فهرست مطالب

محاسبات نرم - سال هفتم شماره 2 (پیاپی 14، پاییز و زمستان 1397)

نشریه محاسبات نرم
سال هفتم شماره 2 (پیاپی 14، پاییز و زمستان 1397)

  • تاریخ انتشار: 1397/11/23
  • تعداد عناوین: 6
|
  • احمدرضا منتظرالقائم* صفحات 2-23

    پروتکل SIP در لایه کاربرد برای آغاز، مدیریت و خاتمه جلسات چندرسانه ای توسط IETF استاندارد شده و به عنوان پروتکل اصلی سیگنالینگ هم در اینترنت و هم در شبکه VoIP استفاده فراوانی یافته است. یکی از چالش های مطرح در این پروتکل، مسئله اضافه بار و عدم توزیع حالت مناسب می باشد. وجود این چالش سبب می شود که طیف وسیع کاربران شبکه نسل آینده با افت شدید کیفیت سرویس مواجه شوند. در این مقاله مسئله توزیع حالت بین چندین گره را تعریف می کنیم چرا که حفظ حالت با مصرف قابل توجهی از منابع همراه است و منجر به اضافه بار می شود. در این مسئله هدف افزایش گذردهی کلی تماس ها و دسترس پذیری سرورهاست. نخست چارچوبی بر مبنای تکنولوژی شبکه های نرم افزار محور ارایه و سپس این مسئله را به صورت یک مسئله بهینه سازی فرمول بندی و آن را به صورت یک ماژول بر روی کنترلر پیشنهادی، پیاده سازی و ارزیابی می‏کنیم. نتیجه یک شبکه مقیاس پذیرتر SIP است که به صورت پویا تعداد تقاضاهای SIP که سرور برای آن ها حالتمند است را تعیین و درعین حال برای مابقی تقاضاها، نگهداری حالت را به سروری که پایین دست تر از خودش قرار دارد محول می کند. این طرح برخلاف سرورهای SIP موجود است، زیرا آن ها به صورت ایستا طوری پیکربندی می شوند که یا بدون حالت باشند یا حالتمند و لذا گذردهی غیربهینه ای را برای تماس نتیجه می دهند. ارزیابی عملکرد در دو سطح زیرساخت و کنترل انجام و نتایج ارایه می گردد.

    کلیدواژگان: کنترل اضافه‌بار، شبکه های نرم افزار محور، برنامه‌ریزی خطی، پراکسی سرور Asterisk، توزیع حالت، مسئله بهینه‌سازی
  • هادی شیروانی فیل آبادی، حسین کریمیان* صفحات 24-35

    در صنعت الکترونیک، کوچک تر و بهینه شدن افزاره ها هدف نهایی است؛ اما طبق پیش بینی های ITRS، سیلیکون به عنوان ماده اصلی افزاره های نیمه رسانای امروزی، به دلیل محدودیت های فیزیکی به انتهای راه خود نزدیک شده است. به همین دلیل، محققان به دنبال مواد جدید برای جایگزینی سیلیکون هستند. تا به امروز، کربن و آرایش اتمی خاص آن گرافن به عنوان قوی ترین جایگزین مطرح بوده است. از بین اجزای مداری، بلوک ورودی-خروجی نیز به عنوان جزء جدایی ناپذیر سیستم های الکترونیکی، نیاز به طراحی مجدد و بهینه شدن دارد. در این مقاله، هدف امکان سنجی و طراحی بلوک ورودی-خروجی با استفاده از ترانزیستورهای اثرمیدانی گرافنی است. با استفاده از این ترانزیستورها هریک از اجزای تشکیل دهنده، طراحی و با نرم افزار HSPICE شبیه سازی و تحلیل شده است. سپس این اجزا در کنار هم قرار گرفته و یک بلوک ورودی-خروجی کامل مبتنی بر گرافن پیاده سازی شده است. بلوک ورودی-خروجی گرافنی با مشابه سیلیکونی مقایسه شده و نشان داده شده که تاخیر بلوک گرافنی حتی با ناهمواری لبه 10%، برابر 94/299 پیکوثانیه است که 32% از نمونه سیلیکونی سریع تر است.

    کلیدواژگان: گرافن، بلوک ورودی-خروجی، نانونوار گرافن، ترانزیستور گرافنی، فراسیلیکون، بافر خروجی
  • مهدی سالخورده حقیقی*، فاطمه ساجدی صفحات 36-46

    انجام هر فعالیت علمی نیازمند آگاهی از فعالیت های مرتبط پیشین است. شبکه های استنادی از جمله شبکه هایی هستند که هر سند در آن، به عنوان حلقه ای از یک زنجیره با اسناد قبلی و بعدی خود مقایسه می شود و اسنادی که بیشترین تعداد ارجاعات را دریافت کرده اند به عنوان موثرترین اسناد آن حوزه شناخته می شوند. تعداد استنادهای دریافتی هر مدرک نشان دهنده جایگاه آن در تحقیقات انجام شده در آن حوزه است. مقالاتی با تعداد استنادهای دریافتی زیاد، در تحقیقات آن حوزه دارای سهم قابل توجهی هستند. بنابراین ضرورت رتبه بندی اسناد با در نظر گرفتن ویژگی های مهم آن ها و ساختار شبکه های استنادی تا حد زیادی احساس می شود. یک چالش پیش رو در این بخش، وجود ارجاعات غیرمستقیم و تعیین ویژگی های مناسب است که باعث ایجاد پیچیدگی در این رتبه بندی می شود. در نتیجه، ارایه راهکاری که بتواند تاثیر چنین ارجاعاتی را به شکل مناسبی لحاظ کند، دارای اهمیت است. در این مقاله روشی به منظور ارزش گذاری بر روی اسناد با استفاده از برخی معیارهای تعریف شده در شبکه های استنادی ارایه شده است. ترکیب چندین معیار به دست آمده از این شبکه ها موجب حاصل شدن نتایج بهبود یافته و دقیق تری می شود. لذا روش پیشنهادی به کمک ترکیب ویژگی ها و تلفیق داده ها و با بهره گیری از روش عملگر میانگین وزنی مرتب شده، امتیاز اسناد را محاسبه نموده و رتبه بندی آن ها را انجام می دهد. رتبه بندی طبق معیار رتبه صفحه با به کارگیری ویژگی های شبکه های استنادی انجام شده است و روش تلفیق داده ها با روش های دیگر مقایسه شده که نتایج حاکی از عملکرد بهتر روش تلفیق داده ها دارد. مقایسه خطای رتبه بندی در مقایسه با یک روش مرجع با کاهش متوسط خطای حدود دو درصد در کل آزمایش ها نیز این نتایج را تایید می کند.

    کلیدواژگان: عملگر میانگین وزنی مرتب شده، شبکه های استنادی، OWA، تلفیق داده ها، رتبه بندی اسناد
  • شبنم غلامشاهی، سید محمدحسین هاشمی نژاد* صفحات 47-64

    شناسایی مولفه های نرم افزاری مناسب در مرحله طراحی نرم افزار یک کار حیاتی در حوزه مهندسی نرم افزار به حساب می آید و به عنوان یک راه مهم برای افزایش قابلیت نگهداری نرم افزار محسوب می شود. امروزه روش های بسیاری برای شناسایی مولفه ها مانند تقسیم بندی گراف و خوشه بندی ارایه شده است، اما اکثر این روش ها متکی بر نظر کارشناس و دارای ضعف دقت تشخیص هستند. یکی از دلایل ضعف دقت روش های شناسایی مولفه، عدم توجه بدین نکته است که معیارهای تشخیص مولفه دارای تناقض می باشند که لازم است درطی عملیات شناسایی مولفه بین آن ها مصالحه انجام داد. لذا در این مقاله روشی مبتنی بر الگوریتم ژنتیک مرتب سازی نامغلوب– نسخه دو ارایه شده است که هدف آن نگاشت مسئله تشخیص مولفه های نرم افزاری به مسئله بهینه سازی چندهدفه است. در روش پیشنهادی این مقاله از معیارهای انسجام، اتصال و پیچیدگی استفاده شده و بین این معیارها به منظور تشخیص مولفه های مناسب مصالحه انجام شده است. در این مقاله از یک سیستم مورد مطالعه واقعی برای ارزیابی روش پیشنهادی استفاده شده است که نتایج ارزیابی نشان می دهد که استفاده از الگوریتم چندهدفه پیشنهادی توانسته بهتر از روش های تک هدفه گذشته عمل کند.

    کلیدواژگان: تشخیص مولفه، طراحی نرم افزار، الگوریتم تکاملی چندهدفه، الگوریتم مرتب سازی نامغلوب
  • سید عباس طاهر، مهدی حیدریان، احسان همنشین بهبهانی* صفحات 65-73

    در مدار قرار دادن نیروگاه ها یکی از مهم ترین مسایل در بهره برداری از سیستم های قدرت است که در آن قیود مختلفی وجود دارند که باید رعایت شوند. این مسیله، غیرخطی و گسترده می باشد؛ به همین دلیل استفاده از الگوریتم های هوشمند برای حل آن بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله با بهره گیری از الگوریتم هوشمند رقابت استعماری اصلاح شده، که روش جدیدی است، حل مسئله در مدار قرار دادن ژنراتور ها و تخصیص تولید واحد های مختلف برای تامین انرژی در طول برنامه یک روزه در سیستم استاندارد 10، 60 و 100 واحدی IEEE انجام گرفته است. نتایج به دست آمده نشان دهنده صرفه جویی اقتصادی بیشتر نسبت به سایر الگوریتم های هوشمند مانند الگوریتم ژنتیک (GA)، الگوریتم بهبودیافته ژنتیک (ICGA)، الگوریتم اجتماع پرندگان (PSO) و بهبودیافته های آن و الگوریتم جست وجوی پرنده فاخته (Cockoo Searching) است.

    کلیدواژگان: در مدار قرار دادن نیروگاه‌ها، روش‌های تکاملی، الگوریتم رقابت استعماری‌ اصلاح‌شده
  • محمد خلیلی درمنی* صفحات 74-83

    استفاده از چاهک متحرک می‏ تواند باعث افزایش کارایی شبکه‏ های حسگر بی‏ سیم شود. چاهک متحرک در محیط مورد نظارت حرکت می‏ کند و اطلاعات گره‏ های شبکه را جمع ‏آوری می‏ کند؛ بنابراین تعادل در مصرف انرژی و طول عمر شبکه حسگر بی‏ سیم را افزایش می ‏دهد. تعیین مسیر سفر چاهک معمولا به صورت یک مسئله بهینه ‏سازی مدل می‏ شود، اما راه ‏حل بهینه نیاز دارد که تمام پارامترهای شبکه در هر لحظه را جمع ‏آوری کرده و سپس الگوریتم حل مدل بهینه‏ سازی را به کار گرفته شود. لذا مدل بهینه ‏سازی به حجم زیادی از پردازش و ارسال اطلاعات نیاز دارد و استفاده از آن در شبکه ‏های بزرگ، غیرعملی و تقریبا غیرممکن است. در این مقاله، یک الگوریتم غیرمتمرکز برای تعیین مسیر سفر گره چاهک بر اساس اطلاعات محلی ارایه می ‏شود که مکان‏ هایی را که چاهک می‏ تواند به آنجا تغییر مکان بدهد، به عنوان کاندید در نظر می ‏گیرد. الگوریتم پیشنهادی بر اساس معیار تخمین طول عمر باقی مانده و مصرف انرژی در اطراف هریک از کاندید‏ها تصمیم‏ گیری می‏ کند. استفاده از تاپسیس فازی در به دست آوردن الگوریتم غیرمتمرکز پیشنهادی برای تعیین مسیر حرکت گره چاهک در شبکه‏ های حسگر بی ‏سیم، ایده‏ ای است که اولین بار در این پژوهش مطرح و پیاده‏ سازی شده است. نتایج شبیه ‏سازی نشان می ‏دهد که الگوریتم پیشنهادی می ‏تواند به صورت قابل توجهی طول عمر شبکه را بهبود دهد.

    کلیدواژگان: شبکه حسگر بی‌ سیم، الگوریتم تاپسیس فازی، چاهک متحرک، طول عمر، انرژی مصرفی
|
  • Ahmadreza Montazerolghaem* Pages 2-23

    The SIP protocol was standardized by the IETF at the application layer for initiating, managing, and terminating multimedia sessions and has been widely used as the main signaling protocol on both the Internet and VoIP networks. Most challenges in this protocol are overload and lack of proper state distribution. These challenges cause a wide range of next-generation network users to face a sharp decline in service quality. In this article, we define the state distribution problem between several nodes where the state maintenance is accompanied by considerable consumption of resources leading to overload. For the problem solution, the goal is to increase the overall throughput of calls and the availability of servers. First, we provide a framework based on software-defined networking technology, and then we formulate the problem as an optimization problem and implement and evaluate it as a module on the proposed controller. This leads to a more scalable SIP network that dynamically determines the number of SIP requests for which the server is modeled while delegating the state maintenance to its downstream server for the rest of the requests. This is in contrast to existing SIP servers because they are statically configured to be either stateless or stateful, resulting in non-optimal call throughput. Performance evaluation is performed at two levels of infrastructure and control and the results are presented.

    Keywords: Overload control, Software-Defined Networking, linear programming, Asterisk proxy server, state distribution, optimization problem
  • Hadi Shirvani Filabadi, Hossein Karimiyan* Pages 24-35

    In the electronics industry, scaling and optimization is final goal. But, according to ITRS predictions, silicon as basic material for semiconductors, is facing physical limitation and approaching the end of the path. Therefore, researchers are looking for the silicon replacement. Until now, carbon and its allotrope, graphene, look to be viable candidates. Among different circuits, IO block is a needed ingredient for electronic systems and needs to be re-designed and optimized. In this paper, goal is feasibility analysis and design of IO blocks using graphene field effect transistors. Using these transistors, each ingredient is designed, simulated and analyzed using the HSPICE tool. Then, these ingredients are combined together and the graphene-based IO block is implemented. Similar to graphene IO, silicon- based IO block is also designed and results are compared. It indicated that propagation delay is 299.9ps with 10% edge roughness, which is 32% faster compared to silicon counterpart.

    Keywords: Graphene, Input-Output Block, Graphene Transistor, Graphene Nano-ribbon, Beyond-Silicon, Output Buffer
  • Mehdi Salkhordeh Haghighi*, Fatemeh Sajedi Pages 36-46

    Any scientific activity requires awareness of previous related activities. Citation networks are the networks in which each document is compared as a link of a chain with its previous and next documents, and the documents with the highest number of citations are considered as the most effective ones in a domain. Most of the introduced methods use direct citations for valuing the documents. One of the challenges in ranking documents are indirect citations and determining effective features to compute the ranks. The presented method uses not only direct but also indirect citations for the valuing process. In this research, several measures for analyzing citation networks are introduced. The combination of these measures and using a data fusion method will improve the way by which documents are valued and ranked. In the presented method, an ordered weighted averaging fusion method is used to determine values based on the direct and indirect citations computed by some defined measures. Through some experiments, the presented method has been compared with some other fusion methods, which results indicate the effectiveness of our method.

    Keywords: Ordered Weighted Averaging operator, Citation Networks, OWA, Data fusion, Document ranking
  • Shabnam Gholamshahi, Seyed Mohammad Hossein Hasheminejad* Pages 47-64

    Identifying the appropriate software components in the software design phase is a vital task in the field of software engineering and is considered as an important way to increase the software maintenance capability. Nowadays, many methods for identifying components such as graph partitioning and clustering are presented, but most of these methods are based on expert opinion and have poor accuracy. One of the reasons for inaccuracy of the component identification methods is the lack of attention to the fact that there are contradictions between the criteria used to recognizing a component, which to be compromised during the identification process. In this paper, a novel method based on non-dominated sorting genetic algorithm (NSGAII) is proposed to map the software component detection problem into a multi-objective optimization one. The proposed method uses the criteria of cohesions, coupling and complexity in order to identify the appropriate components. In this paper, a real study system (customers club) has been used to evaluate the proposed method. The results of the evaluation revealed that the use of the proposed multi-objective algorithm has been able to perform better than previous single-objective methods.

    Keywords: Component Identification, Software design, Multi Objective Evolutionary Algorithm, NSGA-II, software architecture
  • Seyed Abbas Taher, Mehdi Heidarian, Ehsan Hamnashin* Pages 65-73

    One of the most important problems for power system operation is unit commitment (UC), for which different constraints should be satisfied. UC is a nonlinear and large-scale problem; thus, using the evolutionary algorithms has been considered for solving the problem. In this paper, the solution of the UC problem was investigated using Modified Imperialistic Competition Algorithm (MICA).  Simulations were performed for a 10, 60 and 100-unit IEEE test system to produce the demand energy during a period of 24-hour. The obtained results were compared with those of some pervious algorithms such as GA, ICGA, PSO and their modified versions, and Cuckoo searching. The comparisons demonstrated the economic advantage of the presented method.

    Keywords: Unit commitment, Evolutionary algorithms, Modified imperialistic competition algorithm, Priority list
  • Mohammad Khalily-Dermany* Pages 74-83

    The mobile sink can increase the efficiency of wireless sensor networks. It moves in a monitored environment and collects the network nodes information. Thus, by the sink we can balance the power consumption and increases the network lifetime. Determining path of the sink's movement is usually modeled as an optimization problem where finding optimal solutions require collecting value of all the network parameters at each moment and then solving the optimization model. Therefore, the optimization model requires a large amount of information processing and transmission, and consequently it is impractical and almost impossible. This paper proposes a decentralized algorithm for determining the itinerary planning of the sink based on the local information collected from the vicinity of the sink. The proposed algorithm decides based on the estimation of the remaining network lifetime and energy consumption around each candidate. The use of fuzzy TOPSIS in presenting a decentralized algorithm for planning the itinerary in wireless sensor networks is the idea proposed and implemented just in this paper. The simulation results show that the proposed algorithm can significantly improve the network lifetime.

    Keywords: Wireless sensor network, fuzzy TOPSIS algorithm, Mobile sink, network lifetime, Energy consumption