نشریه علوم رایانشی
سال هشتم شماره 4 (پیاپی 31، زمستان 1402)

در سال های اخیر، ترکیب رایانش لبه ای سیار با ارتباطات دستگاه به دستگاه، به عنوان رویکردی مناسب برای پاسخ به درخواست های برنامه های کاربردی که نیازمند مقدار زیاد پردازش در مدت کم هستند، توجه زیادی به خود جلب کرده است. این فناوری ها امکان بارسپاری وظایف محاسباتی دستگاه های کاربر را به منابع محاسباتی موجود در لبه شبکه فراهم می کند. اگر چه کارهای زیادی در این باره صورت گرفته اما همچنان پاسخ دهی به درخواست های برنامه های بیدرنگ نیاز به بهبود دارد. در این مقاله یک راهکار جدید و ابتکاری برای تصمیم گیری درباره نحوه پردازش و بارسپاری وظایف دستگاه ها و مدیریت منابع محاسباتی و ارتباطی شبکه با هدف افزایش تعداد وظایف تکمیل شده ارایه شده است. راهکار پیشنهادی با در نظر گرفتن پویایی و مهلت اجرای وظایف، محدودیت منابع محاسباتی و انرژی دستگاه های کاربر و محدودیت منابع محاسباتی و ارتباطی شبکه اقدام به تخصیص منابع ارتباطی و پردازشی شبکه برای اجرای وظایف کاربران می کند. این راهکار با بهره گیری از پردازش موازی در سه منبع پردازشی مختلف، ایجاد شانس چندباره برای پردازش وظایف و تخصیص کارآمد منابع شبکه، ظرفیت سیستم را افزایش می دهد. همچنین در روش ارایه شده روابط اجتماعی بین کاربران به عنوان بستری برای ایجاد انگیزه همکاری برای کمک رسانی به یکدیگر در نظر گرفته شده است. بررسی نتایج آزمایش ها نشان می دهد که راهکار پیشنهادی قادر است تعداد وظایف تکمیل شده را تا حدود 23 درصد نسبت به راهکار مرجع افزایش دهد. همچنین راهکار پیشنهادی برای وظایف بیدرنگ، کارآیی بهتری نسبت به دو راهکار مرجع از خود نشان می دهد.

یکی از راهکارهای مناسب برای مقابله با کیفیت پایین پیوند های بین گره ها در شبکه های بی سیم، استفاده از یک یا چند گره واسط به نام رله بین مبدا و مقصد است. یکی از مسایل مهمی که در این زمینه وجود دارد، انتخاب رله مناسب به منظور انتقال قابل اطمینان، تاخیر کم و کاهش احتمال قطعی در شبکه است. در این مقاله، یک راهکار جدید انتخاب رله در شبکه های رله ای میانگیردار ارایه شده است که در آن وزن پیوند ها براساس شرایط کانال ها و طول صف های میانگیرهای مبدا و رله ها تعیین شده و همچنین آستانه ای برای مهلت زمانی بسته های حساس به تاخیر در نظر گرفته می شود. اگر مبدا یا یکی از رله ها بسته داده حسا س به تاخیر با مهلت زمانی کمتر از آستانه داشته باشد، براساس مهلت زمانی باقی مانده آن، رله مناسب به همراه عملکرد آن یعنی دریافت یا ارسال بسته داده مشخص می شود؛ درغیر این صورت، لینک دارای بیشترین وزن، انتخاب شده و براساس آن رله مناسب انتخاب و عملکرد آن مشخص می شود. نتایج حاصل از مقایسه راهکار پیشنهادی با راهکارهای مرجع نشان می دهد که راهکار پیشنهادی می تواند علاوه بر کاهش تعداد بسته های حساس به تاخیر حذف شده، منجر به بهبود میزان سرویس دهی بسته های حساس به تاخیر و غیرحساس به تاخیر شود.

در این مقاله، ما مسیله تورنگهبان چندگانه را در یک چندضلعی پلکانی بررسی کردیم. مسیله تورنگهبان یکی از مسایل مهم در حوزه هندسه محاسباتی است و یک نسخه دیگر از مسیله موزه هنری است. هدف در این مسیله، یافتن یک یا چند تور بسته برای یک یا چند نگهبان به منظور رویت تمامی‏ناحیه داخل چندضلعی است. ما مسیله را در حالت ثابت در نظر گرفتیم، به این معنی که نقاط شروع نگهبانان داخل چندضلعی پلکانی از پیش تعیین شده اند. دو معیار بهینه سازی در این مسیله حداقل مجموع، یعنی کمینه کردن مجموع طول تورها، و حداقل حداکثر، یعنی کمینه کردن ماکزیمم طول تورها، است. در این مقاله، یک الگوریتم مبتنی بر برنامه سازی پویا ارایه شده است که جواب بهینه مسیله را با معیار حداقل مجموع محاسبه می کند. الگوریتم پویا در هر دو حالت بدون دامینیت و با دامینیت دارای پیچیدگی زمانی O (n2.log⁡m) است. همچنین، این الگوریتم در هر دو حالت دارای پیچیدگی مکانی O (n) است، که در آن  تعداد نگهبان ها و n تعداد ریوس چندضلعی داده شده است.

امروزه نیاز به اطلاع دقیق از موقعیت مکانی ابزارها، اشخاص و نهاد ها به طرز قابل توجهی افزایش یافته است و کاربردهای بسیاری دارد که از آن جمله می توان به کاربرد آن در واقعیت افزوده اشاره کرد. فناوری واقعیت افزوده اطلاعات تکمیلی را به صحنه واقعی (مثل آنچه دوربین نمایش می دهد) اضافه می کند و نسبت اطلاعات به آنچه مشاهده می شود بر پایه سنجش موقعیت مکانی عناصر واقعی موجود در صحنه انجام می شود. هر چه سنجش موقعیت با دقت بیشتری انجام شود، کارایی واقعیت افزوده بیشتر می شود. الگوریتم های مختلفی برای موقعیت یابی ابداع شده اند که امروزه به صورت ابزار عمومی در دسترس کاربران هستند مانند سامانه موقعیت یاب جغرافیایی (جی پی اس)، پیمایش خودکار، شبکه سلولی تلفن همراه و یا ارتباطات بی سیم مانند وای فای. دقت الگوریتم های موقعیت یابی بسیار به شرایط محیط مورد استفاده، وابسته است. هیچ کدام از این الگوریتم ها نمی توانند در همه جا و با شرایط محیطی متفاوت دقت بالایی را داشته باشند. در این مقاله روشی ترکیبی جهت سنجش دقیق تر موقعیت مکانی ارایه شده است. این روش با توجه به میزان خطای هر کدام از موقعیت یاب ها و شرایط استفاده، ضرایبی را به آنها اختصاص می دهد و با گرفتن میانگین وزن دار آنها، موقعیت نهایی را به صورت طول و عرض جغرافیایی اعلام می کند. برای سنجش اعتبار این الگوریتم ترکیبی از دو موقعیت یاب جغرافیایی و پیمایش خودکار تلفن همراه استفاده شده است. پیمایش خودکار الگوریتمی است که از حسگر های تلفن همراه برای موقعیت یابی شخص پیاده استفاده می کند و برای انواع سبک های حرکتی (سرعت تند، سرعت کند، قدم های کوتاه، قدم های بلند و ترکیبی از تمام این حرکات) آزمایش شده است. برای سنجش اعتبار الگوریتم ترکیبی تعداد 300 آزمایش در مسافت های متفاوت و در شرایط مختلف انجام شده است. نتایج این آزمایش ها نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی نسبت به استفاده تکی از الگوریتم های موقعیت یابی (در این آزمایش ها موقعیت یاب جغرافیایی و پیمایش خودکار) نتایج با دقت بیشتری داشته و به عنوان نمونه توانسته است درصد خطای الگوریتم موقعیت یاب جغرافیایی را در شرایط محیطی نامناسب، کاهش دهد.

در این پژوهش، یک رویکرد نوین برای بهبود عملکرد شبکه های حسگر بی سیم معرفی شده است. این رویکرد از تیوری بازی ها برای تدوین یک پروتکل دسترسی به کانال آگاه از مصرف انرژی استفاده می کند. در این رویکرد، گره های حسگر با توجه به زمان بیکاری و تصمیمات همسایگان، تصمیم می گیرند که مصرف انرژی خود را با ورود به حالت خواب کاهش دهند یا در شبکه فعالیت داشته باشند و در جلورانی بسته ها مشارکت کنند. هر گره، با توجه به میزان انرژی باقی مانده، اندازه پنجره رقابت خود را برای کاهش تصادم بسته ها تنظیم می کند. این تنظیمات منجر به افزایش تعداد بسته های تحویل داده شده به مقصد می شود. به منظور جلوگیری از رفتارهای خودخواهانه گره ها، یک سازوکار مجازات نیز در رویکرد در نظر گرفته شده است. این سازوکار مجازات، گره ها را ترغیب به انتخاب راهبرد های همکارانه و مشارکت در فعالیت های شبکه می کند. نتایج شبیه سازی راهکار پیشنهادی در مقایسه با الگوریتم های LEACH و LGCA نشان می دهد که این رویکرد به طور میانگین حدود 5/10 درصد مصرف انرژی را کاهش بخشیده و موجب بهبود طول عمر شبکه شده و در مقابل به طور متوسط موجب افزایش 5/6 درصدی تاخیر انتها -به-انتها می گردد.

تناظر کوری- هاوارد نتیجه ایست در حوزه منطق و علوم کامپیوتر که ارتباط عمیقی میان برهان ها و برنامه های کامپیوتری برقرار می کند. در این نوشتار ترویجی، ایده های کلیدی پشت این تناظر، پیامدهای آن برای هر دو حوزه منطق و علوم کامپیوتر، و تاثیر آن بر توسعه زبان های برنامه نویسی (تابعی) و اثبات یارها بررسی می شود. تناظر کوری- هاوارد، در ساده ترین شکلش، یک تناظر میان نوع ها و ترم ها از حساب لامبدای نوع دار (ساده ترین زبان برنامه نویسی تابعی) و فرمول ها و برهان ها در دستگاه استنتاج طبیعی منطق شهودی گزاره ای برقرار می کند. این تناظر نه تنها یک نتیجه مهم در نظریه برهان است؛ بلکه زیربنایی برای گسترش و توسعه دستگاه های نوع دار برای زبان های برنامه نویسی تابعی است. این نوشتار این تناظر را به گونه ای معرفی می کند که درک آن برای افراد غیرمتخصص (با دانش پایه در مبانی منطق) ممکن باشد.