العجز الجنسي

أزرار التشغيل / الإيقاف في لوحة تحكم لوحة وجهة القطار . الضغط على زر التشغيل (الأخضر) عملية غير مؤثرة، إذ يكون لها نفس التأثير سواءً تم الضغط عليه مرة واحدة أو عدة مرات. وبالمثل، فإن الضغط على زر الإيقاف غير مؤثر.

خاصية التكرار ( بالإنجليزية : Idempotence ) هي خاصية لبعض العمليات في الرياضيات وعلوم الحاسوب، حيث يمكن تطبيقها عدة مرات دون تغيير النتيجة بعد التطبيق الأولي . يظهر مفهوم التكرار في مواضع عديدة في الجبر المجرد ( وخاصة في نظرية المساقط ومعاملات الإغلاق ) والبرمجة الوظيفية ( حيث يرتبط بخاصية الشفافية المرجعية ) .

تم تقديم المصطلح من قبل عالم الرياضيات الأمريكي بنيامين بيرس في عام 1870 [ 3 ] [ 4 ] في سياق عناصر الجبر التي تظل ثابتة عند رفعها إلى قوة عدد صحيح موجب، ويعني حرفيًا "(صفة امتلاك) نفس القوة"، من idem + potence (نفس + قوة).

تعريف

عنصرx{\displaystyle x}من مجموعةS{\displaystyle S}مزود بعامل ثنائي{\displaystyle \cdot }يقال إنه متطابق في ظل{\displaystyle \cdot }إذا [ 5 ] [ 6 ]

xx=x{\displaystyle x\cdot x=x}.

العملية الثنائية{\displaystyle \cdot }يقال إنها متطابقة إذا [ 7 ] [ 8 ]

xx=x{\displaystyle x\cdot x=x}للجميعxS{\displaystyle x\in S}.

أمثلة

الدوال المتكررة

في المونويد(هـهـ،){\displaystyle (E^{E},\circ )}من الدوال من مجموعةهـ{\displaystyle E}إلى نفسها (انظر أسية المجموعة ) مع تركيب الدوال{\displaystyle \circ }، العناصر المتطابقة هي الدوالو:هـهـ{\displaystyle f\colon E\to E}بحيثوو=و{\displaystyle f\circ f=f}، [ أ ] بحيثو(و(x))=و(x){\displaystyle f(f(x))=f(x)}للجميعxهـ{\displaystyle x\in E}(بمعنى آخر، الصورة)و(x){\displaystyle f(x)}من كل عنصرxهـ{\displaystyle x\in E}هي نقطة ثابتة لـو{\displaystyle f}). على سبيل المثال:

إذا كانت المجموعةهـ{\displaystyle E}لديهن{\displaystyle n}يمكننا تقسيمها إلى عناصرك{\displaystyle k}النقاط الثابتة المختارة ون-ك{\displaystyle n-k}النقاط غير الثابتة بموجبو{\displaystyle f}، وثمكن-ك{\displaystyle k^{n-k}}يمثل عدد الدوال المتطابقة المختلفة. وبالتالي، مع الأخذ في الاعتبار جميع التقسيمات الممكنة،

ك=0ن(نك)كن-ك{\displaystyle \sum _{k=0}^{n}{n \choose k}k^{n-k}}

يمثل العدد الإجمالي للدوال المتطابقة الممكنة على المجموعة. يبدأ تسلسل الأعداد الصحيحة لعدد الدوال المتطابقة، كما هو موضح في المجموع أعلاه، لقيم n = 0، 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7، 8، ...، بالأرقام 1، 1، 3، 10، 41، 196، 1057، 6322، 41393، ... (التسلسل A000248 في OEIS ) .

لا يتم الحفاظ على خاصية التكرار أو عدم التكرار عند تركيب الدوال. [ ب ] كمثال على الحالة الأولى،و(x)=x{\displaystyle f(x)=x}مود 3 وز(x)=الأعلى(x،5){\displaystyle g(x)=\max(x,5)}كلاهما متماثلان، لكنوز{\displaystyle f\circ g}ليس كذلك، [ ج ] على الرغم منزو{\displaystyle g\circ f}يحدث ذلك. [ د ] كمثال على ذلك، دالة النفي¬{\displaystyle \neg }في المجال المنطقي، لا يكون متطابقًا، ولكن¬¬{\displaystyle \neg \circ \neg }هو. وبالمثل، النفي الأحادي-(){\displaystyle -(\cdot )}مجموعة الأعداد الحقيقية ليست متطابقة، ولكن -()-(){\displaystyle -(\cdot )\circ -(\cdot )}في كلتا الحالتين، يكون التركيب ببساطة دالة التطابق ، وهي دالة متطابقة.

التشكلات المتماثلة

التشكلو:xx{\displaystyle f:x\to x}يُطلق على الفئة اسم "مُتماثلة" إذاوو=و{\displaystyle f\circ f=f}[ 10 ] يُقال إن العنصر المتطابق ينقسم إذا أمكن كتابته على النحو التالي :و=حز{\displaystyle f=h\circ g}بالنسبة للبعضز:xy،ح:yx{\displaystyle g:x\to y,\,h:y\to x}معزح=بطاقة تعريف{\displaystyle g\circ h=\operatorname {id} }.

يُقال إن فئة ما كاملة من حيث خاصية التكرار إذا انقسمت كل عنصر من عناصرها إلى عناصر متطابقة. على سبيل المثال،Sهـت{\displaystyle {\mathsf {Set}}}هي كاملة متطابقة. [ 11 ]

معنى علوم الحاسوب

في علوم الحاسوب ، قد يكون لمصطلح "التكرارية" معنى مختلف اعتمادًا على السياق الذي يتم فيه تطبيقه:

تُعدّ هذه الخاصية مفيدة للغاية في العديد من الحالات، إذ تعني إمكانية تكرار العملية أو إعادة محاولتها كلما دعت الحاجة دون التسبب في آثار غير مقصودة. أما في العمليات غير المتكررة، فقد يتعين على الخوارزمية تتبع ما إذا كانت العملية قد نُفّذت بالفعل أم لا.

أمثلة في علوم الحاسوب

تُعتبر الدالة التي تبحث عن اسم العميل وعنوانه في قاعدة البيانات عادةً دالة غير قابلة للتكرار، لأنها لن تُحدث أي تغيير في قاعدة البيانات. وبالمثل، يُعتبر طلب تغيير عنوان العميل إلى XYZ عادةً دالة غير قابلة للتكرار، لأن العنوان النهائي سيظل كما هو بغض النظر عن عدد مرات إرسال الطلب. مع ذلك، فإن طلب العميل لتقديم طلب شراء عادةً ما يكون غير قابل للتكرار، لأن الطلبات المتعددة ستؤدي إلى تقديم طلبات شراء متعددة. أما طلب إلغاء طلب شراء معين فهو دالة غير قابلة للتكرار، لأنه بغض النظر عن عدد الطلبات المُقدمة، يبقى الطلب ملغيًا.

لا تُعتبر سلسلة من الإجراءات الفرعية المتكررة (idempotent) التي يختلف فيها إجراء فرعي واحد على الأقل عن البقية، متكررة بالضرورة إذا غيّر إجراء فرعي لاحق في السلسلة قيمةً يعتمد عليها إجراء فرعي سابق - فخاصية التكرار ليست مغلقة تحت التركيب التسلسلي . على سبيل المثال، لنفترض أن القيمة الابتدائية لمتغير ما هي 3، وهناك سلسلة من الإجراءات الفرعية تقرأ المتغير، ثم تغيره إلى 5، ثم تقرأه مرة أخرى. كل خطوة في السلسلة متكررة: فكلتا خطوتي قراءة المتغير ليس لهما أي آثار جانبية، وستكون لخطوة تغيير المتغير إلى 5 نفس النتيجة دائمًا بغض النظر عن عدد مرات تنفيذها. ومع ذلك، فإن تنفيذ السلسلة بأكملها مرة واحدة ينتج عنه الناتج (3، 5)، ولكن تنفيذها مرة ثانية ينتج عنه الناتج (5، 5)، لذا فإن السلسلة ليست متكررة.

int x = 3 ; void inspect () { printf ( "%d \n " , x ); } void change () { x = 5 ; } void sequence () { inspect (); change (); inspect (); }int main () { sequence (); // يطبع "3\n5\n" sequence (); // يطبع "5\n5\n" return 0 ; }

في بروتوكول نقل النص التشعبي (HTTP)، يُعدّ التكرار والأمان من أهمّ السمات التي تُميّز طرق HTTP . من بين طرق HTTP الرئيسية، يجب تنفيذ GET وPUT وDELETE بطريقة مُكرّرة وفقًا للمعيار، بينما لا يُشترط ذلك مع POST. [ 12 ] تسترجع GET حالة مورد، وتُحدّث PUT حالته، بينما تحذف DELETE موردًا. وكما في المثال السابق، لا تُخلّف قراءة البيانات عادةً أيّ آثار جانبية، لذا فهي مُكرّرة (بل مُكرّرة تمامًا ). عادةً ما يكون تحديث البيانات وحذفها مُكرّرين طالما يُحدّد الطلب المورد بشكلٍ فريد، ولا يُعاد استخدامه إلا مع هذا المورد فقط في المستقبل. تُختزل PUT وDELETE مع مُعرّفات فريدة إلى حالة بسيطة تتمثل في إسناد قيمة أو قيمة فارغة إلى مُتغيّر، على التوالي، وهما مُكرّرتان لنفس السبب؛ فالنتيجة النهائية هي دائمًا نفسها نتيجة التنفيذ الأولي، حتى لو اختلفت الاستجابة. [ 13 ]

يؤدي انتهاك شرط التعريف الفريد في التخزين أو الحذف عادةً إلى انتهاك مبدأ التكرار. على سبيل المثال، عند تخزين أو حذف مجموعة معينة من المحتوى دون تحديد مُعرّف فريد، فإن طلبات POST، التي لا يشترط أن تكون متكررة، غالبًا لا تحتوي على مُعرّفات فريدة، لذا يُفوَّض إنشاء المُعرّف إلى النظام المُستقبِل الذي يُنشئ بدوره سجلًا جديدًا مُطابقًا. وبالمثل، قد تُؤدي طلبات PUT وDELETE ذات المعايير غير المُحددة إلى نتائج مُختلفة اعتمادًا على حالة النظام - على سبيل المثال، طلب حذف أحدث سجل. في كلتا الحالتين، ستُؤدي عمليات التنفيذ اللاحقة إلى تعديل حالة النظام، لذا فهي غير متكررة.

في معالجة تدفق الأحداث ، يشير مصطلح "التكرار" إلى قدرة النظام على إنتاج نفس النتيجة، حتى لو تم استلام نفس الملف أو الحدث أو الرسالة أكثر من مرة.

في بنية التحميل والتخزين ، تكون التعليمات التي قد تتسبب في خطأ الصفحة متكررة التنفيذ. لذا، في حال حدوث خطأ في الصفحة، يمكن لنظام التشغيل تحميل الصفحة من القرص ثم إعادة تنفيذ التعليمات المعيبة. أما في المعالجات التي لا تكون فيها هذه التعليمات متكررة التنفيذ، فإن التعامل مع أخطاء الصفحات يصبح أكثر تعقيدًا. [ 14 ] [ 15 ]

عند إعادة تنسيق المخرجات، يُفترض أن تكون عملية الطباعة الجميلة غير قابلة للتكرار. بمعنى آخر، إذا كانت المخرجات "جميلة" بالفعل، فلا ينبغي أن يكون هناك ما يجب على برنامج الطباعة الجميلة فعله.

في بنية الخدمات الموجهة (SOA)، يمكن إعادة تشغيل عملية التنسيق متعددة الخطوات المكونة بالكامل من خطوات متكررة دون آثار جانبية في حالة فشل أي جزء من تلك العملية.

تتميز العديد من العمليات المتكررة (idempotent) بوجود طرق لاستئناف العملية في حال انقطاعها ، وهي طرق تُنجز بشكل أسرع بكثير من البدء من جديد. على سبيل المثال، استئناف نقل الملفات ، ومزامنة الملفات ، وإنشاء حزمة برمجية ، وتثبيت تطبيق وجميع تبعياته باستخدام مدير الحزم ، وما إلى ذلك. 

أمثلة تطبيقية

يُعد زر عبور المشاة النموذجي مثالاً على نظام غير قابل للتكرار.

من الأمثلة التطبيقية التي قد يواجهها الكثيرون في حياتهم اليومية أزرار استدعاء المصاعد وأزرار عبور المشاة . [ 16 ] يؤدي الضغط الأولي على الزر إلى نقل النظام إلى حالة طلب، حتى يتم تلبية الطلب. ولا يكون للضغطات اللاحقة على الزر بين الضغط الأولي وتلبية الطلب أي تأثير، إلا إذا كان النظام مصممًا لضبط وقت تلبية الطلب بناءً على عدد مرات الضغط.

وبالمثل، يمكن الضغط على زر "إغلاق" المصعد عدة مرات دون أن يؤثر الضغط عليه مرة واحدة، لأن الأبواب تُغلق وفق جدول زمني محدد، إلا إذا تم الضغط على زر "فتح". زر "فتح" ليس عديم التأثير، لأن كل ضغطة عليه تُضيف تأخيرًا إضافيًا.

انظر أيضاً

ملحوظات

  1. هذه معادلة بين دالتين. تتساوى دالتان إذا تطابقت مجالاتهما ومداهما، وتطابقت قيم مخرجاتهما على كامل مجالهما.
  2. إذاو{\displaystyle f}وز{\displaystyle g}التنقل في ظل نظام التركيب (أي إذاوز=زو{\displaystyle f\circ g=g\circ f}) ثم خاصية التكرار لكليهماو{\displaystyle f}وز{\displaystyle g}يشير ذلك إلى أنوز{\displaystyle f\circ g}، منذ(وز)(وز)=و(زو)ز=و(وز)ز=(وو)(زز)=وز{\displaystyle (f\circ g)\circ (f\circ g)=f\circ (g\circ f)\circ g=f\circ (f\circ g)\circ g=(f\circ f)\circ (g\circ g)=f\circ g}، باستخدام خاصية التجميع في التركيب.
  3. مثالو(ز(7))=و(7)=1{\displaystyle f(g(7))=f(7)=1}، لكنو(ز(1))=و(5)=21{\displaystyle f(g(1))=f(5)=2\neq 1}
  4. كما يوضح ذلك تبديلو{\displaystyle f}وز{\displaystyle g}ليس شرطاً ضرورياً للحفاظ على خاصية التكرار.

مراجع

  1. "idempotence" . قاموس أكسفورد الإنجليزي (  الطبعة الثالثة). مطبعة جامعة أكسفورد. 2010.
  2. "idempotent" . قاموس ميريام-ويبستر . مؤرشف من الأصل بتاريخ 19-10-2016.
  3. المخطوطة الأصلية لمحاضرة عام 1870 أمام الأكاديمية الوطنية للعلوم (واشنطن العاصمة، الولايات المتحدة الأمريكية): بيرس، بنيامين (1870) "الجبر الترابطي الخطي". من الصفحتين 16-17: "عندما يتلاشى تعبيرٌ ما عند رفعه إلى مربعه أو أي قوة أعلى، يُطلق عليه اسم تعبيرٍ عديم القوة ؛ ولكن عند رفعه إلى مربعه أو أي قوة أعلى، فإنه يُعطي نفسه كنتيجة، ويُطلق عليه اسم تعبيرٍ متساوي القوة . المعادلة التعريفية للتعبيرات عديمة القوة ومتساوية القوة هي على التوالي A <sub>n</sub> = 0 و A<sub> n</sub> = A؛ ولكن فيما يتعلق بالتعبيرات متساوية القوة، يُفترض دائمًا أنها من الشكل A<sub> n</sub> = A ما لم يُنص على خلاف ذلك صراحةً."
  4. بولسينو وسيغال 2002 ، ص 127 . 
  5. فالينزا، روبرت (2012). الجبر الخطي: مقدمة في الرياضيات المجردة . برلين: سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص 22. ISBN  9781461209010. يُطلق على العنصر s من الصهارة بحيث يكون ss = s اسم العنصر المتطابق .
  6. ^ دونيدو ، ألفريد (1976). Polynômes et algèbre linéaire (بالفرنسية). باريس: فويبرت. ص. 180. Soit M un magma، لاحظ الضرب. On nomme idempotent de M tout élément a de M tel que a 2 = a . 
  7. جورج غراتزر (2003). نظرية الشبكة العامة . بازل: بيركهاوزر. ISBN 978-3-7643-6996-5.هنا: القسم 1.2، الصفحة 5.
  8. غاريت بيركوف (1967). نظرية الشبكة . منشورات كولكيوم. المجلد 25. بروفيدنس: الجمعية الأمريكية للرياضيات. هنا: القسم الأول، 5، صفحة 8.
  9. بالماسيدا، خوسيه ماريا. "العناصر المتساوية القوة في حلقات المصفوفات فوق حلقات كثيرات الحدود" . المجلة الإلكترونية الدولية للجبر . doi : 10.24330/IEJA.662942 .
  10. ماك لين 1978 ، الفصل الأول، القسم 5.
  11. ماك لين 1978 ، الفصل الأول، القسم 5، التمرين 6.
  12. IETF، بروتوكول نقل النص التشعبي (HTTP/1.1): الدلالات والمحتوى. مؤرشف بتاريخ 8 يونيو 2014 في Wayback Machine . انظر أيضًا: بروتوكول نقل النص التشعبي .
  13. " الأساليب المتكررة" . بروتوكول نقل النص التشعبي (HTTP/1.1): الدلالات والمحتوى . IETF . القسم 4.2.2. doi : 10.17487/RFC7231 . RFC 7231. يعلم أن تكرار الطلب سيؤدي إلى نفس النتيجة المرجوة، حتى لو نجح الطلب الأصلي، على الرغم من أن الاستجابة قد تختلف. 
  14. جون أوسترهوت . "الاستدعاء عند الطلب" .
  15. مارك أ. دي كرويف. "بناء المترجم للمناطق المتكررة وتطبيقاتها في تصميم البنية" . 2012. ص 10.
  16. "دليل مواصفات مصاعد الركاب ذات الجر المسنن - معلومات/تعليمات" (ملف PDF) . وزارة العمل بولاية كارولاينا الشمالية، مكتب المصاعد . 2002. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 23-05-2011.فعلى سبيل المثال، تتضمن مواصفات التصميم هذه خوارزمية مفصلة لتحديد متى ستستجيب عربات المصاعد لطلبات الخدمة اللاحقة.

للمزيد من القراءة