8-خصوصیات کلی تیره برگ بو 16

1-9-خصوصیات گیاه شناسی گیاه برگ بو 16

عنوان                                                                                                             صفحه

 

1-10-خصوصیات اکولوژیکی گیاه برگ بو 17

1-11-خواص درمانی گیاه برگ بو 18

1-12-سایرکاربردهای گیاه برگ بو 19

 

فصل دوم: مروری بر پژوهش های پیشین

2-1-پژوهش های انجام شده در زمینه ی اندازگیری فعالیت آنتی اکسیدانی گیاهان. 21

2-2-پژوهش های انجام شده در زمینه ی اندازه گیری میزان ترکیبات فنلی گیاهان. 23

2-3-پژوهش های انجام شده در زمینه ی شناسایی ترکیبات موجود در اسانس گیاهان. 24

2-4-پژوهش های انجام شده در زمینه ی اندازگیری فعالیت آللوپاتی گیاهان. 26

اهداف پژوهش… 29

 

فصل سوم: مواد و روش ها

3-1-جمع آوری و آماده سازی برگهای گیاه برگ بو 31

3-2-عصاره گیری. 33

3-2-1-تهیه عصاره متانولی.. 33

3-2-2-تهیه عصاره آبی.. 33

3-3-تعیین پتانسیل آنتی اکسیدانی با بهره گرفتن از روش DPPH.. 33

عنوان                                                                                                                صفحه

 

3-3-1-مواد و محلول های مورد نیاز 34

3-3-2-روش آزمایش…. 34

3-3-3-تهیه محلول استاندارد. 35

3-4-اندازه گیری میزان ترکیبات فنلی کل (Total Phenolics) با بهره گرفتن از معرف Folin-Ciocalteu. 36

 

3-4-1-مواد و محلول های مورد نیاز 36

3-4-2-روش آزمایش…. 37

3-4-3-تهیه محلول استاندارد. 38

3-5-بررسی ترکیبات اسانس برگ گیاه برگ بو 39

3-5-1-اسانس گیری.. 39

3-5-2-آزمایش های مربوط به تعیین ترکیبات موجود در اسانس برگ گیاه برگ بو. 39

3-5-2-1-معرفی دستگاه كروماتوگراف گازی متصل به طیف سنج جرمی  (GC/MS) 39

3-6-بررسی پتانسیل آللوپاتی عصاره آبی گیاه برگ بو 40

3-6-1-اثر عصاره آبی برگ گیاه برگ بو بر میزان کلروفیل و کاروتنوئید برگ گیاهچه های گندم و شاهی  40

3-6-1-1-مواد و محلول های مورد نیاز 40

عنوان                                                                                                                صفحه

 

3-6-1-2-آماده سازی گیاهان. 41

3-6-1-3-روش آزمایش… 41

3-6-2-اثر عصاره آبی برگ گیاه برگ بو بر میزان فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز استخراج شده از برگ گیاهچه های گندم و شاهی.. 42

3-6-2-1-مواد و محلول های مورد نیاز 42

3-6-2-2-آماده سازی گیاهان. 43

3-6-2-3-استخراج آنزیم گایاكول پراكسیداز 43

3-6-2-4-تعیین فعالیت آنزیم. 43

تجزیه و تحلیل آماری داده ها 45

 

فصل چهارم: نتایج

4-1-پتانسیل آنتی اکسیدانی برگ قسمت های مختلف شاخه گیاه برگ بو با بهره گرفتن از DPPH.. 47

4-2- میزان ترکیبات فنلی کل (Total Phenolics) با بهره گرفتن از معرف Folin-Ciocalteu. 51

4-3-مقایسه بازده اسانس برگ قسمت های مختلف شاخه گیاه برگ بو 54

4-4-شناسایی ترکیبات موجود در اسانس برگ گیاه برگ بو 55

عنوان                                                                                                             صفحه

 

4-4-1-شناسایی ترکیبات موجود در اسانس برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو. 55

4-4-2-شناسایی ترکیبات موجود در اسانس برگ های شاخه میوه دار گیاه برگ بو. 55

4-4-3-شناسایی ترکیبات موجود در اسانس برگ های شاخه بدون میوه و غنچه گیاه برگ بو 56

4-4-4-مقایسه بین ترکیبات عمده موجود در اسانس برگ قسمت های مختلف شاخه گیاه برگ بو 62

4-5-پتانسیل آللوپاتی عصاره آبی گیاه برگ بو 63

4-5-1-اثر عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان کلروفیل برگ گیاهچه های گندم و شاهی  63

4-5-2-اثر عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان کاروتنوئید برگ گیاهچه های گندم و شاهی  64

4-5-3-اثر عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز استخراج شده از برگ گیاهچه های گندم و شاهی.. 67

 

فصل پنجم: بحث

5-1-پتانسیل آنتی اکسیدانی برگ قسمت های مختلف شاخه گیاه برگ بو با بهره گرفتن از روش DPPH.. 70

 

عنوان                                                                                                             صفحه

 

5-2-میزان ترکیبات فنلی کل (Total Phenolics) با بهره گرفتن از معرف Folin-Ciocalteu. 71

5-3-شناسایی ترکیبات موجود در اسانس برگ گیاه برگ بو 71

5-4-بررسی پتانسیل آللوپاتی عصاره آبی گیاه برگ بو 73

5-4-1-اثر عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان کلروفیل برگ گیاهچه های گندم و شاهی  73

5-4-2-اثر عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان کاروتنوئید برگ گیاهچه های گندم و شاهی  73

5-4-3-اثر عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز استخراج شده از برگ گیاهچه های گندم و شاهی.. 74

نتیجه گیری کلی. 75

پیشنهادات پژوهشی آینده 76

فهرست منابع فارسی. 77

فهرست منابع انگلیسی. 78

 

فهرست جدول ها

عنوان                                                                                                                        صفحه

 

جدول3-1- مخلوط واكنش جهت سنجش فعالیت آنزیم گایاكول پراكسیداز 44

بر حسب میلی گرم در میلیلیتر و درصد مهار رادیکال های آزاد DPPH توسط عصاره ی برگ های شاخه. 51

جدول 4-2 میزان ترکیبات فنلی کل عصاره ی متانولی برگ های شاخه بر حسب میلی گرم گالیک اسید بر گرم وزن خشک   54

جدول 4-3- بازده اسانس برگ های قسمت های مختلف شاخه گیاه برگ بو 54

جدول 4-4- ترکیبات تشکیل دهنده اسانس برگ گیاه برگ بو 57

 

 

 

 

 

 

 

 

فهرست شکل ها

عنوان                                                                                                                        صفحه

 

شکل 3-1-شاخه گیاه برگ بو…………………………………………………………………………………………………32

شکل 3-2-قسمت های مختلف شاخه برگ بو، شاخه غنچه دار(الف)، شاخه میوه دار(ب)، شاخه بدون غنچه و میوه(ج)………………………………………………………………………………………………………………32

شکل 4-1- منحنی استاندارد ترولکس بر حسب میکرومول. 49

) عصاره متانولی برگ های شاخه غنچه دار(الف)، برگ های شاخه میوه دار(ب) و برگ های شاخه بدون میوه و غنچه(ج) بر جذب محلول DPPH. 50

شکل 4-3- منحنی استاندارد گالیک اسید برحسب میکروگرم درمیلی لیتر 52

) عصاره متانولی برگ های شاخه غنچه دار(الف)، برگ های شاخه میوه دار(ب) و برگ های شاخه بدون میوه و غنچه(ج) 53

شکل 4-5- کروماتوگرام اسانس برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو. 59

شکل 4-6- کروماتوگرام اسانس برگ های شاخه میوه دار گیاه برگ بو. 60

شکل 4-7- کروماتوگرام اسانس برگ های شاخه بدون غنچه و میوه گیاه برگ بو………………..61

شکل 4-8- مقایسه بین ترکیبات عمده موجود در اسانس برگ قسمت های مختلف شاخه گیاه برگ بو 62

عنوان                                                                                                                        صفحه

 

شکل 4-9- اثر غلظت های مختلف عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان کلروفیل برگ گیاه تک لپه گندم (الف) و گیاه دولپه شاهی (ب).. 65

شکل 4-10- اثر غلظت های مختلف عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان کاروتنوئید برگ گیاه تک لپه گندم (الف) و گیاه دولپه شاهی (ب).. 66

شکل 4-11- اثر غلظت های مختلف عصاره آبی برگ های شاخه غنچه دار گیاه برگ بو بر میزان فعالیت آنزیم گایاکول پراکسیداز از برگ گیاه تک لپه گندم (الف) و گیاه دولپه شاهی (ب).. 68

 

مقدمه

 

بشر در طول قرن ها به گیاهان به عنوان منبعی از کربوهیدرات، پروتئین و چربی وابستگی کامل داشته است. عمدتاً یکسری از واکنش های شیمیایی که واسطه آنزیمی دارند، در گیاه زنده به عنوان متابولیسم شناخته می شوند. این واکنش های شیمیایی با هم هماهنگ شده تا مسیرهای متابولیکی که در آنها سنتز مولکولهایی مثل قندها، اسیدهای آمینه، اسیدهای چرب عمده، نوکلئوتیدها و پلیمرهای حاصل از آنها (DNA RNA,) انجام می شود، به دست آیند. این تجمع به عنوان متابولیسم اولیه در نظر گرفته می شود و ترکیبات تولید شده که برای زنده ماندن و سالم ماندن گیاه لازم هستند متابولیت اولیه نامیده می شوند. همچنین در گیاهان، مسیرهای متابولیکی دیگری نیز وجود دارد که محصول این مسیرها برای گیاه کاملاً مشخص نیست که به این ترکیبات متابولیت های ثانویه اطلاق می گردد و به مسیر تولید آنها متابولیسم ثانویه می- گویند.

متابولیت های اولیه در بین تمام گیاهان مشترک هستند ولی نوع و میزان متابولیت های ثانویه از یک گونه گیاهی به گونه ای دیگر ممکن است متفاوت باشد. متابولیت های ثانویه گیاهی براساس نحوه بیوسنتز به ترپن ها، فنولیک ها و ترکیبات ازت دار تقسیم می شوند [Taiz & [Zeiger, 2002.

 

1-1-نقش دفاعی متابولیت های ثانویه در شرایط تنش

با توجه به این كه امروزه نقش دفاعی متابولیت های ثانویه برای همه تقریباً پذیرفته شده است، اما هنوز بررسی سازوكار تأثیر تنش های محیطی بر تولید این مواد تصویر پیچیده و مبهمی پیش روی ما می گذارد.

به طور کلی می توان گفت گیاهان، طیف وسیعی از تنش‌های محیطی را که نهایتاً منجر به بروز

تنش اکسیداتیو در گیاه می‌شود، درک می کنند. مکانیسم مقاومت در برخی از تنش‌ها، به صورت یک ارتباط درونی و نتیجه یک برنامه ریزی هماهنگ و پیچیده است [Blokhina et al., [2003.

تنش های محیطی بر رشد و نمو، ساختار فیزیولوژیک گیاه، سنتز پروتئین ها، فعالیت های آنزیمی و غیرآنزیمی، تنفس سلولی و متابولیسم سلولی تأثیر دارند. قرار گرفتن در معرض تنش، ممکن است باعث افزایش تولید گونه های فعال اکسیژن و ایجاد تنش اکسیداتیو شود[Lewitt, [2009.

تنش اکسیداتیو سبب تغییرات فیزیولوژیک و القای پاسخ های متابولیک خاص با القای سنتز برخی از متابولیت های ثانویه مانند آنتوسیانین ها، ترکیبات فنلی و فلاونوئیدی و پرولین برای کنترل و خنثی کردن رادیکال های آزاد می شود. هر کدام از این مواد دارای ساختار و خصوصیات بیوشیمیایی منحصر به فرد است و با مکانیسم های متفاوتی در جاروب کردن رادیکال های اکسیژن شرکت می کنند و در نتیجه باعث افزایش مقاومت سلول در مقابل عوامل تنش زا می- شود[Mittler, 2004].

متابولیت های ثانویه گیاهان از جمله فنل و فلاونوئید کل با پتانسیل قوی برای پاکسازی رادیکالهای آزاد در تمام قسمت های مختلف گیاهان مانند برگ، میوه، دانه، ریشه و پوست وجود دارند.

1-2-رادیکال های آزاد و اثرات سوء آن بر گیاه

دکتر دنهام هارمون اولین کسی بود که رادیکال های آزاد را کشف و به ارتباط بین رادیکال های آزاد و فرایند پیری در انسان اشاره کرد. وی زمانی نظریه ی خود را ارائه کرد که توانست با دادن مواد ضداکسایشی مختلف به برخی

فصل اول. 1

مقدمه. 1

1-1  قراردادِ یکایی.. 1

1-2  معرفی مفاهیم ارجاعی: ذرات نقطه‌ای، ریسمان‌ها و لایه‌ها 3

1-3  انگیزه، هدف و ساختار تحقیق.. 10

فصل دوم. 17

گرانش در ابعاد بالا. 17

2-1  بُعد چهارم و نظریه نسبیت عام اینشتین.. 17

2-2  نظریه میدان‌های کلاسیکی: فرمول‌بندی لاگرانژی میدان‌های گرانشی.. 25

2-3  کُنشِ مرزی نظریه نسبیت عام. 27

2-4  ایزومتری و میدان‌های برداری کیلینگ.. 28

2-5  جواب‌های نظریه نسبیت عام. 29

2-5-1  فضازمانِ آنتی دوسیته در  بُعد. 30

2-5-2  حل استاتیک باردار  بُعدی معادلات میدان اینشتین در حضور ثابت کیهان‌شناسی   31

2-6  گرانش لاولاک: گسترش استاندارد نسبیت عام به ابعاد بالا. 32

2-7  کُنش مرزی در گرانش لاولاک مرتبه سوم. 36

2-8  روش کانترترم و رفع واگرایی در محاسبه کمیت‌های پایا 37

فصل سوم. 42

نظریه­ی الکترودینامیک غیرخطی.. 42

3-1    الکترودینامیک ماکسول. 43

3-1-1  جرم الکترومغناطیسی و مسئله­ واگرائی خودانرژی بارهای نقطه­ای.. 45

3-1-2  اصل برهم­نهی خطی در نظریه ماکسول. 47

3-2  نظریه الکترودینامیک غیرخطی.. 48

3-2-1  معادلات میدان در نظریه الکترودینامیک غیرخطی.. 51

3-2-2  محاسبه‌ی شدت میدان مطلق … 55

3-2-3  معادلاتِ موج در نظریه­ های الکترودینامیک غیرخطی.. 56

3-3  جمع­بندی.. 58

فصل چهارم. 60

ترمودینامیک سیاه‌چاله‌ها در گرانش لاولاک… 60

4-1  ترمودینامیک سیستم­ها در طبیعت.. 61

4-2 ترمودینامیک سیاهچاله­ها 64

4-3 ترمودینامیک سیاهچاله­ها در گرانش خمش مراتب بالا. 68

4-4  کمیت­های ترمودینامیکی.. 70

4-4-1 بار الکتریکی.. 70

4-4-2 پتانسیل الکتریکی.. 71

4-4-2 سرعت زاویه‌ای.. 71

فصل پنجم. 73

ترمودینامیک جواب­های گرانش لاولاک مرتبه سوم در حضور کلاس­های نمائی و لگاریتمی نظریه الکترودینامیک غیرخطی.. 73

5-1  کُنش و معادلات میدان گرانش لاولاک مرتبه سوم در حضور میدان­های الکترومغناطیسی غیرخطی   74

5-2 جوابهای سیاهچاله­های باردار استاتیک در گرانش لاولاک مرتبه سوم در حضور شکل­های نمائی و لگاریتمی الکترودینامیک غیرخطی.. 75

5-2-1  جواب­های باردار استاتیک 1+6 بُعدی.. 79

5-2-2  معرفی جرمِ هندسی در گرانش لاولاک مرتبه سوم. 82

5-2-3  خصوصیات فضازمانِ جواب­های باردار استاتیک 1+6 بُعدی.. 83

5-2-4  جواب­های سیاهچاله­های باردار استاتیک  بُعدی.. 91

5-3  بررسی ترمودینامیک سیاهچاله­های لاولاک مرتبه سوم در حضور میدان­های الکترومغناطیسی غیرخطی   94

5-4  طبیعتِ پایداری سیاه‌چاله‌ها در آنسامبل‌های کانونی و کانونی بزرگ.. 99

5-4-1  بررسی پایداری ترمودینامیکی سیاهچاله­های باردار مجانباً تخت در آنسامبل کانونی.. 100

 

5-4-2  بررسی پایداری ترمودینامیکی سیاهچاله­های باردار مجانباً تخت در آنسامبل کانونی بزرگ    105

5-5  لایه ­های سیاهِ چرخانِ باردار مجانباً  در گرانش لاولاک مرتبه سوم در حضور شکل­های نمائی و لگاریتمی الکترودینامیک غیرخطی.. 110

5-6  بررسی ترمودینامیک لایه ­های سیاه چرخانِ باردار مجانباً  گرانشِ لاولاک مرتبه سوم در حضور میدان­های الکترومغناطیسی غیرخطی.. 114

5-7  طبیعتِ پایداری لایه ­های سیاه در آنسامبل‌های کانونی و کانونی بزرگ.. 120

5-7-1  بررسی پایداری ترمودینامیکی لایه ­های سیاه چرخانِ باردار مجانباً  در آنسامبل کانونی   120

5-7-2  بررسی پایداری ترمودینامیکی لایه ­های سیاه چرخانِ باردار مجانباً  در آنسامبل کانونی بزرگ    123

فصل ششم. 127

نتیجه ­گیری و پیشنهادات.. 127

پیوست الف.. 132

پیوست ب.. 134

پیوست ج. 135

مراجع. 137

فهرست شکل­ها

شکل 1-1: نظریه  به عنوان نظریه مادر برای پنج نظریه اَبرریسمان 10 بُعدی و نظریه اَبرگرانش 11 بُعدی ……………. 8

شکل 2-1: شکل سمت چپ تقسیم فضای فیزیکی به صفحاتِ زمان ثابت در چارچوبِ 4 مختصه­ای فضا و زمان در نظریه نیوتن. یک نقطه­ در این چارچوب یک رویداد نامیده می­ شود و مسیر یک ذره در فضا و زمان توسط پیوستاری یک بُعدی از رویدادها، تحت عنوان جهان­خط، مشخص می­ شود. شکل سمت راست لایه‌بندی فضازمان در نظریه نسبیت خاص را نشان می­دهد …………………………………………………………. ………………………………………………………………………19

شکل 2-2: دستگاه مختصات یک نگاشت از خمینه به فضای اقلیدسی است …………………………………………………………22

شکل 2-3: یک تبدیل مختصات بین دو مجموعه مختصات ………………………………………………………………………..23

شکل 3-1: تغییرات  بر حسب . شکل سمت چپ به ازای مقادیر  و .  شکل میانی به ازای مقادیر  و ؛ دیده می­ شود که با افزایش  سه مدل در فاصله­ی مکانی خیلی کوچک برهم منطبق می­شوند. شکل سمت راست رفتار در نزدیکی مبدأ به ازای مقادیر  و  را نشان می­دهد ………………………………55

شکل 5-1: مقایسه رفتار تابع­های متریک  (لگاریتمی، نمائی و ماکسولی) برای فضازمان­های مجانباً تخت . به ازای مقادیر ………………….86

شکل 5-2: مقایسه رفتار تابع­های متریک  (لگاریتمی، نمائی و ماکسولی) برای فضازمان­های مجانباً . به ازای مقادیر  …………………86

شکل 5-3: تغییرات تابع متریک  نسبت به  برای کلاس­های  (شکل مشکی رنگ) و  (شکل آبی رنگ) برای حالت­های متفاوت پارامترِ جرم. به ازای مجموعه مقادیر ……………………………………………………………………………………………….88

شکل 5-4: تغییرات تابع متریک  نسبت به  برای کلاس­های (شکل مشکی رنگ)  و  (شکل آبی رنگ) به ازای مقادیر ، ،  و . در شکل خطوط باریک مربوط به حالت  (سیاه­چاله­ با یک اُفق)، خطوط پررنگ مربوط به حالت  (سیاه­چاله با دو اُفق)، خطوط نقطه­ای مربوط به حالت  (سیاه­چاله با اُفق اکستریم) و خطوط خط-نقطه­ای مربوط به حالت  (تکینگی عریان) هستند………………………………………………………………………..90

شکل 5-5: برای کلاس – تغییرات دما بر حسب   (شکل سمت چپ) و تغییرات دما بر حسب  (شکل سمت راست). به ازای مقادیر ………………102

شکل 5-6: برای کلاس – تغییرات ظرفیت گرمایی  بر حسب . شکل سمت چپ تغییرات در دامنه­های کوچک   را نشان می­دهد. شکل سمت راست تغییرات در مقادیر بزرگ­تر  را نشان می­دهد. به ازای مقادیر …………………………………………….103

شکل 5-7: برای کلاس – تغییرات دما بر حسب   (شکل سمت چپ) و تغییرات دما بر حسب  (شکل سمت راست). به ازای مقادیر ……………..104

شکل 5-8: برای کلاس – تغییرات ظرفیت گرمایی  بر حسب . به ازای مقادیر ……………………………………….104

شکل 5-9: برای کلاس – از چپ به راست به ترتیب تغییرات جرم، دما، ظرفیت گرمایی و دترمینان ماتریس هسیان (در آنسامبل کانونی بزرگ) بر حسب . به ازای مقادیر …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………107

شکل 5-10: برای کلاس – از چپ به راست به ترتیب تغییرات جرم، دما، ظرفیت گرمایی و دترمینان ماتریس هسیان (در آنسامبل کانونی بزرگ) بر حسب . به ازای مقادیر  …………………………………………………………………………………………………………………………….108

شکل 5-11: برای کلاس – از چپ به راست به ترتیب تغییرات جرم، دما و ظرفیت گرمایی بر حسب . به ازای مقادیر  ………………………………….122

شکل 5-12: : برای کلاس – از چپ به راست به ترتیب تغییرات جرم، دما و ظرفیت گرمایی بر حسب . به ازای مقادیر ………………………….122

شکل 5-13: تغییرات دترمینان ماتریس هسیان در آنسامبل کانونی بزرگ . شکل سمت چپ مربوط به کلاس  و شکل سمت راست برای کلاس . به ازای مقادیر …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………1

چکیده

در گرانش لاولاک تلاش­ هایی برای فهمیدن نقش جملات خمش مراتب بالا از دیدگاه ­های مختلف، به ویژه در زمینه­ فیزیک سیاه­چاله­ها، شده است. در این پایان نامه با در نظر گرفتن گرانش لاولاک مرتبه سوم در حضور کلاس­های نمائی و لگاریتمی الکترودینامیک غیرخطی، دو نوع جدید از جواب­های سیاه­چاله­ای توپولوژیکی در ابعاد 1+6 بُعد و بالاتر را که شاملِ سیاه­چاله­های باردارِ استاتیک مجانباً تخت، و لایه ­های سیاه باردارِ چرخانِ مجانباً آنتی دوسیته می­باشد معرفی می­کنیم. تأثیرات میدان­های الکترومغناطیسی غیرخطی را بر جواب­ها بررسی می­کنیم و خواهیم دید که به ازای مقادیر مناسب برای پارامترهای متریک، این جواب­ها می­توانند به عنوان سیاه­چاله­ (لایه سیاه)هایی با دو اُفق رویداد، یک اُفق اکستریم و یا یک تکینگی عُریان تفسیر شوند. کمیت­های پایای ترمودینامیکی از قبیل دما، آنتروپی، جرم، بار الکتریکی و … را برای جواب­ها محاسبه کرده و نشان می­دهیم که قانون اول ترمودینامیک برای سیاه­چاله­های باردارِ استاتیک مجانباً تخت و لایه ­های سیاه باردارِ چرخانِ مجانباً آنتی دوسیته برقرار است. در ادامه تحلیل پایداری ترمودینامیکی را برای سیاه­چاله­های باردارِ استاتیک مجانباً تخت با محاسبه دترمینان ماتریس هسیان در دو آنسامبل کانونی و کانونی بزرگ انجام داده و نشان می­دهیم که پایداری سیاه­چاله­ها در گرانش لاولاک مرتبه سوم می ­تواند به نوع آنسامبل انتخابی بستگی داشته باشد، بدین معنی که جملات خمش مراتب بالا روی پایداری سیاه­چاله­ها تأثیر می­گذارد. در این بین نتایجی به دست می ­آید که نشان می­دهد حضور میدان­های الکترومغناطیسی غیرخطی تأثیر یکسانی در رفتار آنسامبل­های متفاوت دارد. در پایان تحلیل پایداری ترمودینامیکی را برای لایه ­های سیاه باردارِ چرخانِ مجانباً آنتی دوسیته انجام داده و نشان می­دهیم که حضور جملات خمش مراتب بالا و میدان­های الکترومغناطیسی غیرخطی تأثیر یکسانی در پایداری لایه ­های سیاه در آنسامبل­های کانونی و کانونی بزرگ دارد. هم­چنین نشان می­دهیم که لایه ­های سیاه فیزیکی (با دمای مثبت) دارای رفتار ترمودینامیکی پایداری هستند.
مقدمه

1-1  قراردادِ یکایی
برای کاربردهای بعدی، ابتدا مشخص می‌کنیم که در چه یکایی از یکاهای فیزیکی کار می‌کنیم. در این پایان‌نامه از واحدهای طبیعی[1]  استفاده می‌کنیم به جز مواردی که خلاف آن ذکر شود. در واحدی که کار می­کنیم  ثانیه به طور دقیق برابر است با  متر. بنابراین برای سرعت نور خواهیم داشت  و برای گذردهی الکتریکی و تراویی مغناطیسی خلأ مقدار  را اختیار می‌کنیم. در نتیجه ثابت کولن برابر  به دست می‌آید. علاوه بر این برای ثابت پلانک و ثابت بولتزمن نیز مقدار واحد را انتخاب می‌کنیم:

بنابراین در واحدهای طبیعی داریم:

و برای سادگی انتخاب می‌کنیم:

بنابراین با مختصر نویسی داریم . از آن‌جایی که کُنشِ ، بنا به تعریف، انتگرالِ زمانی یک لاگرانژین  (با واحدِ انرژی) است بنابراین تمام کُنش‌ها بدون بُعد خواهند بود یعنی .  در نتیجه برای عنصرِ حجم خواهیم داشت:

مقدمه 2

فصل اوّل: کلیات تحقیق

1-1. بیان مسأله 5

1-2. سوالات تحقیق 6

1-3. فرضیه های تحقیق 6

1-4. اهداف تحقیق 6

1-5. پیشینه ی تحقیق 6

1-6. روش کار و تحقیق 7

فصل  دوّم: مروری بر اوضاع سیاسی ، اجتماعی و اقتصادی عصر زمخشری

2-1. نگاهی به تاریخ عصر عباسی 7

2-2. اوضاع سیاسی 10

2-3. اوضاع اجتماعی 11

2-4. اوضاع اقتصادی 12

2-4-1. کشاورزی 13

2-4-2. صنعت 14

2-4-3. تجارت 14

2-5. اوضاع فرهنگی 15

2-6. اوضاع دینی 16

2-6-1. حزب عباسی 17

2-6-2. شعوبیگری 17

2-6-3. زندقه 18

2-6-4. معتزله 19

فصل سوم: زندگینامه زمخشری

3-1. زندگینامه زمخشری 22

3-2. صفات و أخلاق زمخشری 27

3-2-1. ویژگیهای جسمی 27

3-2-2. ویژگیهای معنوی 28

3-2-2-1. هوش و استعداد 28

3-2-2-2. عزت نفس 28

3-2-2-3. طمع و قناعت 29

3-2-2-4. دینداری 29

3-2-2-5. تواضع 29

3-2-2-6. عرب و زبان عربی از دیدگاه زمخشری 30

3-2-2-7. تجردی 30

3-2-2-8. سخت گیری در برابر مخالفان 30

3-2-2-9. باورهای مذهبی و کلامی زمخشری 31

3-2-3. مذهب زمخشری 34

3-3. علم و ادبیات زمخشری 34

3-4. استادان زمخشری 37

3-4-1- استادان  دیگر زمخشری 39

3-5. شاگردان زمخشری 40

3-6. آثار و تألیفات زمخشری 41

3-14. وفات زمخشری 46

فصل چهارم: تناص، مقامه و مقامه نویسی

 

4-1. تعریف تناص 48

4-2. بینامتنی وخاستگاه آن 51

4-3. بینامتنی از دیدگاه منتقدان غرب 52

4-4. بینامتنی در ادبیات عرب 53

4-5. عملیات بینامتنی 54

4-6. بینامتنی واژگان، جملات و مفاهیم 55

4-7. بینامتنی نحوی 56

4-8. بینامتنی صرفی 57

4-9. بینامتنی بلاغی 58

4-10. محورهای بینامتنی در رابطه با قرآن کریم 58

4-10-1. نفی جزیی یا اجترار 58

4-10-2. نفی متوازی یا امتصاص 59

4-10-3. نفی کلی یا حوار 59

4-11. تلمیح 59

4-12. تعریف نثر و انواع آن: 60

4-12-1. نثر مرسل 61

4-12-2. نثر مسجع 61

4-13. کاربرد مقامه در لغت 61

4-13-1. مَقَام به فتح (مَ): 61

4-13-2. اگر واژه ی مَقام مصدر میمی باشد؛ یعنی اقامت گزیدن 63

4-13-3. مُقام به ضمه ی (مُ) از أقام یُقیم إقامة است 63

4-13-4. المُقامة به دو معنی آمده است 63

4-2-5. المَقامَة 64

4-14. معنی مقامه در اصطلاح 65

4-15. سرآغاز فن مقامه نویسی 66

4-16. برخی از عوامل احتمالی مؤثر در ظهور فن مقامه نویسی توسط بدیع الزمان 69

4-17. موضوع در مقامات 70

4-17-1. تکدی گری 70

4-17-2. نظم و نثر 70

4-17-3. نقد ادبی 70

4-17-4. مزاح 70

4-17-5. فلسفه، منطق و کلام 71

4-17-6. تاریخ 71

4-17-7. وصف 71

4-17-8. نصایح و مواعظ 71

4-17-9. مسایل اجتماعی 71

4-17-10. مدح 71

4-17-11. سیاست 72

4-17-12. علوم مختلف 72

4-17-13. موضوعات مختلف 72

4-18. ساختار و اسلوب مقامه نویسی 72

4-18-1. راوی 72

4-18-2. قهرمان داستان 73

4-18-3. حادثه (صحنه) 73

4-18-4. قربانی (ضَحیّه) 73

4-18-5. اسلوب قصه در مقامات 73

4-19. اهداف و اغراض مقامات 74

4-20. سیر تاریخی فن مقامه نویسی 75

4-21. برجسته ترین پیروان مقامات بدیع الزمان 76

فصل پنجم: بینامتنی مقامات زمخشری با قرآن کریم

5-1. بینامتنی مقامات زمخشری با قرآن کریم 81

نتیجه گیری و پیشنهادات 129

ملخص البحث 131

منابع و مآخذ 132

فهرست اعلام 139

چکیده انگلیسی I
چکیده 
یکی از رویکردهای مورد توجه در پژوهش­های مربوط به ادبیات در دهه های اخیرمطالعات بینامتنی است. بینامتنی یادآور این نکته است که متون به نوعی همواره درتعامل با یکدیگرند .یافتن این روابط ما را به  خوانشی نو از متون رهنمون می سازد.این تحقیق به روش تحلیلی- توصیفی وبا استقراء آیات کریمه قرآنی در مقامات زمخشری انجام شده است.زمخشری باکنیه ابوالقاسم واسم محمود وشهرت زمخشری مفسر، محدث، نحوی، متکلم، لغوی وشاعر حنفی معتزلی ملقب به جارالله که یکی از آثار فراوان وی مقامات زمخشری در اخلاق است. هدف ازاین پژوهش، شناخت ومعرفی چگونگی و  تاثیر تناص قرآن کریم برلفظ ومحتوای مقامات زمخشری است.

زمخشری در مقامات خودرویکرد قابل توجهی به قرآن دارد.این امر وقتی بیشتر مورد توجه قرارمی گیرد که بدانیم اومفسری بزرگ و دارای تفسیر وزین و با عظمت کشاف می باشد و همین امر باعث می شود در جای جای مقامات اواز قرآن کریم و آیات آن استفاده شده باشد.با تحلیل و بررسی عملیات بینامتنی درمقامات (متن حاضر) وقرآن (متن غایب) درمی یابیم که این تعامل هر چند بیشتر به صورت نفی متوازی و نفی جزئی است، امانفی کلی نیز در آن کم نیست.

کلیدواژه: قرآن کریم، تناص، مقامات، زمخشری.

مقدمه
قرآن مجید کتاب دینی ماست، معانی و مفاهیم آن در طول چهارده قرن از جهات مختلف در حیات فردی و اجتماعی ما تأثیر پنهان و آشکار نهاده است. چنان که امروزه نمی توان جنبه ای از جنبه های گوناگون زندگی مسلمانان را یاد کرد که قرآن کریم و معانی والای آن به نحوی مستقیم یا غیرمستقیم، در آن تأثیری نگذاشته باشد. (حلبی؛ 1374: 11)

یکی از مسائلی که همواره در علم نقد مورد توجّه است، متن و چگونگی پرداختن به آن است. این موضوع درطول تاریخ علم نقد، مطمح نظر بسیاری از ناقدان و نویسندگان بوده است. روابط بین متون از این دسته موضوعات است که پیشینه ای بس قدیمی دارد. ارتباط یک متن با متن یا متن های دیگر، همراه با ساختارگرایی و پساساختارگرایی مورد توجّه پژوهشگرانی چون کریستوا[1]، بارت[2]، ژنت[3] و… قرار گرفت؛ البته شایان ذکر است که این پدیده مسبوق به علومی چون نشانه شناسی است و افرادی چون سوسور[4] نشانه شناس مشهور و میخائیل باختین[5] در گفتگوهای خود، در پیدایش آن به عنوان نظریه بینامتنی[6] تأثیرگذار بوده اند.در این بین کریستوا سهم بزرگی در مطالعات بینامتنی دارد. در واقع او بود که با وضع واژه‌ی بینامتنی افق نوینی را در مطالعات قرن بیستم گشود.

عنوان    صفحه

فصل اول: کلیات تحقیق
1-1-     مقدمه    2
1-2-     موضوع تحقیق    3
1-3-     بیان مسئله    3
1-3-1- سئوال آغازین    5
1-4-     ضرورت انجام تحقیق (اهمیت موضوع)    5
1-5-     اهداف تحقیق    6
1-6-     قلمرو تحقیق    6
1-7-     فرضیات / سوالات تحقیق    6
1-8-     محدودیت های تحقیق    7
1-9-     تعریف واژه ‏ها و اصطلاحات فنی و تخصصی    8
1-10-     مراحل انجام تحقیق    9
فصل دوم: ادبیات تحقیق
بخش اول: مبانی نظری شهرداری الکترونیک    12
2-1-     مقدمه    12
2-2-     تبیین و بسط مفهوم شهرداری الکترونیک    13
2-3-     کارکردهای فناوری اطّلاعات در شهرداری الکترونیکی    15
2-4-     ویژگی های یک شهرداری الکترونیکی کارآمد    17
2-5-     زیرساخت‌های لازم برای توسعه شهرداری الکترونیک    19
2-6-     مزایای کلی شهرداری الکترونیکی    19
عنوان    صفحه

بخش دوم: طراحی، ساخت و فرایند استقرار شهرداری الکترونیک    21
2-7-     طراحی و ساخت شهرداری الكترونیكی    21
2-8-     متدلوژی پیاده سازی و تکامل شهرداری الکترونیکی    22
2-9-     فرایند راهبردی در استقرار پروژه شهرداری الکترونیکی    23
2-10- مقوله امنیت در شهرداری الکترونیک    24
بخش سوم: رویکرد الگوبرداری    25
2-11- مقدمه    25
2-12- معرفی چند شهر الکترونیکی نمونه در سطح دنیا    26
2-12-1- شهر الکترونیکی بریزبان    27
2-12-2- شهر الکترونیکی بوستون    28
2-12-3- شهر الکترونیکی ایندیاناپلیس    30
2-12-4- شهر الکترونیکی لندن    30
2-12-5- شهر الکترونیکی تورنتو    33
2-13- بحث و بررسی برنامه های راهبردی شهرهای مختلف جهان برای تحقق شهرداری دیجیتالی    34
2-13-1- شهرداری دیجیتالی شهر تورنتو    34
2-13-2- شهرداری دیجیتالی شهر لندن    36
2-13-3- شهرداری دیجیتالی شهر هنگ کنگ    38

 

2-13-4- شهرداری دیجیتالی شهر سئول    39
2-13-5- شهرداری دیجیتالی شهر کوالالامپور    40
2-13-6- شهرداری دیجیتالی شهر سنگاپور    42
2-13-7- شهرداری دیجیتالی شهر نیویورک    43
2-14- مقایسه وتحلیل شهرداری های دیجیتالی برتر    44
عنوان    صفحه

2-15- نمونه هایی از شهرداری های ایران که در راه الکترونیکی شدن گام برداشته اند    48
2-15-1- شهرداری‌ الکترونیکی اصفهان    48
2-15-2- شهرداری ‌الکترونیکی مشهد    52
2-15-3- شهرداری ‌الکترونیکی تبریز    53
2-15-4- شهرداری ‌الکترونیکی کازرون    57
2-15-5- شهرداری الکترونیکی مرند    58
بخش چهارم: ارزیابی بسترهای توسعه الکترونیکی    61
2-16- مقدمه    61
2-17- مفهوم بسترهای توسعه الكترونیكی    62
2-18- اهداف مرتبط با بسترهای توسعه الکترونیکی    63
2-19- اهمیت ارزیابی بسترهای توسعه الكترونیكی    64
2-20- محورهای اصلی بسترهای توسعه الکترونیکی    65
2-21- مولفه‌های بسترهای توسعه الكترونیكی    66
2-22- فرایند مرتبط با بسترهای توسعه الکترونیکی    67
2-23- ارزیابی بسترهای توسعه الکترونیکی    68
بخش پنجم: پیشینه تحقیق    71
2-24- جمع بندی فصل    75
فصل سوم: روش شناسی پژوهش
3-1- مقدمه    77
3-2- روش و هدف تحقیق    78
3-3- تحقیق از نظر افق زمانی    78
3-4- واحد تجزیه و تحلیل    78
عنوان    صفحه

3-5- روش گردآوری داده های تحقیق    79
3-5-1- روایی پرسشنامه    79
3-5-2- پایایی پرسشنامه    80
3-6- تشریح مدل مفهومی تحقیق    80
3-7- جامعه آماری تحقیق    84
3-8- نمونه، حجم و روش نمونه گیری    84
3-9- تکنیک های آماری مورد استفاده برای تحلیل داده ها    87
3-9-1- تكنیک های آماری استفاده شده    87
3-9-2- معرفی تکنیک تحلیل عاملی    87
3-10- جمع بندی فصل    89
فصل چهارم: تجزیه و تحلیل داده ها
4-1- توصیف وضعیت پاسخ دهنده گان    92
4-2- آزمون معنی داری شاخص ها    94
4-3- تحلیل ابعاد به کمک اجرای تکنیک تحلیل عاملی    96
4-4- تحلیل شکاف    103
4-5-     پاسخگویی به سوالات اصلی تحقیق    110
4-6-     جمع بندی و نتیجه گیری    111
فصل پنجم: نتیجه گیری
5-1-     مقدمه     113
5-2-     نتیجه گیری و جمع بندی تحقیق    113
5-3-     راهکارها و پیشنهادات کاربردی    115

عنوان    صفحه

5-4-     محدودیت های تحقیق    116
5-5-     پیشنهادات تحقیقی آینده    117
منابع و ماخذ    118
ضمایم : پرسشنامه تحقیق    124

 

مقدمه
پیدایش دهکده جهانی که چندین دهه از عمر آن می گذرد، تحولات شگرفی را در امور مرتبط با مدیریت و ساماندهی سازمانها به وجود آورده که متاسفانه کشور ما نه تنها در ایجاد آن سهمی نداشته بلکه در استفاده از فرصت ها و دست آوردهای عظیم بوجود آمده نیز گامی موثر بر نداشته است. بهره گیری از راه حل های مبتنی بر فن آوری اطلاعات ابعاد تازه ای یافته و موانع عمده برای توسعه سیستم های یکپارچه اطلاعاتی با رویکرد برنامه ریزی، خدمات رسانی و کنترل از میان برداشته شده است، لذا جا دارد تا کارشناسان، مدیران و سیاستگذاران کشور به وسعت، کارایی و عظمت دست آوردهای حاصل از به کارگیری صحیح و اصولی اینگونه راه حل ها توجه بیشتری نموده و در جهت بکارگیری آنها با عزم راسخ گامهای بلند و موثری بردارند.طرح جامع شهرداری الکترونیک زاهدان مجموعه ای یکپارچه از زیر سیستم های شهرسازی، فنی و عمرانی، خدمات شهری، نوسازی، اصناف، درآمد، املاک و مستغلات، ماده صد کنترل و نظارت بر ساخت و ساز مهندسین ناظر و بایگانی پاسخگویی از پیشرفته ترین فن آوری ها در سیستمهای اطلاعات جغرافیایی جهان توسط چند شرکت فعال و با سابقه در امور مکانیزاسیون شهرداریها به صورت کنسرسیوم تهیه و ارائه شده است. به یقین می توان گفت که در آستانه ورود به دهه ششم از عصر اطلاعات رویکرد و مطالبات شهروندی از سازمانها و ارگانهای خدمات رسان از قبیل شهرداریها به سمت و سوی این هدف ” همه جا، همه کس، همه وقت ” و ” آسانتر، سریعتر، ارزانتر ” سوق داده و با جدیت دنبال می گردد. فناوری اطلاعات و تکنیک های مرتبط با آن همراه با جامع نگری، یکپارچه سازی و محوریت قرار دادن دانش سازمانی بهترین و تنها ترین گزینه ممکن در عبور از این چالش و رسیدن به هدف برتر و ترسیم شده می باشد.امروزه معیار توسعه و رقابت حول مشتری و موفقیت در تامین و رضایت آن دارد بر همین اساس طرح جامع شهرداری الکترونیک زاهدان در فازهای مختلف و با هدف ارائه خدمات الکترونیکی و شفاف سازی ضوابط مکانیسمی خود تدوین و وارد فاز اجرایی می گردد. سیستم یکپارچه شهرداری با هدف دستیابی به اتوماسیون واحدهای مختلف شهرداری کشور و پوشش سه سطح هرم اطلاعات شهری سطوح اجرائی، مدیریت و سیاست

1- فصل اول: مقدمه. 7

1-1- بیان مسئله. 9

2- فصل دوم:خوشه‌بندی در شبکه‌های حسگر بی‌سیم.. 11

2-1- شبکه‌های حسگر بی‌سیم.. 11

2-2- کاربردهای شبکه‌های حسگر بی‌سیم.. 12

2-3- مسیریابی در شبکه‌های حسگر بی‌سیم.. 13

2-3-1- چالش‌های مسیریابی در شبکه‌های حسگر بی‌سیم.. 15

2-3-2- انواع مسیریابی در شبکه‌های حسگر بی‌سیم.. 17

2-4- خوشه‌بندی در شبکه‌های حسگر بی‌سیم.. 29

2-5- پارامترهای مهم در خوشه‌بندی.. 31

2-6- پروتکل‌های ارائه‌شده موجود. 33

2-6-2- پروتکل‌های مسیریابی مبتنی بر مکان.. 45

2-6-3- خوشه‌بندی به وسیله الگوریتم‌های هوشمند. 48

2-7- الگوریتم کوچ پرندگان PSO.. 50

3- فصل سوم : الگوریتم پیشنهادی.. 54

3-1- شرح تابع شایستگی به کار رفته در الگوریتم کوچ پرندگان.. 55

3-1-1- مکان.. 55

3-1-2- انرژی.. 56

3-1-3- درجه پیوستگی در شبکه. 57

3-1-4- تعداد دفعاتی که سرخوشه انتخاب شده است… 58

3-2- مراحل الگوریتم.. 58

3-2-1- فاز اول.. 59

3-2-2- فاز دوم. 60

3-2-3- فاز سوم. 61

3-2-4- فاز چهارم. 62

3-3- مدل‌های حرکت… 63

3-3-1- مدل حرکتی پیاده‌روی تصادفی.. 64

3-3-2- مدل حرکتی ایستگاه تصادفی.. 66

3-3-3- مدل حرکتی امتداد تصادفی.. 67

3-3-4- مدل حرکتی جامع منطقه شبیه‌سازی.. 68

3-3-5- مدل حرکتی گام‌به‌گام. 69

3-3-6- مدل حرکتی حرکت هموار. 70

4- فصل چهارم : نتایج شبیه‌سازی.. 74

4-1- معرفی محیط شبیه‌سازی.. 74

4-2- نتایج شبیه‌سازی.. 76

4-2-1- متوسط انرژی باقی‌مانده. 77

4-2-2- واریانس انرژی باقیمانده. 77

4-2-3- سربار پیغام کنترلی.. 78

4-2-4- گره‌های حسگر فعال در شبکه. 79

4-2-5- درصد گم‌شدن(نرسیدن) پیغام‌ها 80

5- فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادهای آینده. 82

5-1- نتایج.. 82

5-2- پیشنهادها 85

6- مراجع.. 86

 

فهرست جداول

جدول  ‏4‑1: ویژگی‌های دستگاه کامپیوتری استفاده‌شده برای شبیه­سازی.. 74

جدول  ‏4‑2: پارامترهای اولیه تنظیم‌شده در طول شبیه­سازی.. 76

فهرست اشکال

شکل ‏2‑1: مسیریابی در شبکه‌های حسگر بی‌سیم.. 14

شکل ‏2‑2: نحوه عملکرد پروتکل SPIN ]17[ 21

شکل ‏2‑3: نحوه عملکرد پروتکل انتشار هدایت‌شده ]12[ 22

شکل ‏2‑4: عملکرد تجمیع اطلاعات در پروتکل انتشار هدایت‌شده ]12[ 25

شکل ‏2‑5: ساختار شبکه‌های سلسله مراتبی ]23[ 31

شکل ‏2‑6: ساختار پروتکل LEACH.. 35

شکل ‏2‑7: حالت‌های مختلف گره حسگر در CBHRP [40]. 40

شکل ‏2‑8: رویه تجمع و جمع‌ آوری داده‌ها بر مبنای زنجیره [43]. 43

شکل ‏2‑9: ساختار الگوریتم VGA ]44[ 44

شکل ‏2‑10: دیاگرام وضعیت‌ها در GAF [46]. 46

شکل ‏2‑11: خوشه‌بندی [48]. 48

شکل ‏3‑1: مرکز جمعیت بهترین مکان برای قرار گرفتن سرخوشه[6]. 56

شکل ‏3‑2: فلوچارت الگوریتم.. 59

شکل ‏3‑3: پیغام‌دهی در فاز اول الگوریتم.. 60

شکل ‏3‑4: پیغام‌دهی در فاز دوم الگوریتم.. 61

شکل ‏3‑5: پیغام­دهی در فاز سوم الگوریتم.. 62

شکل ‏3‑6: پیغام­دهی در فاز چهارم الگوریتم.. 63

شکل ‏3‑7: مدل حرکتی پیاده‌روی تصادفی با زمان تصادفی t[52]. 65

شکل ‏3‑8: مدل پیاده‌روی تصادفی با مسافت پیمایشی d در مسیر انتخابی[52]. 65

شکل ‏3‑9: مدل حرکتی ایستگاه تصادفی[52]. 66

شکل ‏3‑10: متوسط همسایگی عامل‌ها در مدل حرکتی ایستگاه تصادفی[52]. 67

شکل ‏3‑11: مدل حرکتی امتداد تصادفی.. 68

شکل ‏3‑12: مثال از مدل حرکتی جامع منطقه شبیه­سازی.. 69

شکل ‏3‑13: اعضای خوشه و نحوه ارتباط با چاهک [5]. 72

شکل ‏3‑14: تعداد گام ارسال از گره‌ی حسگر به سرخوشه[5]. 73

شکل ‏4‑1: نمودار متوسط انرژی باقیمانده در شبکه بعد از 100 ثانیه شبیه­سازی.. 77

شکل ‏4‑2: واریانس انرژی باقیمانده در گره‌های حسگر شبکه بعد از 100 ثانیه شبیه­سازی.. 78

شکل ‏4‑3: تعداد پیغام کنترلی سربار الگوریتم بعد از 200 ثانیه شبیه­سازی.. 79

شکل ‏4‑4: تعداد گره­های فعال در شبکه بعد از 200 ثانیه شبیه­سازی.. 80

شکل ‏4‑5: درصد گم­شدن پیغام‌ها در شبکه بعد از 100ثانیه شبیه­سازی.. 81

شکل 5‑1: توزیع یکنواخت گره‌های حسگر در شبکه. 83

شکل 5-2:شکل قرار گرفتن گره­های شبکه در طول شبیه­سازی . 82

چکیده:

شبکه­ های حسگر بی­سیم مجموعه‌ای از سنسور­های حسگر بی­سیم است که در محیط به‌صورت تصادفی برای جمع­آوری اطلاعات پراکنده شده ­اند. مسئله انتقال بهینه‌ی داده‌ها، یکی از موارد بسیار مهم در به‌کارگیری فناوری‌های نوینی از قبیل شبکه‌های حسگر بی‌سیم چندرسانه‌ای است. اگرچه شبکه‌های حسگر بی‌سیم چندرسانه‌ای توسعه‌یافته شبکه‌های حسگر بی‌سیم هستند، اما با توجه به ماهیت این شبکه‌ها و محدودیت ذاتی حسگرها در حوزه‌های انرژی، توان محاسباتی و ظرفیت حافظه‌ای، مسئله انتقال داده‌ها در جهت تضمین پارامترهای کیفیت خدمات، با چالش‌های فراوانی روبرو خواهد شد. مجموعه ­ای از روش­های انتقال داده در شبکه‌های حسگر مبتنی بر خوشه­بندی حسگرها در شبکه هستند، که با افراز شبکه به تعدادی خوشه‌ی مجزا و مدیریت سلسله مراتبی مسئله‌ی انتقال داده‌ها سعی در ساده‌سازی این مسئله دارند.

در سالیان اخیر روش­های مختلفی برای ­ایجاد خوشه و انتخاب سر خوشه­ی مناسب و بهینه‌سازی انتقال داده‌ها از این طریق ارائه ‌شده است. موارد مختلفی در حوزه‌ی وجود دارند که می‌توانند بر کیفیت انتقال داده‌ها در شبکه تأثیرگذار باشند. یکی از این موارد انتخاب بهینه‌ی گره سرخوشه برای مدیریت هر یک از خوشه‌ها است؛ چنین گرهی علاوه بر توانایی مدیریت جریان داده‌های زیر گره‌های مجموعه‌ی خود باید دسترسی مناسبی به تمام خوشه‌ی خود و نیز  به گره چاهک داشته باشد. علاوه بر این توزیع سرخوشه‌ها باید به گونه‌ای باشد که خوشه‌هایی با حجم متناسب و تعداد کافی در شبکه را تأمین نمایند. از این گذشته، عملیات خوشه‌بندی و انتخاب سرخوشه‌ها باید در دوره‌های زمانی مناسب و با هدف جلوگیری از تحمیل حجم کاری سنگین به تعداد محدودی از گره‌ها تکرار شود.

با معرفی انواع مختلف الگوریتم‌های فرا ابتکاری، روش‌های نوینی برای حل مسئله‌های بهینه‌سازی به وجود آمده‌اند که آزمایش‌های تجربی حکایت از کارایی بسیار مناسب آنها در مسائلی از حوزه‌های مختلف علوم و مهندسی دارند. در این پایان نامه روشی برای انتخاب سرخوشـه مناسب بر اساس الگوریتـم فرا ابتکاری کوچ پرندگان که به‌صورت توزیع‌شده در شبکه حسگر بی­سیم متحرک اجرا می‌شود، ارائه‌شده و نتایج حاصل از شبیه­سازی این الگوریتم در حالت­های مختلف حرکتی آورده شده است.

مقدمه
شبکه‌های حسگر بی‌سیم[1] از مجموعه‌ای حسگر بی‌سیم تشکیل شده است که به جهت جمع‌ آوری اطلاعات در محیطی به فراخور کاربرد آنها پخش شده‌اند. به طور کلی شبکه‌های حسگر بی‌سیم جهت جمع‌ آوری اطلاعات در مناطقی که کاربر نمی‌تواند حضور داشته باشد مورد استفاده قرار می‌گیرند [1]. در یک شبکه حسگر، حسگرها به صورت جداگانه مقادیر محلی را نمونه‌برداری می‌کنند و این اطلاعات را در صورت لزوم برای حسگرهای دیگر و در نهایت برای مشاهده‌گر اصلی ارسال می‌نمایند. شبکه‌های حسگر بی‌سیم معمولاً در محیط‌های سخت که دسترسی انسان به آن مکان‌ها سخت و پرهزینه است استفاده می‌شوند. از شبکه‌های حسگر بی‌سیم در هواشناسی، کشاورزی، زلزله‌نگاری، صنایع نظامی و جنگ‌ها، ایجاد محدوده‌ی امنیتی و … استفاده می‌شود [1].

روند استفاده از شبکه‌های حسگر در سال‌های پایانی دهه 80 و سال‌های آغازین 90 توسط وزارت دفاع آمریکا، DARPA[2] و چند کشور دیگر ادامه داشت. در اواسط دهه 90 با تعریف برخی استانداردها از جمله 1999IEEE[3] فناوری‌های تجاری هم پا به عرصه وجود گذاشتند و گروه‌های مختلف تحقیقاتی فعال در زمینه ارتباطات بی‌سیم وارد بازار وسیع بالقوه غیرنظامی شدند]2[.

شبکه‌های حسگر مجموعه‌ای از تعداد بسیار زیادی گره حسگر با ابعاد کوچک و قابلیت‌های مخابراتی و محاسباتی محدود است که به منظور جمع‌ آوری و انتقال اطلاعات از یک محیط به سمت یک کاربر و یا ایستگاه پایه[4] به کار برده می‌شود. تفاوت اساسی این شبکه‌ها با شبکه‌ها سنتی و قدیمی، ارتباط آن با محیط و پدیده‌های فیزیکی است. شبکه‌های سنتی، ارتباط بین انسان‌ها و پایگاه‌های اطلاعاتی را فراهم می‌کنند، درحالی‌که شبکه‌های حسگر به طور مستقیم با جهان فیزیکی در ارتباط هستند. این شبکه‌ها با بهره گرفتن از حسگر‌ها، محیط فیزیکی را مشاهده کرده و سپس بر اساس مشاهدات خود تصمیم‌گیری نموده و عملیات مناسب را انجام می‌دهند ]3[.

شبکه حسگر بی‌سیم، یک نام‌گذاری عمومی برای انواع شبکه‌های مختلفی است که به‌منظور خاص طراحی می‌شوند. برخلاف شبکه‌های سنتی که همه منظوره‌اند، شبکه‌های حسگر تک منظوره‌اند. منظور از تک منظوره بودن این شبکه‌ها آن است که نیازمندی‌ها و شرایط طراحی یک شبکه حسگر بی‌سیم بسته به کاربرد آن متفاوت خواهد بود. درصورتی‌که گره‌ها توانایی حرکت داشته باشند، شبکه می‌تواند گروهی از ربات‌های کوچک در نظر گرفته شود که باهم به صورت تیمی کار می‌کنند و جهت مقاصد خاصی مانند بازی فوتبال طراحی ‌شده‌اند ]3[.

با توجه به کاربردهای متفاوت این فنّاوری و نیاز به قابلیت‌های ویژه در زمینه‌های مختلف، مسائل متعدد و زمینه‌های گوناگونی جهت حل و بهینه‌سازی آنها وجود دارد. به‌عبارت‌دیگر، در بسیاری از مسائل مطرح‌شده با تابع هدفی روبرو هستیم که می‌خواهیم آن را  بهینه نماییم. ازجمله مسائل مطرح در این شبکه‌ها، مسئله مسیریابی است. به‌صورت ساده می‌توان مسئله مسیریابی را یافتن بهترین مسیر از گره‌های حسگر منبع به سمت گره مقصد در نظر گرفت.

یکی از روش‌های حل مسئله مسیریابی در شبکه‌های حسگر بی‌سیم روش‌های خوشه‌بندی[5] است. این روش به خاطر مزیت‌هایی مانند کم شدن حجم ارتباط­ها و پیغام‌های غیرضروری با چاهک[6] و افزایش پهنای باند مفید و مدیریت راحت‌تر حسگرها و افزایش عمر شبکه بسیار پرکاربرد است.
در شبکه‌های حسگر بی‌سیم، پروتکل‌های مبتنی بر خوشه‌بندی از طریق تقسیم مجموعه‌ی گره‌ها به خوشه‌های مجزا و انتخاب سرخوشه‌های محلی برای ترکیب و ارسال اطلاعات جمع‌ آوری شده هر خوشه به ایستگاه مبنا و سعی در مصرف متوازن انرژی توسط گره‌های شبکه، بهترین کارایی را از نظر افزایش طول عمر و حفظ پوشش شبکه‌ای در مقایسه با سایر روش‌های مسیریابی به‌دست می‌آورد [1].

الگوریتم‌های توزیع‌شده به خاطر کاهش حجم اطلاعات غیرضروری به سینک و کم کردن ترافیک داده‌ای برای پیکربندی شبکه به‌ویژه در شبکه‌هایی با مقیاس بزرگ بسیار مفید هستند.
الگوریتم‌های توزیع‌شده برای مسئله خوشه‌بندی نسبت به اطلاعات محلی که از گره‌ها به دست می‌آورند، کار می‌کنند. به همین خاطر حجم ارتباطات خارج از خوشه برای گره‌های داخل هر خوشه به مقدار بسیار زیادی کاهش می‌یابد [4].

امروزه یکی از روش‌های حل مسائل مختلف الگوریتم‌های هوشمند ریاضی مانند شبکه عصبی و کلونی مورچگان[7] است. یافتن سرخوشه‌های مناسب و بهینه، از بین گره‌های حسگر یک مسئله پیچیده با بار محاسباتی سنگین است. در این پایان‌نامه ما مسئله خوشه‌بندی را در شبکه‌های حسگر بی‌سیم، به‌وسیله­ الگوریتم کوچ پرندگان (ازدحام ذرات)[8] و بهینه‌سازی مرزی[9] حل شده است. تابع بهینگی[10] مسئله استخراج‌شده برحسب پارامترهای مکانی[11] ، انرژی[12]، درجه گره[13] و تعداد مسیر[14] تا سرخوشه‌ی حسگرها می‌باشد [5].

در رویکردهایی که تمام محاسبات خوشه‌بندی در سینک انجام می‌شود بار محاسبات زیادی به سینک تحمیل می‌شود. همچنین برای جمع‌ آوری اطلاعات اولیه از گره‌های حسگر به سینک برای انجام محاسبات، پهنای باندی زیادی از شبکه هدر می‌رود.الگوریتم پیشنهادشده با رویکرد الگوریتم‌های توزیع‌شده[15]، سرخوشه‌های مناسبی برای خوشه‌بندی پیشنهاد می‌دهد [6].

1-1- بیان مسئله
انتخاب سرخوشه مناسب برای خوشه ­ها در الگوریتم­های توزیع­شده از مسائل مهم است. به خاطر اینکه گره­های شبکه دارای دید محلی از وضعیت فعلی خود در شبکه هستند؛ نداشتن دید جامع باعث می­ شود تا انتخاب سرخوشه