بخشی از مقاله
چکیده
کلانداده برای اشاره به دادههایی با حجم بسیار بالا، سرعت تولید و انتقال زیاد و متنوع بکار میرود؛ که با تجهیزات رایج قابل کنترل و مدیریت نیستند. این فناوری کاربردهای گستردهای در حوزههای هواشناسی، پزشکی، تجارت، مهندسی اجتماعی، صنایع و سازمانهای دفاعی – امنیتی دارد. سامانه C4I به عنوان هسته مرکزی در فرماندهی و کنترل نظامی، مدیریت بحران و پدافند غیرعامل در شرایط اضطراری بکار میرود.
در این سامانه، با توجه به حجم بالا و اهمیت سرعت پردازش و تبادل اطلاعات، استفاده از فناوری کلانداده به منظور تسریع در چرخه عملیاتی، امری ضروری به نظر میرسد. در این مقاله با مروری بر سامانههای نوین C4I، به معرفی ویژگیها، کاربردها، ابزار و فناوریهای کلانداده پرداخته شده و چالشهای مربوط به تعامل این دو حوزه بررسی شده است. شناخت این دو فناوری و چالشهای مربوط به تلفیق آنها، زمینهساز برنامهریزی مناسب برای بهرهگیری از فرصتهای بکارگیری کلانداده در سامانههای C4I در کشور خواهد بود.
.1 مقدمه
فناوری اطلاعات و ارتباطات، موجب تحول و تغییرات اساسی در همه عرصههای زندگی بشر و منشأ پیدایش عصر اطلاعات است. در این دوران، دیجیتالی شدن تجهیزات و دادهها، قابلیت تحرک و دسترسی همگانی، همهجایی و همهزمانی به منابع محاسباتی و ذخیره داده، اتصال به شبکه جهانی اینترنت و روند صنعتی و خودکارسازی فرایندها، موجب رشد و گسترش انفجارگونه دادههای متنوع شده است. حجم عظیم، فشردگی زمانی و سرعت تبادل بالای این دادهها، امکان ذخیرهسازی، پردازش و استخراج دانش از آنها را با ابزارهای متداول، مشکل ساخته و در حوزه فناوری اطلاعات و ارتباطات، مفهوم کلانداده را بوجود آورده است.
کلانداده یک موضوع چند وجهی مبتنی بر علم داده است که علاوه بر دانش فنی، ترکیبی از عوامل وابسته به محیط کسب و کار و راهبردها و دانش سازمانی را در بر میگیرد. امروزه داده به عنوان یک سرمایه مهم و مزیت رقابتی برای سازمانها محسوب میشود و استفاده از کلانداده و تحلیل داده های با حجم بیشتر می تواند تصمیم گیری بهتر و کارایی بیشتری برای دستیابی به اهداف را در حوزههای مختلف کاربرد آن به ارمغان آورد.
در کلانداده به خاطر حجم ذخیرهسازی بالا و توان پردازشی زیاد از روشهای سنتی نمیتوان استفاده کرد و نیاز به روشها، ابزارها و فناوریهای جدیدی داریم که شناخت آن از الزامات ورود به این حوزه مهم است. کلانداده از مهمترین مباحث روز دنیا و تحقیقات آینده است که حوزههای تحقیقاتی زیادی مانند علمی، دولتی، صنایع و تجارت را دربر میگیرد. موسسه تحقیقات بینالمللی گارتنر1 کلانداده را در میان 10 روند برتر فناوری و یکی از 10 روند حیاتی فناوری در 5 سال آینده معرفی کرده است. این مسئله بسیاری از دولتها را به سرمایهگذاری و حرکت به سمت این فناوریهای نوین ترغیب نموده است.
استفاده از کلانداده در سازمانهای دفاعی –امنیتی نیز، کاربرد گستردهای دارد. آژانس امنیت ملی آمریکا - NSA - یکی از سازمانهایی است که با از روشهای مختلفی مانند پروژههای خبرچین بیکران، دراپ مایر و پریزم به جمعآوری اطلاعات از منابع اطلاعاتی مختلف برای کاربردهای جاسوسی و امنیتی میپردازد.
استفاده از تجهیزات ارتباطی نوین مبتنی بر اینترنت در سامانههای فرماندهی و کنترل و پیچیدگی، حجم و تنوع دادهها در سامانههای نوظهور، ضرورت شناخت و استفاده از فناوریهای کلانداده را در مباحث فرماندهی و کنترل نشان میدهد. پردازش و استخراج اطلاعات قابل استفاده و مفید از این حجم انبوه که ممکن است همراه با اطلاعات جعلی هم باشند؛ از مهمترین چالشهای این فناوری علاوه بر امنیت اطلاعات محسوب میشود.
در سامانه های نوین فرماندهی و کنترل نیازمند ابزارها و فناوریهای مورد استفاده در کلانداده برای تجزیه و تحلیل دادههای حجیم و متنوع هستیم. در این مقاله با مروری بر سامانههای فرماندهی و کنترل، به بررسی تعریف، ویژگیها، کاربردها، ابزار و فناوریهای مرتبط با کلانداده و چالشهای بکارگیری آن در سامانههای C4I میپردازیم.
.2 سامانه های C4I
فرماندهی و کنترل نوعی مدیریت است که بروز و ظهور آن مانند بسیاری از دیگر علوم، در صحنه جنگ و امور نظامی شکل گرفته است. با اینحال در شرایط بحرانی مانند وقوع بلایای طبیعی که سامانههای مدیریتی متداول قادر به پاسخگویی و حل معضلات پیچیده نیستند، سامانه مدیریتی فرماندهی و کنترل میتواند کارساز و راهگشا باشد. این سامانه همگام با توسعه فناوری اطلاعات و ارتباطات در روند تکامل خود از C2 - فرماندهی و کنترل - به 1C4ISR - فرماندهی، کنترل، ارتباطات، رایانه، اطلاعات، مراقبت و شناسایی - تغییر یافت.
این سامانه یکی از مهمترین سامانهها در سازمانهای دفاعی است که ضمن ارائهی یک تصویر کامل از محدودهی مورد نظر و جمعآوری، پردازش و انتقال اطلاعات لازم؛ امکان تصمیمگیری به موقع و مؤثر فرماندهان را فراهم مینماید. سامانه C4ISR مانند دستگاه عصب مرکزی است؛ که با ارسال اطلاعات ورودی به مغز - مرکز فرماندهی و کنترل - پردازش اطلاعات ورودی و پاسخ مناسب به آن انجام میشود.
این سامانه با اینکه در انجام مأموریت عملکردی یکپارچه دارد؛ اما یک شبکهی توزیع شده شامل ترکیبی از شبکههای پیچیده با ساختارهای مختلف و محصولات نوظهور فاوا است که شباهتهای زیادی به اینترنت دارد. اخیراً این سامانه، در بسیاری از سازمانهای غیرنظامی، مانند راهآهن، فرودگاه، صنعت نفت و گاز و غیره نیز کاربرد پیدا نموده است. دو نمونه دیگر از کاربردهای این سامانه عبارتند از: مدیریت بحران - مدیریت و ساماندهی در بلایای طبیعی مانند سیل یا زلزله که امکانات سازمانهایی مانند هلال احمر، آتش نشانی و اورژانس به تنهایی کفایت نمی کند - و دفاع شبکه ای - تجزیه و تحلیل رویدادها، شناسایی حمله و ارزیابی سرمایهها در جنگ سایبری -
سامانه C4ISR شامل نرمافزار، سختافزار، سیاستها، مکانیزمها و روشهایی برای هدایت نیروها توسط فرماندهان است. بسیاری از سامانههای جدید مبتنی بر پروتکل اینترنت - IP - طراحی شدهاند و برای برقراری ارتباطات امن از شبکه اطلاعات جهانی - GIG - 2 استفاده میکنند. دو نمونه از این سامانههای جدید عبارتند سامانه کنترل و فرماندهی جهانی - GCCS - 3 و سامانه آرایشپذیر مشترک - DJC2 - 4 که برای فراهم کردن اطلاعات دقیق، کامل و به موقع برای انجام عملیات توسط وزارت دفاع آمریکا - DoD - طراحی شدهاند
.3 کلانداده
اصطلاح کلانداده5 اولین بار توسط "داگ لنی" در موسسه "گارتنر" در سال 2001 مطرح شد . وی سه ویژگی اصلی حجم6، سرعت7 و تنوع8 را تحت عنوان 3V برای کلانداده در نظر گرفت. طبق تعریف وی، کلانداده شامل اطلاعاتی یا حجم زیاد است که با روشهای نوین پردازش و ذخیرهسازی برای درک بهتر از دنیا و روند تصمیمگیری دقیقتر، مورد استفاده قرار میگیرند . کلانداده به مجموعه دادههای حجیمی گفته میشود که مدیریت، کنترل و پردازش آنها، فراتر از توانایی ابزارهای نرمافزاری و پایگاههای داده سنتی در یکزمان قابل تحمل و مورد انتظار است. در سالهای اخیر، روند توسعه کلانداده، در سه بعد مطرح شده توسط داگ لنی، رشد چشمگیر و خیره کنندهای داشته است که در 3]و [4 بررسی شده است.
اصل و بنیاد تعریف بیگ دیتا، تعریفی اقتصادی است. در اقتصاد، داشتن تحلیل دقیقتر میتواند منجر به کارایی بیشتر، هزینه کمتر و ریسک پایینتری شود که موجب ایجاد مزیت رقابتی برای سازمان میشود - شکل - - 1 را ببینید - . برخی اهمیت کلانداده را به اندازه اهمیت اینترنت برای تداوم کسب و کار یا انجام مأموریتهای سازمانی میدانند. کریستوفر لینچ که در شرکتهای مرتبط با پروژه های کلانداده سرمایه گذاری کرده است، از این فناوری به عنوان اولین فناوری پس از شکلگیری اینترنت نام میبرد که میتواند جهان را تغییر دهد. برخی نیز آن را نفت دوران جدید نامیدهاند.
شکل .1 مزایای کلانداده
.3,1 ویژگیها و کاربردها
ویژگیهای کلانداده به مرور زمان از حجم، سرعت و تنوع در تعریف اولیه، فراتر رفت و با اضافه شدن 5 ویژگی دیگر تحت عنوان 8V شناخته میشود. جدیدترین و مهمترین ویژگیهای کلانداده در جدول - 1 - آمده است.
کلانداده در پیشبینی هواشناسی، بهینهسازی جریان ترافیک و مدیریت شهری، سلامت و پیشگیری از شیوع بیماریها، تجارت و بورس، تجهیزات ورزشی، سرگرمی، مهندسی اجتماعی، تصمیم گیریهای راهبردی و حوزههای امنیتی و سیاسی کاربرد دارد. دیجیتالی شدن عملیات ذخیرهسازی و پردازش، اتوماسیون فرایندها و دسترسی همهجایی به اینترنت جهانی، پارادایم جدیدی در علم داده ایجاد نموده و موجب همگرایی و ترکیب علوم مختلف شده است.
در همه این کاربردها، جمعآوری، ذخیره و انتقال دادهها تنها چالشهای موجود نیستند؛ بلکه دادهکاوی و خلق دانش از کلانداده، از اهمیت بالایی برخوردار است .[5] در پژوهشهای مختلف، نقش ویژه کلانداده به عنوان یکی از فناوریهای حیاتی در 5 سال آینده و نمونه هایی از کاربردهای کلانداده در حوزه های پزشکی و تجاری آمده است
شرکت گوگل از تجزیه و تحلیل کلانداده را برای هدایت و کنترل ماشین هوشمند بدون سرنشین استفاده می کند. یکی دیگر از کاربردهای مهم کلانداده در پیش بینی فعالیتهای تبهکارانه و شناسایی و ردگیری تروریستهای سایبری است که توسط آژانسهای امنیتی مانند NSA از آن برای دستیابی به امنیت ملی استفاده می شود
.3,2 ابزار، فناوریها و مولفهها
کلانداده ممکن است از فیلم ها، تراکنشهای آنلاین، جستجوها 1 ، ایمیل ها، فایلهای شنیداری، جریانهای کلیکی - مانند هشتگ - ، تصاویر، تعاملات شبکههای اجتماعی، گزارش ثبت وقایع، سوابق درمانی، نوشته ها، اطلاعات علمی و تلفن های همراه و برنامه های کاربردی آنها تولید شود.
حجم زیاد داده از نوع ساختار یافته - مانند اعداد، کلمات و تاریخها که معمولا با زبان برنامهنویسی 2 SQLتولید میشود و در پایگاه داده رابطهای قرار دارند - و غیرساختاری - مانند پیامهای متنی، اطلاعات حسگرها، صدا، عکس - شامل اطلاعاتی در مورد علاقمندی بازدید کنندگان یک سایت، پیشبینی وضعیت اقتصادی در بازار و سایر اطلاعات معنایی است. تحلیل و داده کاوی این حجم زیاد از دادهها توسط سیستمهای نرمافزاری پیچیده قابل انجام است.
