close
دانلود فیلم
الگوریتم ژنتیک
 
پایان نامه استفاده از الگوریتم ژنتیک و منطق فازی برای بهینه سازی منابع بازار براساس شبکه بندی

موضوع :استفاده از الگوریتم ژنتیک و منطق فازی برای بهینه سازی منابع بازار براساس شبکه بندی

تعداد صفحات : 124

مقدمه

1-1 مدیریت منابع و زمانبندی در گرید

امروزه فن آوری محاسبات گرید،به عنوان مدل و رهیافتی نو جهت حل مسایل پیچیده و بزرگ در علوممهندسی،صنعت و تجارت مطرح شده است و هر روز بر تعداد برنامه های کاربردی متفاوتی که از زیر ساخت گرید به منظور تامین نیازهای محاسباتی،ذخیره سازی اطلاعات و سایر موارد بهره برداری می کنند،افزوده می شود.مسایلی که توسط گرید حل می شوند معمولاً مسایلی هستند که به نیاز به حجم محاسباتی بالا و یا حجم زیاد داده و ذخیره سازی دارند و ممکن است داده های ورودی مورد نیاز آنها،در میان سایتهای مختلف توزیع شده باشد.

جهت حل این مسایل،گرید یک بستر محاسباتی/ارتباطی ارائه می کند که در آن،قابلیت ها و امکانات و کیفیت سرویس کلیه منابع و بالاخص منابع محاسباتی در کنار یکدیگر مجتمع شده است و دیدی از یک ماشین مجازی بسیار قدرتمند در اختیار برنامه های کاربردی جهت اجرا قرار می گیرد.

ذکر شد که گرید طبق تعریف،هیچ محدودیتی از نظر محدوده جغرافیایی تحت پوشش ندارند بنابراین منابع در دسترس یک گرید،به لحاظ جغرافیایی توزیع شده هستند و حتی ممکن است ناهمگن نیز باشند.منابع در سایتهای مختلف قرار دارند و متعلق به سازمانها و نهادهای متفاوت هستند و هر سازمان ،سیاست های مدیریتی خود را بر نحوه به اشتراک گذاری و دسترسی به منابعش اعمال می کند.

از طرف دیگر،همانطوری که گفته شد،محیط گرید یک محیط اختیاری و پویاست،به این معنا که بر خلاف کلاسترها که معمولاً نرخ تعیین منابع در دسترس،در آنها کم است،در سیستمهای گرید،ماشینها و به طور کلی،کلیه منابع در دسترس گرید در طول زمان ممکن است تغییر کنند.

مشاهده می شود که محیط گرید،به لحاظ منابع تحت پوشش،محیطی بسیار پیچیده است.فاصله های جغرافیایی زیاد منابع توزیع شده،معماریها و سیستم عاملهای متفاوت ماشینهای مختلف،تفاوت ها در روشهای دستیابی به هر یک از منابع،متغیر بودن محیط به لحاظ منابع دردسترس و در نهایت وجود سیاست های مختلف در دسترسی به منابع،همه و همه مسائل پیچیده ای هستند که گرید باید با آنها دست و پنجه نرم کند.کاملاً واضح است مدیریت موثر منابع،امری حیاتی در سیستمهای گرید محسوب می شود و به علاوه،زمانبندی باید به نحو احسن در این سیستم ها انجام شود تا از یک طرف کاربران و برنامه های کاربردی به بهترین نحو سرویس دریافت کنند و از طرف دیگر از کلیه منابع گرید،بهره برداری بهینه و حداکثر صورت گیرد.در واقع می توان گفت،کارآمدی هر سیستم گرید،به میزان زیادی در گرو کارآیی و موثر بودن روشهای مدیریت منابع و نیز سیاست ها و مکانیزمهای مورد استفاده در اجرای وظایف در این محیط می باشد.زیرا عمل تقسیم بار در سیستم های گرید،تا چه حد حیاتی و بحرانی است،زیرا استفاده موثر از تقسیم بار در سیستم های گرید،تا حد زیادی حیاتی و بحرانی است،زیرا استفاده موثر از تقسیم بار،هم به نفع مالکان ماشینها خواهد بود و هم به نفع مشتریان منابع.

1-2کلیات مدیریت و زمانبندی در سیستم های گرید

1-2-1 انواع منابع در محیط گرید

محیط گرید،مجموعه ای متشکل از ماشینهای محاسباتی است که گاهی عناوینی مانند،منبع،عضو،پردازشگر گرید،واگذار کننده(کارها)و میزبان به این ماشینها داده می شود.تمامی این ماشینها در واقع منابع گرید را تشکیل می دهند.دسترسی به برخی ماشینها ممکن است توسط همه کاربران امکانپذیر باشد،اما ممکن است ماشینهایی نیز وجود داشته باشند که دسترسی به  آنها،قیود و شرایط و محدودیت های خاص خود را داشته باشد.

    

1-2-1-1منابع محاسباتی

مهمترین منبع در هر سیستم گرید،منابع محاسباتی هستند.استفاده از یک منبع محاسباتی،به معنای استفاده از سیکلهای پردازنده ماشینهای مختلف در گرید،جهت اجرای برنامه های کاربردی است.پردازنده های ماشینهای مختلف،ممکن است به لحاظ سرعت،معماری و فاکتورهای مرتبط دیگری مانند حافظه اصلی،نحوه اتصالات با یکدیگر(در کامپیوتر های چند پردازنده)و غیره با یکدیگر تفاوت داشته باشند.

1-2-1-2 منابع ذخیره سازی

بعد از منابع محاسباتی،پرکاربردترین منابع مورد استفاده در محیط گرید را منابع ذخیره سازی داده ها تشکیل می دهند.یک نوع خاص از گرید،اصطلاحاً گرید داده است که توسط آن،می توان انبار داده مجازی با ظرفیت بسیار بالا داشت(با استفاده از تجمیع منابع ذخیره سازی ماشینهای توزیع شده مختلف به صورت شفاف جهت ارائه یک انبار داده یکپارچه و منسجم و تکی مجازی).این انبار داده مجازی و غول پیکر،به صورت منطقی،کلیه داده های روی ماشینهای توزیع شده را مجتمع می کند و گرید داده،دسترسی یکسان(صرف نظر از معماری،سیستم عامل و سیستم مدیریت بانک اطلاعاتی ماشینهای توزیع شده)و کاملاً شفاف به داده و اطلاعات فراهم می کند.

1-2-1-3 منابع ارتباطی

در زمان مطرح شدن سیستمهای توزیع شده،پهنای باند ارتباطی در دسترس،بسیار محدود بود،اما امروز شاهد رشد سریع در ظرفیت ارتباطی میان ماشینهای مختلف هستیم و همین امر باعث شده  راه اندازی شبکه های گرید عملی تر شود،اما مشکل کمی پهنای باند ارتباطی و محدود بودن ظرفیت ارتباطی،هنوز هم به عنوان عاملی محدود کننده در پیاده سازی برنامه های کاربردی توزیع شده مطرح است،بنابراین،می توان گفت ظرفیت ارتباطات داده ای،به عنوان یکی از مهمترین منابع در گرید مطرح است.

 

1-3 نرم افزارها و مجوزهای نرم افزاری

ممکن است بر روی برخی ماشینها در هر گرید،نرم افزارهای گرانی نصب شده باشند که نصب آنها بر روی تمامی ماشینهای گرید،به دلیل پر هزینه بودن،امکانپذیر نباشد.با استفاده از یک گرید،می توان کارهایی را که احتیاج به این نرم افزارها دارند را به سمت ماشینهای دارنده آنها ارسال کرد تا بر روی آن ماشین اجرا گردند.زمانی که هزینه محوزهای نرم افزارها،قابل توجه باشد،این رهیافت،می تواند به مقدار زیادی از مخارج سازمان بکاهد و در هزینه ها،صرفه جویی ایجاد کند.

برخی از مجوزهای نرم افزاری،به این صورت هستند که نرم افزار را بتوان بر روی تمامی ماشینهای گرید نصب کرد،اما تعداد محدود و تعریف شده ای از کاربران،امکان استفاده همزمان از آن(بر روی ماشینهای مختلف)را دارند.در این نرم افزارها،یک سیستم مدیریت مجوز وجود دارد که در طول زمان مانیتور می کند در هر لحظه چند کپی از برنامه در حال اجرا در شبکه هستند و از اینکه تعداد نسخه های در حال اجرا،از عدد تعریف شده در مجوز بیشتر شود،جلوگیری می کند.در چنین سناریویی،زمانبندهای گرید می توانند طوری تنظیم شوند که چنین مجوزهای نرم افزاری را در محاسبات خود لحاظ کند و با در نظر گرفتن اولویت برنامه های کاربردیکه نیاز به اجرای این برنامه های مجوز دار،دارندو با اعمال دیگر سیاست های لازم،امکان استفاده حساب شده از مجوز نرم افزارها و متعادل سازی اجرای برنامه ها فرآهم می گردد.

1-4سایر منابع:تجهیزات خاص،ظرفیت ها،سیستم عاملها،معماریها و منابع مصنوعی

ماشینهای روی گرید،اعلب معماریها،سیستم عاملها،تجهیزات و ظرفیت های متفاوت دارند.هر کدام از این موارد در واقع بیانگر نوعی منبع در گرید هستند،زیرا ممکن است برنامه کاربردی،آنها را به عنوان یکی از ضوابطی ذکر کرده باشد که باید هنگام واگذاری کارها به ماشینهای گرید،جهت تعیین صلاحیت ماشین مقصد برای اجرای کار،بررسی شوند.

1-5 بررسی محیط گرید به لحاظ مدیریت و زمانبندی

محیط گرید،محیط پیچیده ای است و انواع آن منابع با سیاست های مختلف و در فواصل جغرافیایی دور از یکدیگر ممکن است قرار داشته باشند.مدیریت منابع در چنین محیطی بسایر پیچیده و زمانبندی بهینه در آن کاری بسیار دشوار است.به همین دلیل است که تقریباً مهمترین بحث در سیستمهای گرید،مدیریت بهینه منابع تحت پوشش و زمانبندی کارها است.بسایری از مباحث تحقیقاتی در حوزه گرید،امروزه در زمینه سیستمها،روشها و الگوریتمهای مدیریت منابع و زمانبندی در شبکه های گرید ارائه می شوند.

برای اینکه تصویر دقیق تری از محیط یک گرید بدهیم،در ابتدا لازم است ماهیت خود برنامه های کاربردی و نیز کارهایی که در محیط گرید اجرا می شوند،شرح داده شود.تا زمانی که ماهیت برنامه های کاربردی توزیع شده و کارها در گرید بررسی نشوند،نمی توان درک درستی نسبت به محیط از دیدگاه مدیریت منابع و زمانبندی داشت.از سوی دیگر،در واقع درست است که می گوییم کاربران و برنامه های کاربردی از منابع گرید استفاده می کنند،اما در نهایت این برنامه های کاربردی هستند که از منابع گرید استفاده می کنند و کاربر از طریق این برنامه کاربردی است که منابع گرید را در اختیار می گیرد.نکته دیگری که باید ذکر کرد این است که،گاهاً دو کلمه برنامه کاربردی و کار اشتباهاً به جای یکدیگر به کار برده می شوند.اما خصوصاً در محیط گرید،باید تفاوت اساسی میان آنها قائل شد.

1-6 نگاهی دقیق به برنامه های کاربردی و کارها در محیط گرید

اگرچه ممکن است طیف وسیعی از منابع مختلف در گرید میان کاربران به اشتراک گذارده شده باشد،اما دسترسی به این منابع از طریق اجرای یک برنامه کاربردی یا یک کار خواهد بود.گاهی دو اصطلاح برنامه کاربردی و کار اشتباهاً به جای یکدیگر به کار برده می شوند.در سیستمهای گرید اصطلاح برنامه کاربردی به بالاترین واحد پردازشی گفته می شود که توسط کاربران جهت اجرا به گرید واگذار می گردد.هر برنامه کاربردی ممکن است به یک یا چند کار شکسته شود و سپس این کار(کارها)به روی ماشین(ماشینهای)پردازشگر توسط سرویس دهنده گرید جهت اجرا ارسال(واگذار)خواهد شد.پس در عمل برنامه کاربردی است که جهت اجرا توسط کاربر به گرید واگذار    می شود،اما با شکسته شدن یک برنامه کاربردی به یک یا چند کار،در عمل،کار است که توسط سرویس دهنده گرید به ماشین پردازشگر جهت اجرا واگذار می گردد و کار است که بر روی ماشین پردازشگر در عمل اجرا خواهد شد.زمانبندی نیز در مورد کارها صورت می گیرد.

برنامه کاربردی را بالاترین سطح یک برنامه در گرید می دانیم که ممکن است به تعدادی کار توزیع شده ویا موازی شکسته شود.بنابراین،هر برنامه کاربردی به صورت مجموعه ای از کارها طوری سازماندهی می شود که کارها بتوانند به صورت توزیع شده ویا موازی بر روی ماشینهای مختلف اجرا شوند.برخی سیستمهای گرید این امکان را می دهند که کارها بتوانند در طول اجرا با یکدیگر تعاملهای چند باره آسنکرون یا سنکرون داشته باشند و مرتباً میان یکدیگر در طول اجرا داده هایی را رد و بدل کنند،اما گاهی اوقات سیستم گرید صرفاً این امکان را دارد که خروجی نهایی یک کار از یک برنامه کاربردی،بتواند ورودی کاردیگری از همان برنامه کاربردی باشد(به نوعی تعامل یک باره آن هم صرفاًدر انتها و خاتمه اجرای یک کار)و سپس با بررسی وابستگی کارها به یکدیگر،آنها را به ترتیبی اجرا      می کنند که چنین اتفاقی بیافتد.با بررسی دقیق کارها،می توان کارهایی را که مستقل از یکدیگر هستند به صورت همزمان و موازی اجرا کرد ولی کارهایی که به نتایج یکدیگر نیازمندند،باید به ترتیب لازم،اجرا گردند.

واحد کاری را یک واحد اجرایی می دانیم که عملاً به یک ماشین پردازشگر جهت اجرا واگذار خواهد شد و همانطوری که گفتیم،یک واحد کاری تمامی اطلاعاتی را که جهت اجرای یک برنامه لازم است در بر  می گیرد:خود برنامه اجرایی(یا اشاره گری به محل نگهداری ان بر روی یک محل مشترک)،کلیه داده های ورودی مورد نیاز برنامه(یا اشاره گرهایی به محل داده های ورودی)،اطلاعاتی در مورد اینکه خروجیهای برنامه چگونه و کجا باید ذخیره شوند،لیست کلیه نیازمندیهایی(منابع)که برای اجرای برنامه لازم است(پارامترهایی مانند معماری،سیستم عامل،مولفه های نرم افزاری،پردازنده،حافظه اصلی،ظرفیت دیسک سخت،پهنای باند و…)،پارامترهای کیفیت سرویس،اولویت برنامه و…همه و همه مواردی هستند که در واحد کاری وجود دارند.گاهی اوقات یک برنامه کاربردی در واحد کاری قرار   می گیرد و توسط کاربر به زمانبند گرید ارسال می شود.در این حالت واحد کاری،حاوی اطلاعات کلیه زیربرنامه (کارها)و بیانگر نحوه ارتباط این کارها به یکدیگر و کلیه مواردی است که جهت اجرای توزیع شده تمامی کارها لازم است.گاهی منظور از واحد کاری،مفهومی سطح پایین تر از برنامه کاربردی است و در واقع یک کار به همراه کلیه اطلاعات مورد نیاز است که باید در نهایت بر روی ماشین پردازشگر اجرا شود و اسن واحد کاری،توسط زمانبند گرید به ماشین پردازشگر ارسال می شود.

کارها واحدهای اجرایی هستند که در نهایت بر روی یک ماشین پردازشگر گرید اجرا خواهند شد.آنها ممکن است محاسباتی انجام دهند،داده ها را از مکانی و شکلی به مکانی و شکل دیگر منتقل کنند،داده هایی را جمع آوری کنند،ارتباطاتی با سایر کارها در گرید یا با دنیای خارج گرید برقرار کنند،دستوراتی را بر روی سایر ماشینها اجرا و الی آخر.برخی از سیستمهای گرید،این امکان را می دهند که یک کار نیز بتواند به نوبه خود به چند زیر-کار(subjob)شکسته شود.به شکل زیر توجه کنید.

نمای یک برنامه کاربردی گرید که به صورت مجموعه ای از کارها و زیر کارها سازماندهی شده است.

ذکر چند نکته در مورد برنامه های کاربردی گرید ضروری است:

1.برخی سیستمهای گرید،صرفاً از سازماندهی و شکستن دو سطحی پشتیبانی می کنند:برنامه کاربردی می تواند به تعدادی کار شکسته شود و هر کار نیز ممکن به تعدادی زیر-کار شکسته شود.اما برخی دیگر از سیستمها امکان شکستن در بیش از دو سطح را می دهند.به این طریق برنامه کاربردی می تواند به تعدادی کار شکسته شود(کار در این حالت موجودیت اجرایی نیست).هر کار ممکن است به تعدادی کار ویا task شکسته شود و در نهایت برگهای درخت،taskها هستند که برنامه های اجرایی هستند که به ماشینهای پردازشگر جهت اجرا واگذار خواهند شد.

2.سازماندهی برنامه کاربردی به تعدادی کار توزیع شده ویا موازی،ممکن است به دو صورت اتوماتیک و غیر اتوماتیک صورت گیرد.در سازماندهی اتوماتیک،برنامه کاربردی به صورت یک برنامه ترتیبی غول پیکر نوشته می شود(در یک زبان رویه ای یا شی گرا)و سپس متن این برنامه در اختیار سوپر کامپایلر پیشرفته گریدی گذارده می شود.سوپر کامپایلر،خود برنامه را تجزیه و تحلیل می کند و با تکنیک های فوق پیشرفته کامپایلر،آن را به تعدادی زیربرنامه طوری می شکند که این زیربرنامه ها،به صورت موازی و توزیع شده بر روی ماشینهای مختلف در گرید قابل اجرا باشند.در این حالت،خروجی سوپر کامپایلر،حالت سازماندهی شده برنامه کاربردی اولیه در قالب محموعه ای از کارهای توزیع پذیر و موازی است.البته،تولید چنین کامپایلر هایی بسیار دشوار است و متخصصان بسیاری بر روی آن هنوز به عنوان مبحثی در دست تحقیق،کار می کنند.در حالت غیر اتوماتیک،سیستم گرید در سطح انتزاعی بالا این امکان را می دهد که تولید کنندگان برنامه های کاربردی گرید،نتوانید به صورت ویژوال چنین درختی را(معمولاً در محیط مرورگرهای سبک وب)تولید کنند.در این سیستمها،ابتدا درخت برنامه کاربردی در قالب کلیه نودها(کارها و زیر کارها یا کارها و taskها،بسته به معماری مجاز قابل پشتیبانی توسط سیستم)و لبه ها(که معرف نحوه ارتباط باشند)رسم می شود.سپس نحوه ارتباط نودها(به لحاظ ارتباطات سنکرون و آسنکرون و یا به لحاظ وابستگیها)مشخص می شود.در ادامه نسخه اجرایی یا Source code مربوط به هر نود اجرایی(برگ درخت)مشخص می شود.کلیه اطلاعات و نیازمندیهای لازم آن،در قالب واحدهای کاری مجزا ذکر خواهد شد.ممکن است لازم باشد اطلاعات دیگری نیز،بسته به خود سیستم گرید،ارائه شود.در نهایت،کلیه این اطلاعات جهت زمانبندی و اجرا به زمانبند گرید داده خواهد شد.

اکنون که دید دقیقی نسبت به یک برنامه کاربردی در گرید به دست آوردیم،مشخص می شود زمانبندی و اجرای چنین برنامه هایی،خصوصاً در گرید های گسترده باچه مشکلات و معضلاتی روبرو است.به طور مثال،در سیستمهای گریدی که امکان ارتباط چند باره سنکرون وآسنکرون به کارهای یک برنامه کاربردی را می دهند،باید دقت شود کارهایی که نیاز به تعامل با یکدیگر دارند،به ماشینهایی که از لحاظ جغرافیایی فاصله زیادی دارند و یا بستر ارتباطی شبکه ای ضعیف میان آنها وجود دارد،واگذار نشوند.در سیستمهای گریدی که امکان ارتباطات فوق را به کارها نمی دهند ولی در عوض وابستگیهای آنها را در نظر می گیرند و خروجیهای آنها را در اختیار یکدیگر       می گذارند،زمانبند گرید باید با رعایت ترتیب لازم،کارها را اجرا کند.به علاوه باید کارهای مستقلی را که می توانند با یکدیگر موازی اجرا شوند شناسایی کند تا برنامه در بهترین حالت خود اجرا شود و نیز اگر خروجی یک کار،ورودی کار دیگر است،منطقی این است که هر دو به ترتیب بر روی یک ماشین پردازشگر واحد اجرا شوند تا از نقل و انتقالات بی مورد داده های احتمالاً حجیم،در سیستم تا حد ممکن جلوگیری شود.نکته دیگر این که،در زمانبندیها،باید دقت شود اگر داده های ورودی یک کار،به همراه خود کار در واحد کاری قرار نگرفته اند(صرفاً اشاره گرهایی به محل آنها در واحد کاری آمده است)،حتی الامکان باید کار بر روی ماشین نزدیک(به لحاظ سرعت و ارتباطات شبکه ای)به ماشین نگهداری کننده داده های ورودی اجرا شود.همین مطلب در مورد داده های خروجی زمانی که باید بر روی یک ماشین راه دور ذخیره شوند نیز صدق می کند.در واقع در تشخیص بهترین ماشین جهت واگذاری یک کار،به علاوه بر سرعت پردازنده،میزان بار روی ماشین پردازشگر و…باید چنین مواردی نیز کاملاً توسط زمانبند لحاظ شود.با ذکر تمامی نکات فوق،می توان دریافت زمانبندی و مدیریت منابع در محیط گرید،چه کار دشواری(مثلاً در قیاس با سیستمهای کلاستر عادی)است.

 

ادامه مطلب...
پایان نامه بهبود ساخت و ترکیب قوانین فازی با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته مهندسی کامپیوتر 

گرایش : هوش مصنوعی

عنوان : بهبود ساخت و ترکیب قوانین فازی با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری

 تعداد صفحات : 106

چکیده

استخراج طبقه­ بند­های عام و قابل فهم از داده، نقش مهمی در بسیاری از حوزه­ ها و مسائل است. تاکنون روش های متعددی برای طبقه ­بندی و تشخیص الگو معرفی شده ­است. یکی از شیوه­ های موفق و منحصربه ­فرد در حوزه طبقه­ بندی و تشخیص الگوی داده­های ورودی، استفاده از تکنیک­های فازی برای تقسیم ­بندی نرم فضای ویژگی و بالطبع استفاده از یک معماری مؤثر در متصل کردن این زیر­فضاها برای تصمیم­ گیری و طبقه ­بندی به­ صورت فازی می­باشد.  اینکه بتوان بهترین و کارا ترین قوانین فازی را از روی داده استخراج کرد هنوز زمینه بسیار مهمی برای محققان است.

در این مطالعه یک روش نوین برای وزن­ دهی به قوانین فازی با استفاده از الگوریتم تکاملی رقابت استعماری ارائه شده است تا بتوان قوانین مهم­تر را با استفاده از وزن­های بهینه شده بیش­تر در نظر گرفت. در این پایان­نامه، عملگرهای الگوریتم رقابت استعماری برای ساختن مناسب قوانین فازی مجددا تعریف می­شوند

درواقع تکنیک Ishibuchi برای فاز اول یعنی تولید قوانین و تکنیک رقابت استعماری برای فاز دوم یعنی وزن­دهی به آن­ها ارائه شده است. در گام بعدی، تولید و تکامل قوانین فازی با الگوریتم رقابت استعماری پیشنهاد شده است. این روش باعث افزایش کارایی طبقه­بندی کننده برای نرخ طبقه بندی می­شود. درنهایت، هدف، ساختن یک مجموعه قانون فشرده با تعداد کم قوانین است که این قوانین دارای طول کوتاه و در نتیجه تفسیرپذیری بالا هستند.

الگوریتم پیشنهادی با طبقه بندی کننده­های پایه غیرفازی مانند SVM، C4.5، 1NN و Naive Bayes و الگوریتم­های طبقه بندی کننده فازی که توضیح داده خواهد شد مقایسه و ارزیابی می­شود.

 

ادامه مطلب...
ارائه یک الگوریتم زمانبندی کارا در شبکه محاسباتی گرید با هدف کاهش زمان اتمام کل و توازن بار

دانلود متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته کامپیوتر

گرایش : نرم افزار

عنوان : ارائه یک الگوریتم زمانبندی کارا در شبکه محاسباتی گرید با هدف کاهش زمان اتمام کل و توازن بار

تعداد صفحات : 77

 

1-1 مقدمه

کامپیوترهای امروزی مانند مغز انسان معمولا از بخش کوچکی از توانایی‌های خود استفاده می‌کنند و اغلب به‌ صورت غیرفعالند و منتظر اطلاعات ورودی می‌مانند. تصور کنید که اگر از منابع سخت‌افزاری این همه کامپیوتر غیرفعال استفاده شود و همه در یک کامپیوتر جمع شوند، چه دستگاه پرقدرتی خواهیم داشت. شبکه­ های محاسباتی (گرید) زمینه‌ای را فراهم آورده است که بتوان از منابع (کامپیوتری) سیستم‌های دیگر نیز استفاده نماییم. اغلب مسائل پیچیده علمی، مهندسی و تجارت احتیاج به میزان زیادی از منابع برای اجرا دارند، بهترین راه حل برای اینگونه مسائل استفاده از گرید می­باشد.

هدف شبکه­های محاسباتی (گرید) به اشتراک گذاشتن منابع کامپیوتری در نقاط مختلف جغرافیایی با مدیریت­های مختلف بین کاربران است. کاربران درخواست­های خود را پیوسته برای محیط گرید ارسال می­کنند و بخش مدیریت منابع این کارها را به گره های محاسباتی موجود در شبکه اختصاص می­دهد. به چگونگی تخصیص این درخواست­ها روی گره­های محاسباتی مختلف زمانبندی می­گویند.

اعمال سیاست­های مختلف برای عملیات زمانبندی نتایج متفاوتی را خواهد داشت که این سیاست با توجه به اهداف مشخص شده برای گرید اتخاذ می­شوند. عملیات زمانبندی در سیاست­های مختلف از فاکتورهای متفاوتی برای تخصیص کارها روی منابع مختلف استفاده می­کند. امکان دارد یک فاکتور نقش تعیین کننده­ای در یکی از سیاست­ها داشته باشد ولی در سیاست دیگر اصلا به آن توجه نشود، از اینرو هدف هر الگوریتم بهینه کردن سیاست مورد نظر خود است.

 

1-2 هدف از اجرای پایان نامه

با توجه به تاثیر بالای عملیات زمانبندی در عملکرد بهینه گرید و مزایایی که برای گرید در قسمت قبل ذکر شد، ارائه یک روش کارا در زمانبندی می تواند تاثیر زیادی در حل مسائل بزرگ در شاخه های مختلف داشته باشد.

در گریدهای محاسباتی هدف بالا بردن درصد استفاده از منابع در کنار کاهش زمان اتمام آخرین کار می­باشد. در این طرح تحقیق همین اهداف را دنبال می­کنیم و سعی داریم نگاشتی از کارها را ارائه دهیم که هم باعث بالا رفتن بهره­وری از منابع شود و هم کمترین زمان را برای اتمام آخرین کار داشته باشد.

 

1-3 مراحل انجام پایان نامه

برای انجام پایان­نامه ابتدا مفاهیم گرید و روش­های موجود مطالعه و بررسی شدند و بعد از مقایسه صورت گرفته روی روش­های مختلف، الگوریتم ژنتیک برای تولید نگاشت انتخاب شد. در کنار الگوریتم ژنتیک الگوریتمی را ارائه کردیم که به توازن بار روی منابع کمک می­کند و با استفاده از مزایای دو الگوریتم نام برده شده نگاشت بهینه­ای را برای کارها بدست آوردیم. برای پیاده­سازی الگوریتم­ها از زبان برنامه نویسی java شده است.

 

1-4 ساختار پایان نامه

در فصل دوم الگوریتم ژنتیک، پارامترهای موثر در این الگوریتم و مفاهیم اولیه­ی زمانبندی مورد بررسی قرار می­گیرد. در فصل سوم گذری بر تحقیقات پیشین خواهیم داشت. الگوریتم­های پیشنهادی در فصل چهارم ارائه شده است و در فصل پنجم نتایج حاصل از ارزیابی و مقایسه الگوریتم­های پیشنهادی آورده شده است.

ادامه مطلب...
دانلود پایان نامه بررسی شبکه های عصبی مصنوعی
مشخصات مقاله:
عنوان کامل: بررسی و معرفی شبکه های عصبی مصنوعی
دسته: فناوری اطلاعات و کامپیوتر
فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات پروژه: ۱۲۱

چکیده ای از مقدمه آغازین ” پایان نامه بررسی و معرفی شبکه های عصبی مصنوعی” بدین شرح است:

.

هوش محاسباتی یا  (Computational-Intelligence) CI به معنای استخراج هوش، دانش، الگوریتم یا نگاشت از دل محاسبات عددی براساس ارائه به روز داده‌های عددی است. سیستم‌هایCI در اصل سیستم‌های دینامیکی مدل آزاد (Model-free) را برای تقریب توابع و نگاشتها ارائه می‌کند. در کنار این ویژگی بسیار مهم باید از ویژگی مهم دیگری در ارتباط با خصوصیات محاسباتی سیستم‌های CI نام برد، که در آن دقت، وجه‌المصالحه مقاوم بودن، منعطف‌بودن و سهولت پیاده‌سازی قرار می‌گیرد.
مولفه‌های مهم و اساسی CI ، شبکه‌های عصبی )محاسبات نورونی(، منطق فازی) محاسبات تقریبی( و الگوریتم ژنتیک) محاسبات ژنتیکی(است، که هر یک به نوعی مغز را الگو قرار داده‌اند. شبکه‌های عصبی ارتباطات سیناپسی و ساختار نورونی، منطق فازی استنتاجات تقریبی و محاسبات ژنتیکی محاسبات موتاسیونی مغز را مدل می‌کنند. ‍‍‌
هوش مصنوعی:
در شبکه ارتباطی مغز انسانها سیگنالهای ارتباطی به صورت پالسهای الکتریکی هستند.جزء اصلی مغز نرون است که از یک ساختمان سلولی و مجموعه ای از شیارها و خطوط تشکیل شده و شیارها محل ورود اطلاعات به نرون هستند وخطوط محل خروج اطلاعات از نرون اند . نقطه اتصال یک نرون به نرون دیگر را سیناپس می نامند که مانند دروازه یا کلید عمل می کنند. اگر واکنشهایی که میلیونها نرون مختلف به پالسهای متفاوت نشان میدهند با یکدیگر هماهنگ باشند ممکن است پدیده های مهمی در مغز رخ دهد.
آن دسته از پژوهشگران هوش مصنوعی که رویکرد مدل مغزی را دنبال می کنند گونه ای از مدارهای الکتریکی را طراحی کرده اند که تا حدی شبکه مغز را شبیه سازی میکند در این روش هر گره (نرون)به تنهایی یک پردازنده است ولی رایانه های معمولی حداکثر چند cpuدارند هدف عمده کامپیوتر شبکه عصبی این است که مکانیسمی طراحی کند که همانند مغز انسان بازخورد مثبت یاد بگیرد پاسخهای درست و نادرست کدامند.
ادامه مطلب...
پروژه مدلسازی و شبیه سازی سیستم بوسیله سیستم توده pso

جزئیات بیشتر این محصول:

پایان نامه جهت اخذ درجه کارشناسی
عنوان کامل: مدلسازی و شبیه سازی سیستم بوسیله سیستم توده pso
فرمت فایل: WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات پروژه: ١۵٧
______________________________________________________
بخشی از مقدمه:
حرکت توده ای یک نوع حرکت دسته جمعی هماهنگ است که معمولا با استفاده از ارتباطات اندک موجود بین اعضای آن و اطلاعات محدود از وضعیت کل سیستم انجام می شود. با وجود توانایی و هوش محدود و اندک برای هر عضو، مجموعه این اعضا در کنار هم قادر به انجام اهداف سطح بالا و قابل توجهی هستند.
با ایده گرفتن از حرکات توده ای موجود در طبیعت و مشاهده تعامل بین-عضوی در آنها زمینه جدیدی در علم رباتیک به وجود آمد که حرکات توده رباتیکی  را شبیه سازی می کند. توده رباتیکی از تعدادی ربات های همسان-که هر کدام از آنها در این توده دارای قابلیت های پایین هستند- تشکیل شده است که این تعداد در کنار هم و به طور جمعی توانایی های قابل توجهی پیدا می کنند.
در این فصل به مرور پژوهش های پیشین در زمینه توده رباتیکی، توضیح مدل توده رباتیکی استفاده شده در این رساله، تعریف موضوع و بیان اهمیت و نوآوری آن می پردازیم.
در اینجا اهداف کنترلی توده رباتیکی مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. اهداف کنترلی مورد بحث عبارتند از: 
١-کنترل رفتاری اعضای توده به منظور تقلید مدل واقعی توده رباتیکی از مدل مطلوب آن.
٢-کنترل حرکت اعضای توده به منظور طی کردن مسیر معین.
این اهداف به وسیله یکی از روش های نوین کنترلی مبتنی بر یادگیری تقویتی به نام کنترلر فازی- عصبی تطبیقی با وجود نقاد انجام شده است. در این روش نقاد با نقد عملکرد کنترلر یادگیری تقویتی را پیاده سازی می کند. از مزیت های این روش کنترلی نوین می توان به سادگی ساختار آن، سرعت یادگیری و همگرایی سریع، عدم وابستگی به مدل، انجام همزمان کنترل و یادگیری و مقاوم بودن آن در برابر نویزهای مختلف اشاره کرد. 
در این فصل ابتدا به معرفی کنترلرهای مبتنی بر یادگیری تقویتی پرداخته شده است و در ادامه آن دو نوع از این کنترلرها به نام کنترلرهای تقویتی کلاسیک و نوین معرفی شده اند. سپس دو هدف کنترلی گفته شده در بالا و خصوصیات کنترلر طراحی شده و نتایج شبیه سازی در هر کدام از اهداف به طور مجزا توضیح داده شده اند.
انواع مسائل بهینه سازی را می توان به چهار دسته کلی تقسیم کرد:
١-بر حسب تعداد اهدافی که باید بهینه شوند:
 این مسائل به دو دسته تقسیم می شوند: مسائل بهینه سازی تک هدفه  و چندهدفه . دسته اول مسائل بهینه سازی که در آنها فقط یک پارامتر بهینه می شود، مانند کمترین مسافت طی شده بین دو نقطه شهری و دسته دوم مسائل بهینه سازی که در آنها بیش از یک هدف بهینه می شوند، مثل مسئله کمترین مسافت طی شده درکمترین زمان بین دو نقطه ی شهری.
٢-برحسب وجود تغییرات زمانی درتابع هزینه  (تابع هدف )‌:‌
از نظر کلی بهینه سازی شامل اعمال تغییرات بر روی یک راه حل اولیه و استفاده از اطلاعات جمع-آوری شده به منظور بهبود این راه حل است. به بیان دیگر بهینه سازی، فرآیند تنظیم ورودی های یک تابع برای اکسترمم کردن خروجی ها یا تنظیم پارامترهای یک فرآیند برای اکسترمم کردن یک نتیجه است.
ادامه مطلب...

مهم ترین عناوینی که در این کتاب به آن اشاره شده است عبارتند از : معرفی کلی الگوریتم ژنتیک ، چارت و کد الگوریتم ، کدینگ و ساختمان داده ، نمایش رشته ها ، جمعیت ، انتخاب ، ترکیب ، جهش ، استدلال همگرایی الگوریتم ژنتیک ، انواع الگوریتم های ژنتیک ، نقاط قوت و ضعف الگوریتم های ژنتیک ، محدودیت های الگوریتم های ژنتیک.
عنوان کتاب : الگوریتم های ژنتیک

نویسنده : مصطفی عباسی کیا

ساختار فایل : PDF

زبان کتاب : پارسی

تعداد صفحات : ۱۰۸

حجم فایل : ۲.۱ مگابایت

ادامه مطلب...

جزوه حاضر ، به موضوعات مختلف در رابطه با الگوریتم های ژنتیک پرداخته است. همچنین این جزوه توسط استاد کامرانی معرفی گردیده است.

عنوان جزوه : الگوریتم های ژنتیک

مدرّس : سید ناصر رضوی

ساختار فایل : PDF

کیفیت جزوه : تایپ شده

تعداد صفحات : ۱۸

حجم فایل : ۶۷۰.۶ کیلوبایت

ادامه مطلب...
مقاله ‘الگوریتم های لانه مورچه و کاربرد آن در نگهداری پیشگیرانه’،نوشته علی محمدی و ابوذر جمال نیا

الگوریتم لانه مورچه روشی است که برای حل مسائل بهینه سازی ترکیبی مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. این روش ابتدا برای حل مسئله فروشنده دوره گرد به کار گرفته شد. این الگوریتم بر پایه این منطق بنا نهاده شده که مورچه ها در مسیر خود برای یافتن غذا مقداری از یک ماده به نام فرمون بر جای می گذارند که بستگی به طول مسیر و کیفیت ماده غذایی یافته شده دارد. بقیه مورچه ها نیز بوی فرمون را احساس کرده و جذب مسیر مورد نظر می شوند و مقدار فرمون را در آن مسیر تقویت می کنند. مسیرهای کوتاهتر از لانه تا منبع غذا، فرمون بیشتری گرفته و بدین ترتیب کوتاهترین مسیر توسط مورچه ها انتخاب می شود. رفتار توصیف شده لانه های مورچه واقعی می تواند برای حل مسائل ترکیبی شبیه سازی شود. سیاست PM(نگهداری پیشگیرانه) موضوع مطالعات بسیاری در سال های اخیر بوده است. این مطالعات معیارهای مختلفی ازهزینه, عمر اقتصادی, ریسک یا ترکیبی از اینها را مد نظر قرار داده اند. نگهداری پیشگیرانه شامل یک سری از فعالیت های تکنیکی, اجرایی و مدیریتی برای بهینه سازی طول عمر اجزاء به منظور بهبود در دسترس بودن و قابلیت اطمینان سیستم می باشد. در این مقاله از الگوریتم لانه مورچه در PM استفاده شده که نتیجه آن تعیین بهینه ترین پریودهای بازرسی اجزاء سیستم است.

عنوان مقاله : الگوریتم های لانه مورچه و کاربرد آن در نگهداری پیشگیرانه

نویسندگان : علی محمدی – ابوذر جمال نیا

ساختار فایل : PDF

زبان مقاله : پارسی

تعداد صفحات : ۲۱

حجم فایل : ۳۲۷.۹ کیلوبایت

ادامه مطلب...
به کانال تلگرام سایت ما بپیوندید