فهرست مطالب

مجله فناوری اطلاعات در طراحی مهندسی
سال پنجم شماره 2 (بهار و تابستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/05/24
  • تعداد عناوین: 7
|
  • حمید طباطبایی*، محمدرضا اکبرزاده توتونچی صفحه 1
    مسئله زمانبندی وظایف در سیستمهای پردازش توزیعی از جنبه های متفاوتی مانند ناهمگنی پردازشگرها، تحلیل کارایی و پیچیدگی های محاسباتی قابل بحث است. اساسا روش های کلاسیک در این حوزه، مانند زمانبندی مبتنی بر لیست یا جستجوی تصادفی مبتنی بر الگوریتم های تکاملی، وابسته به ارزیابی کارایی به شیوه عددی بوده و در تحلیلهای نظری با مشکلات متعدد روبرو هستند. به طور کلی این مقاله، مسئله تحلیل نظری را با استفاده از یک روش مبتنی بر مهندسی سیستم، مورد بحث قرار می دهد، چگونگی نگاشت زمانبندی ایستای وظایف در فضای حالت غیر خطی را به اثبات می رساند و پایداری آن را از طریق تحلیل نظری نشان می دهد. اصولا هدف از زمانبندی استاندارد وظایف، زمانبندی ایستا در سیستم های چند پردازنده ای است که با استفاده از تبدیل مناسب، به سوئیچینگ خطی فضای حالت با قیود غیر خطی تبدیل می شود. سپس دو روش ارتفاع مرتب و وظایف آماده برای تعیین بردارهای کنترل ارائه می شود و پایداری آنها به اثبات می رسد. در نهایت، مقایسه نتایج حاصل از روش های پیشنهادی با روش HEFT بر روی چند آزمون تصادفی، کارایی نسبی مدل ارائه شده را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: زمانبندی وظایف، زمانبندی ایستا، سوئیچینگ خطی فضای حالت، پایداری، سیستم های کنترل
  • کبری بهروان*، رضا منصفی، حسن احمدی ترشیزی صفحه 25
    شبکه های حسگر بی سیم بر مبنای همکاری و هماهنگی تعداد زیادی گره حسگر ایجاد شده است. از مهمترین مولفه های گره حسگر منبع تغذیه می باشد. منبع تغذیه، گره حسگر دارای توان پایین، محدود و معمولا غیر قابل تجدید است. برای کاهش مصرف انرژی گره ها و افزایش مقیاس پذیری شبکه، می توان از مکانیزم خوشه بندی نامساوی استفاده کرد. برای مقابله با سربار خوشه بندی، در این مقاله ما پروتکل EEMCA را معرفی می کنیم که از خوشه بندی مجدد گره ها در شبکه در هر دور جلوگیری می کند و سرخوشه ها را در هر دور بنابر میزان انرژی گره های داخل خوشه انتخاب می کند. در پروتکل EEMCA از روش بهینه سازی کلونی مورچه برای ایجاد مسیرهای چند پرشه و انرژی کارآمد از سرخوشه ها تا چاهک استفاده می شود. پروتکل EEMCA با دو پروتکل ACALEACH وEEUC مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که پروتکل EEMCA در مقایسه با دو پروتکل دیگر از نظر انرژی بسیار کارآمدتر است و طول عمر شبکه را افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: گره های حسگر، خوشه بندی، بهینه سازی کلونی مورچه، مسیریابی چند پرشه، طول عمر شبکه
  • رابعه مهرآور*، محسن جهانشاهی صفحه 43
    با وجود کاربرد بالقوه نانوذرات پلیمری درصنایع داروسازی، یکی از چالش ها برای کاربرد نانوذرات در ابزار تشخیص و درمان سرطان، مربوط به خالص سازی و جداسازی آن ها می باشد؛ لذا درسال های اخیر جداسازی نانوذرات توجه زیادی را در بسیاری از زمینه های علمی به خود جلب کرده است. هدف این مقاله، یافتن روش مناسب برای جداسازی و خالص سازی نانوذرات پروتئینی به عنوان حامل دارو است (زیرا روش نامناسب از فعالیت زیستی نانوذرات می کاهد) که بسته به روش ساخت و خواص رهایشی نانوذرات متفاوت می باشد. درابتدا نانوذرات پروتئینی سرم آلبومین گاوی، سرم آلبومین انسانی و نانوذرات ژلاتینی را به روش توده ای شدن تهیه کردیم، سپس با روش اولترافیلتراسیون، دیالیز، سانتریفوژ، ژل الکتروفورز و FTIR به جداسازی و خالص سازی و مشخصه یابی آن ها پرداختیم. بهترین اندازه برای نانوذرات سرم آلبومین گاوی، سرم آلبومین انسانی و ژلاتینی به ترتیب67،53 و 174 نانومتر ب دست آمد که نشان می دهد این نانوذرات برای دارورسانی بسیار مناسب می باشند.
    کلیدواژگان: نانوذرات، دارورسانی، جداسازی، سانتریفوژ، اولترافیلتراسیون
  • حامد حسنوند*، بشیر بخشیده زاد، بابک مظفری، سودابه سلیمانی صفحه 57
    دراین مقاله، طراحی بهینه یک کنترل کننده فازی بر پایه جبران کننده استاتیک توان راکتیو به منظور افزایش میرایی نوسانات سیستم قدرت مورد مطالعه قرار می گیرد. این مسئله به عنوان یک مسئله بهینه سازی فرمولبندی گشته و توسط الگوریتم بهینه سازی هوش گروهی حل می شود. الگوریتم بهینه سازی هوش گروهی به منظور تنظیم مناسب و بهینه ضرایب مقیاس ورودی/ خروجی کنترل کننده فازی به منظور رسیدن به یک عملکرد کنترلی مطلوب به کار می رود. همچنین یک کنترل کننده فازی معمولی که ضرایب مقیاس ورودی/ خروجی آن توسط روش سعی و خطی محاسبه شده اند، معرفی گردیده و کارآیی هر دو کنترل کننده از منظر میرایی و زمان نشست، برای نشان دادن تاثیر بهینه نمودن ضرایب مقیاس با یکدیگر مقایسه می گردد. نتایج بیانگر تاثیر کنترل کننده فازی بر میرایی نوسانات یک سیستم تک ماشینه متصل به شین بینهایت است. همچنین، نتایج نشان می دهد که کنترل کننده فازی بهینه تحت شرایط متفاوت بارگذاری و خطاهای گوناگون، عملکرد بهتری نسبت به کنترل کننده فازی که ضرایب مقیاس آن از سعی و خطا محاسبه شده اند دارد.
    کلیدواژگان: نوسانات فرکانس پایین، جبران کننده استاتیک توان راکتیو، کنترل کننده فازی، روش بهینه سازی هوش گروهی
  • میعاد صابری کلایی*، سیدعلی ضیایی، وهاب اسماعیلی، علی حاتمی صفحه 73
    حلقه های مغناطیسی به صورت گسترده در بزرگراه ها، خیابانها و تقاطع های بسیاری از کشورهای دنیا استفاده می شود. این شناسگرها فناوری به اثبات رسیده ای برای شمارش محسوب می شوند؛ اما خطاهای احتمالی زیادی می توانند کیفیت داده های آن را کاهش دهند. آگاهی بهنگام از حجم دقیق ترافیک، امری مهم در سیستمهای سازگار کنترل تقاطع می باشد. تقاطع چراغدار سازگار، تقاطعی است که مجهز به دوربینهای ترافیکی و حلقه های مغناطیسی برای شمارش وسایل نقلیه می باشد. زمان بندی چراغ راهنمایی با کمک این داده ها از طریق مرکز انجام می شود. هدف از این پژوهش، ارزیابی دقت داده های شناسگرها در تقاطع های مجهز به SCATS در مشهد است. نتایج این پژوهش، رابطه ای سهمی گونه بین خطای شناسگرها و حجم ترافیک پیشنهاد میدهد، اما کالیبراسیون دقیق این نمودار، بستگی به شرایط متغیری دارد که از یک تقاطع به تقاطع دیگر و حتی در بعضی مواقع در یک تقاطع در ساعات مختلف تغییر میکند. همچنین اثر ترکیب ترافیک بر دقت داده های شناسگرها مورد مطالعه قرار گرفت. افزون بر این در این مقاله برخی عوامل تاثیرگذار بر خطای داده های شناسگرها بیان شده اند که بیشتر آنها از رفتار رانندگان ناشی میشوند.
    کلیدواژگان: تقاطع چراغ دار سازگار، شناسگر حلقه ای، خطا، حجم ترافیک، ترکیب ترافیک
  • سید احسان تهامی*، امیرهمایون جعفری، علی فلاح صفحه 83
    الگوریتم ژنتیک در حل بسیاری از مسائل بهینه سازی الگوریتم قدرتمندی است که کارایی آن به میزان زیادی تحت تاثیر انتخاب صحیح پارامترها و عملگرهای آن نظیر تعداد کروموزوم جمعیت، نوع عملگر تقاطع، جهش و... قرار دارد. تا کنون روش های مختلفی به منظور افزایش کارایی الگوریتم ژنتیک پیشنهاد شده است. در این مقاله برای اولین بار از یک روش محاسبه برازندگی جدید مبتنی بر ماشین خودکار سلولی(CA) به منظور افزایش کارایی الگوریتم ژنتیک (GA) استفاده شده است. الگوریتم ترکیبی پیشنهادی در نهایت به منظور تعیین مینیمم 5 تابع شناخته شده در زمینه بهینه سازی با 5 و 10 متغیر مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که الگوریتم ترکیبی CA-GA در مقایسه با الگوریتم ژنتیک استاندارد از دقت بیشتری در پیدا کردن بهترین مینیمم توابع مورد بهینه سازی برخوردار است. همچنین الگوریتم ترکیبی CA-GA به لحاظ زمان رسیدن به بهترین مینیمم گلوبال (زمان همگرایی) در حدود 5 برابر کمتر از الگوریتم ژنتیک استاندارد می باشد.
    کلیدواژگان: بهینه سازی، الگوریتم ژنتیک، ماشین خودکار سلولی یک بعدی
  • سید مرتضی صیادی کاخکی*، مهرداد جلالی، سید محمدحسین معطر صفحه 109
    با محبوبیت وب سایت های به اشتراک گذاری تصاویر مانند فلیکر، پیکاسا و زومر، تکنولوژی های بازیابی موثر برای حجم زیاد تصاویر موجود مورد نیاز است. در بازیابی مبتنی بر برچسب، بیشتر از روش های موجود با ویژگی های برچسب یا ویژگی های بصری به منظور تخمین میزان ارتباط برچسب با تصاویر استفاده می کنند و اطلاعات کاربران را مد نظر قرار نمی دهند. در این مقاله روشی ارائه می دهیم که بر اساس اطلاعات استخراج شده از ارتباط سه تایی میان کاربران، تصاویر و برچسب های موجود در فوکسونومی و ویژگی های بصری استخراج شده از تصاویر، شباهت میان تصاویر و برچسب ها را به دست آورده، و از شباهت استخراج شده برای بازیابی مبتنی بر برچسب استفاده می کنیم. ما برای بدست آوردن شباهت میان تصاویر بر اساس ویژگی های بصری از روش محاسبه شباهت کسینوسی ویژگی های محلی تصاویر استفاده می کنیم. برای ارزیابی کار خود از دیتاست NUS-WIDE استفاده کردیم. به دلیل این که این دیتاست اطلاعات کاربران را شامل نمی شود، از API ارائه شده فلیکر به منظور دریافت اطلاعات اختصاص برچسب ها و کاربران موجود در فوکسونومی استفاده کردیم. ارزیابی انجام شده، بهبود نتایج روش پیشنهادی مبتنی بر ترکیب ویژگی های بصری و فوکسونومی در بازیابی مبتنی بر برچسب را نسبت به روش هایی که به تنهایی از ویژگی های بصری یا از فوکسونومی بهره می برند، نشان می دهد.
    کلیدواژگان: جستجوی مبتنی بر برچسب، ویژگی های بصری، فوکسونومی
|
  • Hamid Tabatabaee*, Mohammad Reza Akbarzadeh Totonchi Page 1
    Task Scheduling (TS) poses a challenging problem in distributed systems from multiple perspectives such as the uncertainty in resource capacity and topology, heterogeneity of processors, computational complexity as well as theoretical performance analysis. To reach timely solutions, current approaches, whether classic approaches, which are based on list scheduling, or intelligent approaches, which are generally based on evolutionary algorithms, either impose extra constraints or ignore some aspects of the reality of this problem. Furthermore, they generally depend on numerical performance evaluation and lack the ability to reach clear theoretical conclusions. Here, we address the problem of theoretical analysis by proposing a new paradigm based on system engineering. This new modeling paradigm is promising due to its extensive theoretical developments. In its general form, TS is inherently nonlinear because of its many nonlinear constraints. In this paper, we demonstrate how TS can be mapped via nonlinear state space and, through theoretical analysis, show stability of the resulting system. Then, a suitable transformation is devised to convert this model to linear switching state space with some nonlinear constraints. It is shown that the resulting model can suitably represent uncertainty in resource capacity. We then present a systematic method to determine control vectors based on this model. Finally, the proposed method is compared against HEFT (heterogeneous earliest finish time) scheme on several random experiments and demonstrate comparative performance.
    Keywords: Task scheduling, static scheduling, heuristic algorithm, dynamic scheduling, linear switching state space
  • Kobra Behravan*, Reza Monsefi, Hassan Ahmadi Torshizi Page 25
    Wireless Sensor Network (WSN) is created based on a collaborative effort of a large number of nodes. One of the most important components of the sensor nodes is the power unit. It has low limited power and is usually renewable. To decreasing the consumption power of sensors and toincrease the scalability of a network, one can use unequal clustering mechanism. Toconfront the clustering overhead, in this paper we introduce Energy Efficient Multihop routing for Cluster-based wireless sensor networks using Ant Colony Optimization (EEMCA) protocol that prevents reclustering of sensor nodes and decides on the cluster heads based on the measuring of power of sensors in clusters. In EEMCA protocol, Ant Colony Optimization (ACO)method is used for creating energy efficient multihop routes from cluster heads to sink. EEMCA is compared to two protocols; ACALEACHand EEUC. Simulation results show that EEMCA protocol outperforms the other two protocols with an increase in network lifetime.
    Keywords: Sensor Nodes, Clustering, Ant Colony Optimization (ACO), Multi, hop Routing, Network Lifetime
  • Rabeah Mehravar*, Mohsen Jahanshahi Page 43
    In recent years, the application of protein nanoparticles has become of more and more interest to the pharmaceutical industry. In this study,Human Serum Albumin (HSA) was used for the synthesis of nanoparticles by desolvation method for application in drug delivery system because of biodegradablity, owing to the high capacity of drug loading and nontoxiticty. Moreover, the effects of different parameters i.e. pH, HSA concentration, agitation speed, glutaraldehyde concentration, organic solvent adding rate, the ratio of organic solvent/HSA solution were examined in this research and Taguchi method with L16 orthogonal array was implemented to optimize experimental conditions. The best parameters for nanobioparticles production were obtained at pH=9, HSA concentration: 75 mg.ml-1, ethanol adding rate: 1.5 ml.min-1 and the ratio of organic solvent/HSA solution: 4. Under these conditions, the software predicted the 46.625 nm for HSA nanoparticle size, which, in experiment 53 nm, was achieved for the nanoparticles. With respect to our study, the synthesis of human serum albumin nanoparticles was carried out for the first time and to the best of our knowledge, no reference has been found in the literature about using Taguchi method for optimization of HSA nanoparticles up to now.
    Keywords: drug delivery, nanoparticles, HSA, desolvation method, optimization, Taguchi method
  • Hamed Hasanvand*, Bashir Bakhshideh Zad, Babak Mozafari, Sodabeh Soleimani Page 57
    This paper presents an application of fuzzy control to determine the supplementary signal of static VAR compensator (SVC) for improvement of power system stability and enhancement of low frequency oscillations damping. The proposed controller for the SVC is based on fuzzy logic (FL) and is optimized by particle swarm optimization algorithm (PSO). The input signals for the fuzzy logic controller are chosen as deviation in generator speedand active power. Since the SVC is in a distance from the generator, it is assumed that the proper input signals are measured and transmitted to the SVC location using WAMS technology and PMUs. The output of SVC is changed based on these two signals. PSO optimizes scaling factors for the input signals as well as the output signal. The effectiveness and performance of the proposed controller is demonstrated by the simulation of a single machine infinite bus test system.
    Keywords: Low frequency oscillations, power system stability, static VAR compensator, fuzzy logic controller, particle swarm optimization
  • Meead Saberi Kalaee, Seyed Ali Ziaee*, Vahab Esmaeili, Ali Hatami Page 73
    Inductive loop detectors are widely used on highways, streets and intersections in many countries. They are proven technologies for traffic count, but high error rates can affect their data quality. Accurate real-time knowledge of traffic volume is a critical issue in adaptive signal control systems. The aim of this research is to evaluate the data accuracy of inductive loop detectors installed in adaptive signalized intersections equipped with SCATS in Mashhad, Iran. This study also aims to understand the relationship between error ratios of loop detectors and traffic volume. Results theorize a parabolic relationship but its exact calibration of it depends upon prevailing conditions, which vary from location to location and even over time at the same locations. It is confirmed that traffic composition affects the data accuracy of loop detectors. The research reported in this paper also addresses the most common reasons for improper operation of inductive loop detectors in Mashhad’s signalized intersections; this is highly related to the driver’s behavior.
    Keywords: Adaptive Signalized Intersection, Loop Detector, Error, Traffic Volume, Traffic Composition
  • Ehsan Tahami*, Amir Homayoun Jafari, Ali Fallah Page 83
    Genetic Algorithm is a powerful algorithm for solving optimization problems. Its performance is affected by appropriate selection of its parameters and operators such as size of population, type of crossover, mutation, etc. Different methods have been suggested to enhance the performance of standard Genetic Algorithm (sGA). In this paper, we propose a new method based on one dimensional Cellular Automata (1D CA) to enhance the performance of sGA. The proposed hybrid CA-GA algorithm then has been used to find the minimum of five well-known test functions (with 5 and 10 dimension). Results showed that the hybrid CA-GA algorithm has a greater accuracy compared with sGA in finding the best minimum of test function. Also, the convergence speed of hybrid CA-GA algorithm to the exact global minimum is clearly more than sGA.
    Keywords: One dimensional Cellular Automata, Genetic Algorithm, optimization
  • Seyed Morteza Sayadi Kakhi*, Mehrdad. Jalali, Mohammad Hossein Moattar Page 109
    In recent years, there are explosive photo sharing websites such as Flickr that users can upload and annotate images with arbitrary keywords called tags. Consequently users have been overwhelmed by the huge numbers of images that effective retrieval technology for this volume of images is needed. In tag-based image retrieval most existing methods use tags or visual characteristics and do not consider users information. In this paper we propose a system for tag-based image retrieval on Flickr. Base on extracted information from ternary relationships between users, images and tags in folksonomy and simultaneously visual features that extracted from images, the similarity between images and tags derive and use for tag-based image retrieval. A folksonomy can be viewed as a three-dimensional space of users, tags, and images; consequently this three-dimensional space can be projected onto three two-dimensional matrices user-tag, user-image and tag-image. We then extract Tag-Image similarity from tag-item matrix. To calculate similarity between images based on visual features we use cosine similarity between local features. To validate the effectiveness of our proposed approach on real-world web image datasets, we conduct extensive experiments on the image dataset NUS-WIDE. Since the NUS-WIDE dataset do not contain user information and only contain visual features and tag information, we use Flickr API to access users tag assignments. Experimental evaluations demonstrate that using simultaneously folksonomy and image visual features can improve results of tag-based image retrieval than using separated folksonomy information or image visual features.
    Keywords: Tag, based Image Search, Visual Features, Folksonomy