فهرست مطالب

نشریه محاسبات نرم
سال سیزدهم شماره 2 (پیاپی 26، پاییز و زمستان 1403)

  • تاریخ انتشار: 1404/12/04
  • تعداد عناوین: 12
|
  • محجوبه تاج گردان، حبیب ایزدخواه*، شهریار لطفی صفحات 2-21

    الگوریتم های پیمانه بندی برای بازیابی معماری نرم افزار استفاده می شوند. این الگوریتم ها کد منبع سامانه نرم افزاری را به پیمانه های کوچک تر و قابل فهم تر تقسیم می کنند. از آنجایی که پیمانه بندی نرم افزار یک مساله چندجمله ای غیرقطعی سخت است، به طور معمول از روش های مبتنی بر جستجو برای حل آن استفاده می شود. در سال های اخیر، استفاده از ابراکتشافی ها با رویکردهای جستجوی هوشمند، برای دستیابی به سطح بالاتری از عمومیت رو به افزایش است. در این مقاله، یک ابراکتشافی عمومی مبتنی بر عامل، با استفاده از مفهوم سامانه های چندعاملی، برای پیمانه بندی نرم افزار ارائه می شود. در الگوریتم پیشنهادی، از عامل هایی با دیدگاه های جستجوی تقویتی و تنوعی استفاده می شود و عامل های دارای دیدگاه یکسان در یک اجتماع قرار می گیرند. در هر گام از جستجو، مناسب ترین اجتماع با استفاده از یادگیری تقویتی به طور خودکار انتخاب و عامل های آن به صورت موازی اجرا می شوند. همچنین، در طراحی برخی از عامل ها، برای حفظ تنوع، از مفهوم نظریه آشوب استفاده می شود. برای نشان دادن قابلیت اجرای الگوریتم پیشنهادی یازده سامانه نرم افزاری دنیای واقعی با اندازه کوچک و متوسط و ده پوشه از موزیلا فایرفاکس با دامنه ها و قابلیت های متفاوت انتخاب شده اند. نتایج آزمایش ها نشان می دهند که ابراکتشافی پیشنهادی در بیشتر موارد پیمانه بندی هایی با کیفیت بالاتر را در زمان کمتری نسبت به الگوریتم های مقایسه شده تولید می کند. میانگین بهبود عددی الگوریتم پیشنهادی از نظر کیفیت پیمانه بندی و زمان اجرا روی ده پوشه از موزیلا فایرفاکس به ترتیب 77.607 و 59.448 درصد می باشد.

    کلیدواژگان: پیمانه بندی نرم افزار، بازیابی معماری، ابراکتشافی، سامانه های چندعاملی، یادگیری تقویتی
  • محسن نوروزی*، حمید حسن پور، علی قنبری صفحات 22-41

    تشخیص شی وظیفه طبقه بندی و مکان یابی اشیا در یک تصویر یا ویدئو را بر عهده دارد که در سال های اخیر به دلیل کاربردهای گسترده آن شهرت یافته است. این مقاله پیشرفت های اخیر در بازشناسی شی مبتنی بر یادگیری عمیق را بررسی می کند. مرور کلی مجموعه داده های معیار و معیارهای ارزیابی مورد استفاده در شناسایی نیز همراه با برخی از معماری های اصلی مورد استفاده در مسئله بازشناسی شی ارائه شده است. همچنین مدل های طبقه بندی سبک وزن مدرن مورد استفاده بررسی شده اند. در نهایت، عملکرد این ساختارها را بر روی معیارهای چندگانه مقایسه شده است.

    کلیدواژگان: تشخیص شی و شناسایی، شبکه های عصبی کانولوشن (‏CNN)‏، شبکه های سبک وزن، یادگیری عمیق، پردازش تصویر
  • مهسا بهرامیان، آرش عظیم زاده ایرانی، رضا پورقلی*، احمد علیاری بروجنی صفحات 42-55

    انسان ها می توانند با استفاده از چشم ها و مغز خودشان جهان اطراف خود را ببینند و حس کنند. بینایی رایانه بر روی توانایی کامپیوترها برای دیدن و پردازش تصاویر به همان روشی که انسان ها استفاده می کنند، کار می کند. هدف از کار ما ایجاد مدلی است که بتواند ارقام دست نویس انگلیسی را از تصویر اصلی با دقت زیاد شناسایی کند. هدف ما این است که با استفاده از مفاهیم شبکه عصبی کانولوشن (Convolutional Neural Network) و مجموعه داده MNIST، این کار را انجام دهیم. در این کار، هدف ما یادگیری و بکارگیری عملی مفاهیم شبکه های عصبی کانولوشن است. اگرچه هدف ما ایجاد مدلی است که بتواند ارقام دست نویس را تشخیص دهد، اما می توانیم آن را برای حروف و دست خط یک شخص دیگر نیز گسترش دهیم. در این کار توانستیم در آزمایش های خود به بهبود قابل قبولی نسبت به کارهای انجام شده قبلی برسیم که به دست آوردن دقت 99.30% نشان دهنده موفقیت روش پیشنهادی برای تشخیص ارقام دست نویس مجموعه داده MNIST می باشد.

    کلیدواژگان: شبکه عصبی کانولوشن، پایگاه داده MNIST، مدل، Relu، Softmax
  • مهدیه غفار علیشاهی، عین الله پیرا *، علیرضا روحی صفحات 56-77

    پیشرفت فناوری و ظهور مسائل بهینه سازی چندهدفه در شاخه های علوم مختلف باعث تحقیق و ارائه الگوریتم های فراابتکاری جدید برای حل چنین مسائلی شده اند. اگرچه این الگوریتم ها تا حدودی توانسته اند تقریب به نسبت خوبی از جبهه بهینه پرتو را پیدا کنند ولی هنوز بهینه سازی به طور کامل انجام نشده است. در این مقاله، برای افزایش میزان بهینگی جبهه پرتو تولید شده، نسخه چندهدفه ای از الگوریتم تکامل شوراهای شهر (CCE) با نام الگوریتم تکامل شوراهای شهر چندهدفه (MOCCE) ارائه می شود. در الگوریتم ارائه شده، یک آرشیو با اندازه ثابت برای ذخیره و بازیابی راه حل های بهینه پرتو در نظر گرفته می شود. از این آرشیو برای تعریف ساختار هرم گونه شوراهای شهرها و شبیه سازی تکامل آن در فضاهای جستجوی چندهدفه استفاده می شود. کارایی الگوریتم MOCCE روی 18 تابع آزمون چندهدفه شناخته شده موسوم به UF و IMOP مورد ارزیابی قرار گرفته و با نتایج الگوریتم های بهینه سازی شیر مورچه چندهدفه (MOALO)، کپک مخاطی چندهدفه (MOSMA) و مرغ مگس خوار مصنوعی چندهدفه (MOAHA) مقایسه شده اند. مطابق با نتایج آزمون میانگین رتبه فریدمن، در همه توابع آزمون UF، الگوریتم MOCCE اولین رتبه را در بین الگوریتم های مقایسه شده از لحاظ معیارهای فاصله نسلی (GD)، فاصله نسلی معکوس (IGD) و بیشینه گستردگی (MS) کسب می کند. همچنین، این الگوریتم اولین رتبه را در همه توابع آزمون IMOP از لحاظ معیار GD و دومین رتبه را از لحاظ معیارهای IGD و MS به خود اختصاص می دهد.

    کلیدواژگان: الگوریتم های فراابتکاری، بهینه سازی، چندهدفه، تکامل شورای شهر، جبهه پرتو
  • محسن امیرافضلی، حسین غفاریان * صفحات 78-93

    این مقاله اقدام به ارائه یک استراتژی، با هدف افزایش دقت تشخیص زودهنگام خریداران از مشتریان در حال گشت و گذار در یک فروشگاه برخط، نموده است. این روزها مردم تمایل به کاوش برخط برای پیدا کردن اقلام مورد نیاز خود و خرید از طریق تراکنش های برخط دارند. با این حال، تعداد خریداران واقعی هنوز در مقایسه با تعداد کل بازدیدکنندگان از این وبگاه ها بسیار کم است. تحلیل رفتاری، پیش بینی و شناسایی زودهنگام بازدیدکنندگانی که قصد خرید از فروشگاه برخط را دارند، زمینه ارائه محتوای سفارشی مناسب تر برای آنها را فراهم می آورد. از دیدگاه مدیریتی به این زمان به اصطلاح اولین لحظه حقیقت گفته می شود. مزیت اصلی این پیش بینی کاهش خطر از دست دادن کاربران با احتمال خرید بالا و افزایش نرخ تبدیل می باشد. به دلیل ثابت بودن چارچوب پیش بینی و تشخیص در داده کاوی، تمرکز این مقاله بر استفاده بهینه از روش های پیش پردازش، با هدف بهبود کیفیت داده های ورودی به الگوریتم های طبقه بندی می باشد. به همین دلیل، در استراتژی پیشنهادی، مجموعه ای از الگوریتم های تبدیل محتوای اسمی به عددی، نرمال سازی، تشخیص داده های پرت، انتخاب ویژگی و متوازن سازی بکار گرفته شده است. سپس داده های اصلاح شده به مجموعه ای از الگوریتم های طبقه بندهای مختلف، شامل درخت تصمیم C4.5 و پرسپترون چند لایه و الگوریتم های طبقه بندی تلفیقی جنگل تصادفی، Bagging و Gradient Boosting داده شده است. ارزیابی نتایج نشان می دهد که بیشترین مقدار دقت به دست آمده در این پژوهش با استفاده از طبقه بندهای تلفیقی به 94.42 % رسیده است که در مقام مقایسه با بهترین نتایج کارهای پیشین، دقت تشخیص افزایش داشته است.

    کلیدواژگان: خرید آنلاین، اولین لحظه حقیقت، داده کاوی، پیش پردازش، طبقه بند تلفیقی
  • ملیحه نیک سیرت*، جواد طیبی، محمدمهدی ایزدخواه صفحات 94-109

    امروزه، روش های هوش مصنوعی می تواند از طریق کشف ارتباط بین متغیرهای مختلف، دانش نهفته در مجموعه داده های آموزشی و تربیتی دانش آموزان را استخراج نماید. این دانش می تواند سیستم های آموزشی را در تصمیم گیری بهتر و داشتن طرح های پیشرفته تری در جهت بهبود عملکرد تحصیلی دانش آموزان کمک کند. شناسایی عوامل تاثیرگذار بر پیشرفت تحصیلی دانش آموزان و استفاده از روشی که با بیشترین درصد درستی بتواند پیشرفت تحصیلی دانش آموزان را پیش بینی کند، هدف پژوهش حاضر است. در این پژوهش روش های ماشین بردار پشتیان، K-نزدیک ترین همسایه، درخت تصمیم و جنگل تصادفی به منظور پیش بینی پیشرفت تحصیلی بکار گرفته شده است. در نهایت اعتباریابی مدل ها با استفاده از معیارهای دقت، صحت، حساسیت، تشخیص پذیری، میزان خطای طبقه بندی و معیار ترکیبی مورد بررسی قرار گرفته است. یافته های پژوهش نشان می دهد که مدل ماشین بردار پشتیبان نسبت به سایر مدل ها بهترین عملکرد را در سنجش پیشرفت تحصیلی دانش آموزان داشته است.

    کلیدواژگان: پیشرفت تحصیلی، هوش مصنوعی، ماشین بردار پشتیبان، K-نزدیک ترین همسایه، درخت های تصمیم، جنگل تصادفی، اعتباریابی
  • مهدی جباری*، رضا حسنوی، محمد محمدی، پیمان اخوان صفحات 110-127

    هدف از این تحقیق ارائه یک روش ساختاریافته برای ارزیابی عملکرد پژوهشگران در سازمان های تحقیقاتی با استفاده از تحلیل پوششی داده ها بر اساس شاخص های عینی، دقیق و روشن است. جهت انجام این کار پس از تهیه پرسشنامه از طریق مطالعه ادبیات و مصاحبه با نخبگان، داده های جمع آوری شده از محققان یک مرکز تحقیقاتی، مورد تجزیه وتحلیل قرار گرفته و شاخص های ورودی و خروجی موثر بر کارایی پژوهشگران با کمک روش تحلیل پوششی داده ها معین شده است. بر اساس روش پیشنهادی، پژوهشگران با دریافت ورودی از مراکز و سازمان های تحقیقاتی، خروجی هایی را در اختیار چنین سازمان ها و مراکزی قرار می دهند که با استفاده از آنها عملکرد و کارایی پژوهشگران اندازه گیری می شود تا از چنین ارزیابی هایی در برابر اشتباهات انسانی محافظت شود که ممکن است نتایج ارزیابی را تغییر دهد. روش پیشنهادی در یک مرکز تحقیقاتی بر روی 56 محقق با 4 شاخص ورودی و 10 شاخص خروجی، اجرا و نتایج نشان می دهد که نمره کارایی 11 محقق 1 بوده و سایر محققان نمرات کمتر از 1 داشتند و کارایی آنها در مقایسه با 11 نفر اول اندازه گیری شد. ویژگی بارز تحقیق در مقایسه با سایر کاوشگرها جامعیت و یکپارچگی این روش برای ارزیابی عملکرد این گونه محققین است زیرا از کلیه شاخص های موجود در ادبیات در این روش استفاده شده است.

    کلیدواژگان: سنجش و ارزشیابی عملکرد، پژوهشگران مراکز تحقیقاتی، تحلیل پوششی داده ها، پرسش نامه، ارزیابی محققان
  • سید مهدی وحیدی پور*، علیرضا محمدی صفحات 128-153

    با سرعت گرفتن رشد علم و انتشار مقالات و افزایش زمینه های علمی، یافتن همکار پژوهشی مناسب، یافتن منابع تحقیق و زمینه تحقیق برای محققان و نهادهای مربوطه، روز به روز سخت تر می شود. با انتخاب درست این موارد، می توان بیشترین بازدهی را از هزینه و زمان صرف شده برای پژوهش کسب کرد. برای حل این مساله می توان با ایجاد شبکه ای شامل مقالات، دانشمندان و سایر موجودیت های علمی و ارتباطات بین آنها، یک شبکه علمی ایجاد کرد و با استفاده از پیش بینی پیوند ارتباطاتی که در آینده شکل می گیرد را پیش بینی کرد. در این مقاله چارچوبی مبتنی بر یادگیری ماشین برای پیش بینی پیوند در شبکه های علمی ارائه شده است. در این چارچوب با وزن دهی شبکه بر اساس زمان و محتوا، محاسبه ویژگی های ساختاری و متنی جاسازی شده و انتخاب و استخراج ویژگی انجام می شود. در نهایت نمونه گیری منفی با استفاده از خوشه بندی تولید می شود تا یک مدل یادگیری ماشین برای پیش بینی پیوند آموزش داده شود. هر یک از مراحل این چارچوب به صورت جدا و همه با هم آزمایش شدند و نتایج نشان داد روش وزن دهی پیشنهاد شده برای شبکه ارجاعات و همکاری نویسندگان باعث افزایش دقت معیارهای شباهت وزن دار و در نتیجه افزایش دقت کل الگوریتم می شود. همچنین نمونه گیری منفی با استفاده از خوشه بندی باعث بهتر آموزش داده شدن الگوریتم یادگیری ماشین می شود. ویژگی های متنی داده های علمی مانند عنوان و چکیده مقالات نیز نقش موثری در پیش بینی پیوندهای آینده دارند.

    کلیدواژگان: پیش بینی پیوند، شبکه ارجاعات، شبکه همکاری نویسندگان، یادگیری ماشین، گراف وزندار
  • مهدی رمضانی *، صادق کلانتری، علی مددی صفحات 154-169

    روش حداقل مربعات خطا با وجود سادگی دارای نتایج قابل قبولی در شناسایی سیستمها میباشد. فرآیند تخمین پارامترها در شناسایی سیستم منجر به حل معادله خطی Ax=b میشود. نکته حائز اهمیت این است که روش عادی حل مسئله فوق دارای پیچیدگی محاسباتی از مرتبه O(n^3) برای یک ماتریس n×n میباشد. در حل این مسئله، پیچیدگی محاسباتی با افزایش n (سایز ماتریس داده) افزایش مییابد. از طرفی تعداد نمونه های بیشتر سبب مدلسازی بهتر سیستم میگردد. در مسائل عملی شناسایی سیستم، هنگامی که تعداد داده های ورودی زیاد است بار محاسباتی به شدت افزایش می یابد. اخیرا در حوزه محاسبات کوانتومی الگوریتمهایی ارائه شده است که سبب کاهش چشمگیر بار محاسباتی میگردند. ازجمله مهمترین آنها الگوریتم HHL میباشد که معادله خطی فوق را در زمانO(κ^2 s^2 logn) حل میکند که κ عدد شرط و s میزان تنکی ماتریس میباشد. در این مقاله هدف این است که الگوریتم کوانتومی توسعه یافتهای برای حل مسئله شناسایی حداقل مربعات خطا (روش GLS) ارائه نماییم. در این مقاله دو روش کلاسیک-کوانتومی و تمام کوانتومی ارائه میگردد. روش های ارائه شده در این مقاله قادر هستند برخلاف روش مرسوم HHL با ماتریسهای غیرهرمیتی، بدحال و با وجود نویز رنگی، پارامترهای بدون بایاس را محاسبه نمایند. روش پیشنهادی کلاسیک-کوانتومی، دارای پیچیدگی محاسباتی از مرتبه O(n^2 logn) و روش تمام کوانتومی از مرتبه O(polylogn) نسبت به سایز ماتریس داده میباشند. نتایج و مقایسه های انجام شده نشان می دهند که روش های پیشنهادی مقاله نسبت به روش های کلاسیک همچون شبه معکوس(با پیچیدگیO(n^3)) دارای پیچیدگی و محدودیت کمتری میباشند.

    کلیدواژگان: شناسایی سیستم، حداقل مربعات خطا، محاسبات کوانتومی، پیچیدگی محاسباتی، الگوریتم کوانتومی
  • مجید فیضی، محمدمهدی اثنی عشری * صفحات 170-199

    آزمون نرم افزار یک موضوع مهم و لازم در فرآیند توسعه هر نرم افزاری می باشد. امروزه بخش عمده ای از آزمون نرم افزار به شیوه خودکار انجام می شود. در آزمون خودکار نرم افزار موانعی می توانند وجود داشته باشند که آزمون را با مشکل مواجه کنند. از این موانع، می توان به وجود مسیرهای غیرقابل اجرا در گراف جریان کنترلی حاصل از کدهای نرم افزار تحت آزمون اشاره کرد. مسیرهای غیرقابل اجرا، مسیرهایی هستند که با هیچ ورودی نمی توان از آنها عبور کرد. وجود چنین مسیرهایی، می تواند در حوزه های مختلف، مانند تولید داده آزمون، امنیت و مانند آن مشکلاتی را به وجود آورد و باعث هدر رفت منابع شود. برای پیشگیری از مشکلات ذکر شده، تشخیص مسیرهای غیرقابل اجرا بسیار مهم می باشد. اما تشخیص این مسیرها در نرم افزارهای بزرگ، به دلیل حجم زیاد کدها و زیاد بودن تعداد مسیرها در گراف جریان کنترلی، می تواند کاری زمانبر باشد. در روش ارائه شده در این مقاله، سرعت تشخیص مسیرهای غیرقابل اجرا با بکارگیری الگوریتم های یادگیری تقویتی بهبود داده شده است. در این روش سرعت حل کننده SMT به نام Z3 با بهره گیری از عامل DQN، افزایش داده می شود. Z3 ابزاری است که برای بررسی قابل حل بودن فرمول های ساخته شده از شرط های موجود در گراف جریان کنترلی در تشخیص مسیر های غیرقابل اجرا استفاده می شود. در واقع در این مقاله تاکتیک های ارائه شده توسط Z3 با استفاده از یادگیری تقویتی یاد گرفته شده و سپس با انتخاب و اعمال تاکتیک های Z3 براساس یادگیری انجام شده، سرعت حل Z3 افزایش می یابد. با افزایش سرعت Z3، سرعت تمامی روش ها و الگوریتم هایی که از این ابزار برای تشخیص مسیرهای غیرقابل اجرا استفاده می کنند نیز افزایش خواهد یافت. همچنین ابزار Z3 در هر حوزهای که بتوان مسائل را به مساله بررسی صدق پذیری یک فرمول کاهش داد نیز کاربرد دارد و بهبود عملکرد آن در چنین حوزه هایی نیز می تواند موثر باشد. روش ارائه شده در این مقاله در منطق های QF_NRA و QF_NIA آزمایش شده است. در آزمایش های انجام شده، نشان داده شده است که با استفاده از روش پیشنهادی، سرعت Z3 را می توان تا 4.7 برابر افزایش داد. همچنین در آزمایش های انجام شده با استفاده از این روش، سرعت Z3 در منطق QF_NRA، به طور میانگین 1.954 برابر و در منطق QF_NIA، به طور میانگین 1.687 برابر افزایش یافته است.

    کلیدواژگان: آزمون خودکار نرم افزار، مسیرهای غیرقابل اجرا، حل کننده SMT، حل کننده Z3، یادگیری تقویتی، DQN
  • محمد ابونجمی*، زهره مصطفائی صفحات 200-215

    تقاضا برای محصولات باکیفیت از دهه های گذشته در حال افزایش بوده و هم اکنون نیز روند آن به صورت تصاعدی ادامه دارد. ارزیابی کیفیت، افزایش تولید محصولات را با استفاده از روش های خودکار، مقرون به صرفه و غیرمخرب تضمین می کند. در چند سال گذشته نتایج قابل توجهی در ارزیابی کیفیت در بخش های مختلف کشاورزی و غذایی به دست آمده است. این دستاوردها با استفاده از تکنیک های یادگیری ماشین و تحلیل تصاویر، به صورت یکپارچه ای یکسان شده اند. علاوه بر این، با وجود برنامه های مختلف یادگیری ماشین، این پژوهش بر روی ترکیب تکنولوژی های آماری ماشین های یادگیری و سیستم های بینایی ماشین در کشاورزی تمرکز کرده است. در این پژوهش، دو نوع تکنیک یادگیری ماشین، یادگیری نظارت شده و بدون نظارت، در کشاورزی استفاده شده اند. راه حل های نرم افزاری متنوعی مبتنی بر تکنیک های پردازش تصاویر مانند شبکه های عصبی مصنوعی، الگوریتم ژنتیک، یادگیری عمیق و منطق فازی برای تشخیص خودکار و طبقه بندی میوه ها درجات مختلف مورد استفاده قرار گرفته اند. این تکنیک ها به تجزیه و تحلیل داده ها و ارائه راه حل های بهینه برای بهبود عملکرد فرآیندها کمک می کنند. با استفاده از روش های بهینه سازی و شبیه سازی، می توان تا حد زیادی میزان مواد اولیه تلف شده و هزینه های تولید را کاهش داد. همچنین می توان الگوریتم هایی برای ارزیابی کیفیت محصولات غذایی ایجاد کرد و از اختلال در کیفیت جلوگیری کرد. در نهایت، جزئیات روش های مختلف درجه بندی محصول با استفاده از الگوریتم های ذکر شده و با در نظر گرفتن مزایا و معایب هر کدام در ارزیابی کیفیت محصولات باغی و کشاورزی مورد بررسی قرار می گیرد.

    کلیدواژگان: محاسبات نرم، محصولات غذایی و کشاورزی، کیفیت سنجی، یادگیری ماشین، پردازش تصویر
  • محمدکاظم مویدی*، زهره خاکزاری صفحات 216-232

    در تحلیل های عددی مسائل مکانیک سیالات، به ویژه در شبیه سازی مستقیم، کاهش هزینه‎های محاسباتی همواره از اهمیت بالایی برخوردار بوده است. استفاده از مدل های رتبه کاسته، که با کاستن از قیود مدل به سرعت آن افزوده خواهد شد، جایگزین مناسبی برای مدل های اصلی به ویژه در مسائل پیچیده می‎باشد. در این پژوهش با استفاده از روش تجزیه مود دینامیکی و با بهره گیری از مفاهیم پایه ای سیستم های دینامیکی، معادله حاکم به فرم یک مدل رتبه کاسته تبدیل شده است. نتایج نشان می دهند در صورت افزایش عدد رینولدز و کاهش اثرات ناشی از ترم لزج موجود در معادله حاکم، استهلاک لازم در سیستم دینامیکی برای پایدارسازی حل عددی کاهش می یابد. همچنین به دلیل کامل نبودن فضای مودال مفروض و حذف اثر مودها، این ناپایداری بیشتر نمایان خواهد شد. بنابراین با استفاده از یک ترم اتلاف مصنوعی مبتنی بر لزجت گردابه ای سعی شده ناپایداری سیستم افزایش پیدا کند. مدل رتبه کاسته اصلاح شده با دسته نمایه ای حاصل از یک مقدار عدد رینولدز مشخص ایجاد و برای مدل سازی مساله مورد نظر به ازای اعداد رینولدز مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. مقایسه نتایج حاصل از مدل رتبه کاسته با شبیه سازی های حاصل از حل دقیق، توانایی و دقت بالای مدل رتبه‎کاسته، برای پیش‎بینی دینامیک میدان را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: مدل رتبه کاسته، تجزیه مود دینامیکی، مدل لزجت گردابه ای، عدد رینولدز، پایدارسازی
|
  • Mahjoubeh Tajgardan, Habib Izadkhah*, Shahriar Lotfi Pages 2-21

    Modularization methods are utilized to divide program artifacts into comprehensible modules to extract software architecture. Software modularization problem is NP-hard, so search-based techniques are commonly used to address it. In recent years, the use of hyper-heuristics with intelligent search approaches has increased to achieve a higher level of generality. In this paper, a general hyper-heuristic based on the multi-agent systems is proposed for software modularization. In the proposed algorithm, agents with diversification and intensification search perspectives are used, and agents with the same perspective are placed in a coalition. In each step of the search, the most appropriate coalition is automatically selected using reinforcement learning, and its agents are executed in parallel. Also, in the design of some agents, to maintain diversity, the concept of chaos theory is used. To indicate the applicability of the suggested algorithm, we selected eleven real-world applications of small and medium sizes, along with ten folders of Mozilla Firefox that have various functionalities and sizes. The findings of the experiments demonstrate that the suggested hyper-heuristic, in most cases, produces higher-quality modularizations in less time than the compared algorithms. The average numerical improvement of the proposed algorithm in terms of modularization quality and execution time on ten folders of Mozilla Firefox is 77.607 and 59.448%, respectively.

    Keywords: Software Modularization, Architecture Recovery, Hyper - Heuristic, Multi-Agent Systems, Reinforcement Learning
  • Mohsen Norouzi*, Hamid Hassanpour, Ali Ghanbari Pages 22-41

    Object detection plays a crucial role in identifying and pinpointing objects within images or videos, gaining popularity for its diverse applications in recent times. This document examines the latest progress in object recognition through deep learning. It includes an examination of benchmark datasets and evaluation standards commonly employed in recognition tasks, along with an exploration of key architectures addressing object recognition challenges. Additionally, a scrutiny of contemporary lightweight classification models is provided. To conclude, a standard comparison of the state-of-the-art approaches from different aspects is conducted across various criteria.

    Keywords: Object Detection, Identification, Convolutional Neural Networks (CNN), Lightweight Networks, Deep Learning, Image Processing
  • Mahsa Bahramian, Arash Azimzadeh Irani, Reza Pourgholi*, Ahmad Aliyari Boroujeni Pages 42-55

    Humans perceive and understand the surrounding world through their eyes and analysis with brains. Computer vision endeavors to equip computers with the ability to see images and and process it akin to human vision. Our objective is to develop a model capable of accurately identifying handwritten digits from their images. This will be achieved through the utilization of Convolutional Neural Network principles and its implementation  on the MNIST dataset. The primary aim is to grasp and implement Convolutional Neural Network concepts effectively. While the focus is on creating a model for digit recognition, the potential expansion to letters and individual handwriting is considered. The outcomes of our experiments exhibit a notable enhancement compared to prior works, with an accuracy of 99.30%, signifying the success of the proposed method in recognizing handwritten digits.

    Keywords: Convolutional Neural Network, MNIST Dataset, Model, Relu, Softmax
  • Mahdieh Ghaffar Alishahi, Einollah Pira *, Alireza Rouhi Pages 56-77

    The advancement of technology and the emergence of multi-objective optimization problems in various scientific domains have led to the research and presentation of new meta-heuristic algorithms to solve such problems. Although these algorithms have been able to find a relatively good approximation of the optimal Pareto front, but a complete optimization has not been carried out yet. In this paper, to increase the optimality of the generated Pareto front, we present a multi-objective version of the city council evolution algorithm (CCE) called the multi-objective city council evolution algorithm (MOCCE). In the presented algorithm, an archive with a fixed size is considered for storing and retrieving optimal Pareto solutions. This archive is used to define the hierarchical structure of city councils and to simulate its evolution in multi-objective search spaces. The efficiency of MOCCE algorithm has been evaluated on 18 well-known multi-objective test functions known as UF and IMOP and with the results of multi-objective ant lion optimization (MOALO), multi-objective orthogonal mould algorithm (MOSMA) and multi-objective artificial hummingbird optimization algorithms (MOAHA) have been compared. According to the results of the Friedman's mean rank test, in all UF test functions, MOCCE ranks first among all compared algorithms in terms of generation distance (GD), inverse generation distance (IGD) and maximum spread (MS) criteria. Also, this algorithm takes the first rank in all IMOP test functions in terms of GD criterion and the second rank in terms of IGD and MS criteria

    Keywords: Meta-Heuristic Algorithms, Optimization, Multi-Objective, Evolution Of City Council, Pareto Front
  • Mohsen Amir Afzali, Hossein Ghaffarian * Pages 78-93

    In this article, we present a strategy with the aim of increasing the accuracy of early detection of buyers from customers browsing in an online store. The main advantage of this detection is reducing the risk of losing users with high purchase probability and increasing the conversion rate. Due to the consistency of the prediction and diagnosis framework in data mining techniques, the focus of this article is on the optimal use of pre-processing methods, with the aim of improving the quality of input data to classification algorithms. For this reason, in the proposed strategy, we use a set of algorithms for converting nominal content into numerical, normalization, outlier data detection, feature selection and balancing. Then, we give the modified data to a set of different classification algorithms, including C4.5 decision tree and multi-layer perceptron, and combined classification algorithms of random forest, bagging and gradient boosting. The evaluation of the results shows that the highest amount of accuracy obtained in this research by using ensemble classifiers has reached 94.42%, which compared with the best results of previous works, the accuracy of diagnosis has increased.

    Keywords: Online Shopping, First Moment Of Truth, Data Mining, Pre-Processing, Ensemble Classifier
  • Malihe Niksirat*, Javad Tayyebi, Mohammadmahdi Izadkhah Pages 94-109

    Todays, artificial intelligence methods can extract the knowledge hidden in the educational data sets by discovering the relationship between different features. This knowledge can help educational systems in making better decisions and having more advanced plans to improve the academic performance of students. The aim of this study was to identify the factors affecting the academic progress of students and to use a technique that can predict the academic progress of students with the highest percentage of accuracy. Accordingly, artificial intelligence methods including Support vector machine, K-nearest neighbor, Decision trees and Random forest have been applied. Finally, the models was evaluated using Accuracy, Precision, F-measure, Sensitivity, Specificity and Classification error. The results showed that the support vector machine had the best performance in predicting the academic progress of students.

    Keywords: Academic Achievement, Artificial Intelligence, Support Vector Machine, K-Nearest Neighbor, Decision Trees, Random Forest, Validation
  • Mehdi Jabbari*, Reza Hosnavi, Mohammad Mohammadi, Peyman Akhavan Pages 110-127

    The purpose of this research is to provide a structured method to evaluate the performance of researchers in research organizations using data coverage analysis based on objective, accurate, and precise indicators. To do this, after preparing a questionnaire by studying the literature and interviewing elites, the data collected from the researchers of a research center has been analyzed, and the input and output indicators affecting the efficiency of the researchers have been determined with the help of the data envelopment analysis method. The proposed method in a research center on 56 researchers with four input indicators and ten output indicators, implementation, and results show that the efficiency score of 11 researchers was one, and other researchers had scores less than one, and their efficiency was measured compared to the first 11 people.

    Keywords: Assessment, Performance Appraisal, Research Organizations’ Researchers, Data Envelopment Analysis (DEA), Questqnirion, Dea
  • Seyed Mehdi Vahidipour*, Alireza Mohamadi Pages 128-153

    With the acceleration of the development of science and the publication of articles and the increase of scientific fields, finding suitable research partners, finding research sources and research fields for researchers and relevant institutions is becoming more and more difficult. By choosing these things correctly, you can get the most efficiency from the cost and time spent on research. To solve this problem, a scientific network can be created by creating a network including articles, scientists, and other scientific entities and the connections between them, and predicting the connections that will be formed in the future using link prediction. In this paper, a framework based on machine learning is presented for link prediction in scientific networks. In this framework, by weighting the network based on time and content, calculating embedded structural and textual features, feature selection and extraction, and finally negative sampling using clustering, a machine learning model is trained for link prediction. Each of the steps of this framework was tested separately and all together, and the results showed that the proposed weighting method for the network of references and authors' collaboration increases the accuracy of the weighted similarity criteria and, as a result, increases the accuracy of the entire algorithm. Also, negative sampling using clustering makes the machine learning algorithm better trained. The textual features of scientific data such as the title and abstract of articles also play an effective role in predicting future links.

    Keywords: Link Prediction, Citation Networks, Author Collaboration Networks, Machine Learning, Weighted Graph
  • Mehdi Ramezani *, Sadegh Kalantari, Ali Madadi Pages 154-169

    The least square error method yields acceptable results in system identification. The process of parameter estimation helps solve the linear equation . The important point is that the normal method of solving the above problem has a computational complexity for an matrix. In solving this problem, the computational complexity increases with the increase of (the size of the data matrix). On the other hand, availability of more samples leads to better modeling of the system. In the practical problems of system identification, when the number of input data is large the computational complexity increases greatly. Recently, in the field of quantum computing, some algorithms have been presented that significantly reduce the computational complexity. Among the most important of them is the HHL algorithm, which solves the above linear equation in time, where is the condition number and s is the sparsity of the matrix. In this article, the goal is to present the developed quantum algorithm for solving the problem of least square error identification (GLS method). In this article, two classical-quantum and all-quantum methods are presented. Unlike conventional HHL methods, the proposed methods in this article are able to calculate unbiased parameters with non-Hermitian matrices, and color noise. The proposed classical-quantum method has a computational complexity of of and the all-quantum method has an order of in relation to the size of the data matrix. The results and comparisons show that the methods proposed in the article have less complexity and limitations than classical methods such as psudeo-inverse complexity).

    Keywords: System Identification, Least Squares Error, Quantum Computing, Computational Complexity, Quantum Algorithm
  • Majid Feyzi, Mohammadmehdi Esnaashari * Pages 170-199

    Software testing is an important and necessary matter in the development process of any software. Nowadays, an important part of software testing carrying out automatically. In automatic software testing, there may be obstacles that make the test difficult. One of these obstacles is the infeasible paths in the control flow graph obtained from the codes of software under test. The existence of such paths can cause problems in various fields such as test data generation, security and etc. and also cause resources waste. In order to prevent the mentioned problems, detection of infeasible paths can be very critical. But in some cases, recognizing these paths can be a time-consuming task due to the large amount of codes. In this article, a method is proposed that can increase the infeasible paths detection speed by applying reinforcement learning algorithms. In this method, the speed of the Z3 SMT solver has been increased by using the DQN agent. As the speed of the Z3 tool increases, the speed of all algorithms and methods that use this tool to detect infeasible paths in control flow graphs will also increase. Also, the Z3 tool is using in various other fields, and improving its performance in those fields can also be effective. The proposed method in this article has been tested on QF_NRA and QF_NIA logics. In the experiments, it is shown that using the proposed method, the speed of the Z3 solver can be increased up to 4.7 times.

    Keywords: Automatic Software Testing, Infeasible Paths, SMT Solvers, Z3 Solver, Reinforcement Learning, DQN
  • Mohamad Aboonajmi*, Zohre Mostafaei Pages 200-215

    Demand for quality products has been increasing for decades and is now increasing. Quality control ensures increased product production using an automated, cost-effective and non-destructive method. In the last few years, significant results have been achieved in various agricultural and food sectors. Despite having different programs and many different machine learning techniques, this study only explains the statistical technologies of machine learning with machine vision systems in agriculture due to the wide range of machine learning programs. Two types of machine learning techniques, such as supervised and unsupervised learning, have been used for agriculture. In this research, software solutions rely on image processing techniques such as: artificial neural networks, genetic algorithm, deep learning and fuzzy logic for automatic detection as well as classification of different degrees of fruit. According to the investigations, it was shown that fuzzy logic with 80 to 93%, 96.22% and 91.2% accuracy respectively for grading raisins based on qualitative characteristics, calculating the mass of almond kernels without breaking, grade Apple classification, also neural network has been used with 90%, 99% and 90.4% accuracy respectively to detect apple leaf disease, modelling drying kinetics of strawberry slices and detecting the severity of tomato disease using deep learning. There is also more reference to the study and description of product classification methods that using the mentioned algorithms and their relationship with the software can be a big step in quality classification of products.

    Keywords: Soft Computing, Food, Agriculture Products, Quality Measurement, Machine Learning, Image Processing
  • Mohammadkazem Moayyedi *, Zohreh Khakzari Pages 216-232

    In the numerical analysis of fluid mechanics problems, especially in high resolution simulation, the reduction of computational costs has always been of great importance. The use of reduced order models, which will increase the speed of computation by reducing the constraints of the original model. It is a suitable surrogate model for the original governing equation. In this research, using dynamic mode decomposition and based on principles of dynamical systems, the governing equation has been converted to a reduced order model. The results show if the Reynolds number increases and the effects of the viscous term in the governing equation are reduced, the required dissipation in the surrogate model to stabilize the numerical solution is decreased. Also, due to the incompleteness of the modal space and removing the effects of some modes, the instability will be enhanced.

    Keywords: Reduced Order Model, Dynamic Mode Decomposition, Eddy Viscosity Approach, Reynolds Number, Stabilization