فهرست مطالب

نشریه مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران
سال هفدهم شماره 3 (پیاپی 52، پاییز 1398)

  • ب-مهندسی کامپیوتر
  • تاریخ انتشار: 1398/08/26
  • تعداد عناوین: 8
|
  • یحیی فرقانی*، میثاق سادات حجازی، هادی صدوقی یزدی صفحات 171-189

    مدل طبقه بندی مقاوم، یک مدل غیر استاندارد برای یادگیری طبقه بند بر اساس یک مجموعه داده توام با عدم قطعیت است. به هر مدل طبقه بندی که در مجموعه جواب های ممکن آن، جواب بی معنی وجود داشته باشد، مدل بی احتیاط گفته می شود. جواب بهینه یک مدل طبقه بندی مقاوم بی احتیاط به ازای یک مجموعه داده آموزشی، ممکن است ابرصفحه نباشد که در این صورت امکان طبقه بندی داده ها در مرحله آزمون میسر نخواهد بود. در این مقاله مدل های طبقه بند مقاوم بی احتیاط معرفی و مشکلات آنها بررسی شده و سپس با تغییر تابع ضرر در طبقه بند مقاوم، مدل طبقه بندی مقاوم بااحتیاط برای ممانعت از بی احتیاطی معرفی می شود. مدل بااحتیاط پیشنهادی، استاندارد شده و راهکارهایی برای کاهش زمان آموزش و زمان آزمون آن ارائه می گردد. در آزمایشات از مدل طبقه بند مقاوم بااحتیاط پیشنهادی در مقایسه با چند مدل مقاوم بی احتیاط، برای طبقه بندی مجموعه داده های آموزشی ناقص و مجموعه داده های آموزشی قطعی کامل استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که در مجموعه داده های ناقص، مدل پیشنهادی زمان آموزش و زمان آزمون و نرخ خطای کمتری نسبت به مدل های بی احتیاط داشت. همچنین در مجموعه داده های کامل قطعی، مدل پیشنهادی زمان آموزش و زمان آزمون کمتری نسبت به مدل های بی احتیاط داشت. نتایج به دست آمده کارایی افزودن احتیاط به طبقه بند مقاوم را تایید نمود.

    کلیدواژگان: داده توام با عدم قطعیت، زمان آزمون، زمان آموزش، طبقه بند مقاوم بااحتیاط
  • سولماز سلیقه*، بهمن آراسته صفحات 190-198

    توسعه سریع کاربردهای رایانش ابری منجر به انتشار سرویس های ابری زیادی در محیط ابر شده است. سرویس های ساده موجود در محیط ابر قادر به پاسخ گویی به درخواست های پیچیده و مختلف موجود در دنیای واقعی نخواهند بود. لذا برای ایجاد سرویس مرکب مورد نیاز می بایست سرویس های مختلف انتخاب و ترکیب شوند. ترکیب سرویس های ابری آگاه از کیفیت سرویس یکی از چالش های مهم در محاسبات سرویس گرا است. از آنجایی که تعداد سرویس های ساده ارائه شده خیلی زیاد است، بنابراین مساله انتخاب و ترکیب سرویس ها یک مساله Np-Hard است. در این تحقیق برای حل این مشکل الگوریتم بهینه سازی جغرافیای زیستی مورد استفاده قرار گرفته است. برای ارزیابی روش پیشنهادی آزمایش های متعددی در 5 سناریوی مختلف با تعداد وظایف و تعداد سرویس های مختلف در محیط Matlab انجام شده است. سرعت همگرایی روش پیشنهادی در ایجاد سرویس مرکب مورد نیاز بیشتر از سرعت همگرایی الگوریتم های ژنتیک و ازدحام ذرات است. همچنین کیفیت سرویس های مرکب ایجادشده به عنوان معیار ارزیابی دیگر مورد توجه می باشد. میزان گذردهی و نرخ موفقیت روش پیشنهادی به ترتیب برابر 999/0 و 998/0 می باشد. همچنین متوسط انحراف معیار در 30 اجرای روش پیشنهادی کمتر از 021/0 است. تمامی این مقادیر نشان دهنده برتری روش پیشنهادی نسبت به روش های مبتنی بر ژنتیک و ذرات می باشد.

    کلیدواژگان: رایانش ابری، معماری سرویس گرا، ترکیب سرویس، کیفیت سرویس، الگوریتم بهینه سازی جغرافیای زیستی
  • سیده ریحانه تراب جهرمی*، سجاد ظریف زاده صفحات 199-208

    هدف اصلی موتورهای جستجو، یافتن مرتبط ترین نتایج نسبت به پرس وجوی کاربر در سریع ترین زمان ممکن است. صفحات خزش شده توسط موتور جستجو بین سرورهای متعددی توزیع می شوند تا در هنگام جستجو بتوان از قدرت بازیابی و پردازش موازی آنها برای تولید سریع تر پاسخ استفاده نمود. با توجه به تعداد بسیار زیاد صفحات وب، موتورهای جستجو سیاست های مختلفی را برای توزیع مناسب اسناد بین سرورها انتخاب می کنند. در این مقاله، روش جدیدی برای توزیع اسناد پیشنهاد می شود که هدف آن ایجاد توازن بار کاری بین سرورها برای کاهش زمان پاسخ گویی موتور جستجو می باشد. ایده اصلی، استفاده از پرس وجوهای قبلی کاربران است بدین ترتیب که به هر کلمه از کلمات موجود در سابقه پرس وجو بر حسب تعداد رخداد روزانه آن، وزنی نسبت داده می شود. سپس هر سند با توجه به مجموع وزن کلمات داخل آن، وزن دهی می شود که این وزن ارتباط مستقیمی با احتمال انتخاب آن سند به عنوان پاسخ یک پرس وجو دارد. در نهایت، اسناد به نحوی بین سرورها توزیع می شوند که وزن اسناد داخل هر یک از سرورها برابر باشد. نتایج ارزیابی با استفاده از داده واقعی نشان می دهند که روش پیشنهادی قادر است توازن بار سرورها را مخصوصا در زمان اوج ورود پرس وجوها بیش از 20% نسبت به روش های گذشته بهبود بخشد.

    کلیدواژگان: توازن بار، توزیع سند، سابقه پرس وجو، موتور جستجو
  • محمد شمس اسفند آبادی*، اسماعیل حیدری صفحات 209-218

    پردازش های توزیع شده از محاسبات محلی در هر گره و ارتباطات میان گره های همسایه برای حل مسایل در شبکه ها استفاده می کنند. روش انتشاری به عنوان کاراترین و قابل انعطاف ترین روش برای اجرای شبکه های توزیع شده است. در این مقاله، جهت بهبود عملکرد الگوریتم تصویر افاین انتشاری (DAPA)، یک الگوریتم نوین تصویر افاین انتشاری با اندازه گام متغیر (VSS-DAPA) در شبکه های توزیع شده ارائه می گردد. اندازه گام متغیر در هر گره به وسیله مینیمم کردن متوسط مربع انحراف (MSD) در آن گره به دست آمده است. در مقایسه با الگوریتم تصویر افاین انتشاری (DAPA)، الگوریتم تصویر افاین انتشاری با اندازه گام متغیر VSS-DAPA دارای سرعت همگرایی سریع تر و خطای حالت ماندگار کمتر است. جهت کاهش پیچیدگی محاسباتی VSS-DAPA، الگوریتم تصویر افاین انتشاری با اندازه گام متغیر با انتخاب دنباله ورودی (VSS-SR-DAPA)، الگوریتم تصویر افاین انتشاری با اندازه گام متغیر با انتخاب پویای دنباله ورودی (VSS-DS-DAPA) و الگوریتم تصویر افاین انتشاری با اندازه گام متغیر با اصلاح جزئی ضرایب (VSS-SPU-DAPA) پیشنهاد شده اند. نتایج شبیه سازی، عملکرد مطلوب الگوریتم های پیشنهادی از نظر سرعت همگرایی و خطای حالت ماندگار را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: فیلتر تطبیقی، انتشاری، تصویر افاین، اندازه گام متغیر، اصلاح جزئی ضرایب، انتخاب دنباله ورودی
  • شهین پوربهرامی*، الهام خالدی، لیلی محمدخانلی صفحات 219-226

    خوشه بندی شبکه های حسگر بی سیم، یکی از روش های پر کاربرد برای سازماندهی این شبکه ها می باشد. شیوه های مختلفی برای خوشه بندی این شبکه ها ارائه شده که هدف اکثر آنها، جلوگیری از اتلاف انرژی و افزایش طول عمر گره های حسگر می باشد. در این مقاله تلاش بر این بوده است تا یک روش جدید هندسی برای خوشه بندی گره های شبکه های حسگر بی سیم ارائه شود. در این روش هندسی، از دایره آپولونیوس برای رسم حالت انتزاعی خوشه ها و جمع کردن گره ها حول سرخوشه بهره گرفته شده است. این دایره به دلیل دقت بالایی که در تعیین تناسب فواصل گره ها دارد، با دقت خوبی می تواند گره های مربوط را به سرخوشه ها اختصاص داده و از ایجاد خوشه های تک گرهی یا گره های پرت جلوگیری کند. در این الگوریتم از یک ایستگاه اصلی، تعدادی گره به عنوان سرخوشه و تعدادی گره به عنوان مسیریاب استفاده می شود. هدف یافتن دقیق ترین سرخوشه ها و ایجاد خوشه هایی با وسعت پوششی بالا در شبکه می باشد. روش پیشنهادی از نظر پوشش دهی موثر شبکه، تعداد گره های زنده، انرژی باقیمانده شبکه و تعداد گام های پیموده شده، در مقایسه با الگوریتم های O_Leach و K-Means که در این زمینه ارائه شده اند نتیجه بهتری را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: دایره آپولونیوس، شبکه های حسگر بی سیم، مسیریابی، خوشه بندی
  • مریم عسگری*، محمود فتحی، محمد شاهوردی، محمود سهیلی نیر صفحات 227-234

    اینترنت اشیا مفهوم جدیدی در عرصه انتقال اطلاعات، نظارت و کنترل از راه دور اشیا، موجودات و تجهیزات است که توانسته به راحتی خود را با صنایع و زیرساخت های مختلف سازگار سازد. انتقال اطلاعات با توجه به محیط ناهمگون اینترنت اشیا، امری چالش برانگیز بوده و استفاده از روش های مسیریابی با در نظر گرفتن محدودیت های پردازش، محاسبه، ذخیره سازی و ارتباط امری ضروری شناخته شده است. تا کنون الگوریتم های متنوعی با کاربردهای خاص در حوزه اینترنت اشیا و شبکه های حسگر بی سیم معرفی شده اند که هر یک به نحوی در رسیدن به اهداف مسیریابی موفق بوده اند. برخی از پروتکل های مطرح در این زمینه از ساختار درختی جهت جمع آوری اطلاعات شبکه استفاده کرده اند. این روش ها در انتخاب والد یا فرزندان گراف دچار چالش های مهمی وابسته به نوع کاربرد هستند. در این مقاله ابتدا یک دسته بندی کلی از مزایا و معایب این روش ها در حوزه مسیریابی اینترنت اشیا ارائه شده و سپس یک روش مسیریابی آگاه از کیفیت خدمات در مسیریابی مبتنی بر سیستم فازی پیشنهاد شده است. نتایج شبیه سازی و ارزیابی حاکی از آن است که روش پیشنهادی ما در آزمون های بهره وری انرژی، نرخ تاخیر و نرخ تحویل بسته نسبت به روش پایه به ترتیب 19%، 5/49% و 10% بهبود داشته است.

    کلیدواژگان: انرژی کارامد، اینترنت اشیا، سیستم فازی، مسیریابی
  • میثم اللهی رودپشتی*، سعیده علی نژاد صفحات 235-241

    امروزه به دلیل افزایش داده های مهم موجود در جهان به ذخیره سازهایی با تراکم ذخیره سازی بیشتر نیاز است و از این جهت استفاده از حافظه های مولکولی زیستی در پژوهش های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. DNA به عنوان یک ذخیره ساز مولکولی می تواند حجم زیادی از داده را در فضای محدود و با ماندگاری بالا ذخیره کند. انتخاب یک نگاشت مناسب از داده دیجیتال به الفبای DNA اهمیت زیادی دارد. در این مقاله، یک روش جدید برای نگاشت داده دیجیتال به الفبای DNA با هدف سادگی کدگذاری و کدگشایی، حذف خطای کدگشایی، ذخیره سازی داده های دیجیتال و علامت- رقم با فشردگی مناسب و سرعت کدگذاری بالا برای داده های کلان پیشنهاد شده است. بررسی های انجام گرفته نشان می دهد که روش پیشنهادی در مقایسه با روش هایی پیشین می تواند بازیابی اطلاعات از DNA را در مدت طولانی تضمین نماید. همچنین به دلیل دستاوردهای حاصل شده نسبت به روش های پیشین از فشردگی کمتری برای ذخیره داده های دیجیتال بهره می گیرد.

    کلیدواژگان: DNA، سامانه ذخیره سازی زیستی، کدگذاری، الگوریتم نگاشت، علامت- رقم، کلان داده
  • مریم رمضانیان کشتلی*، حسین منتظری کردی صفحات 242-248

    روش هایی که امروزه برای بررسی ارتباطات مغز به منظور تشخیص بیماری های مرتبط با عملکرد مغز استفاده می شود، روش تصویرنگاری عملکردی تشدید مغناطیسی در حالت استراحت می باشد. در این مقاله، یک روش جدید با استفاده از الگوریتم تکاملی با طول متغیر برای انتخاب ویژگی های مناسب جهت بهبود دقت تشخیص افراد سالم و بیمار به اختلال کم توجهی- بیش فعالی از یکدیگر مبتنی بر تحلیل تصاویر rs-fMRI ارائه شده است. ویژگی های مورد بررسی مقادیر همبستگی میان سیگنال های سری زمانی مناطق مختلف مغز می باشند. انتخاب ویژگی با طول متغیر بر اساس الگوریتم زنبور عسل جهت غلبه بر مشکل انتخاب ویژگی در الگوریتم های با طول بردار ویژگی ثابت صورت گرفت. فاصله ماهالانوبیس به عنوان تابع ارزیابی الگوریتم رنبور عسل استفاده شده است. کارایی الگوریتم از لحاظ مقدار تابع ارزیابی در درجه اول و زمان پردازش در درجه دوم مورد بررسی قرار گرفته شد. نتایج به دست آمده از کارایی به مراتب بالاتر الگوریتم زنبور عسل با طول متغیر نسبت به سایر روش های انتخاب ویژگی حکایت دارد. در حالی که بهترین نتیجه صحت طبقه بندی کلی در میان سایر روش ها با 26 ویژگی منتخب از الگوریتم اجتماع ذرات، 61/76% می باشد، روش پیشنهادی توانسته به مقدار صحت طبقه بندی کلی 32/85% با انتخاب 25 ویژگی دست یابد. طبیعت داده به صورتی است که افزایش تعداد ویژگی ها منجر به بهبود بیشتر صحت طبقه بندی می شود به گونه ای که با افزایش طول بردار ویژگی به 35 و 45 صحت طبقه بندی به ترتیب به 66/91% و 57/95% رسیده است.

    کلیدواژگان: تصویربرداری تشدید مغناطیسی حالت استراحت، بیماری ADHD، انتخاب ویژگی، الگوریتم تکاملی با طول متغیر، فاصله ماهالانوبیس، طبقه بندی
|
  • Yahya Forghani*, M. Hejazi, H. Sadoghi Yazdi Pages 171-189

    A robust classification model is a non-standard model for classifying learning based on an uncertain data set. An incautious model is said to have any meaningless answer to any classification model in its possible set of possible solutions. The optimal answer for a cautious robust classification model for a training data set may not be the hyper-page, in which case it will not be possible to classify the data at the test stage. In this paper, incautious robust classification models are introduced and their problems are investigated and then by changing the loss function of a robust classifier, a cautious robust classification model is presented to prevent incautious. The proposed cautious model is standardized and solutions are provided to reduce the training time and test time. In the experiments, the proposed model was compared with some incautious robust models to classification incomplete training data set, and complete definitive training data set. The results showed that in the incomplete data set, the proposed model had less training time and error rate than incautious models. Also, in the complete definitive data set, the proposed model training time and test time were less than incautious models. The results approved that adding caution to a robust classifier is efficient.

    Keywords: cautious robust classification, test time, training time, uncertainty data
  • S. Saligheh *, B. Arasteh Pages 190-198

    Fast development in the utilization of cloud computing leads to publishing more cloud services on the cloud environment. The single and simple services cannot satisfy the users’ real-world complex requirements. To create a complex service, it is necessary to select and compose a set of simple services. Therefore, it is essential to embed a service composition system in cloud computing environment. Service composition is one of the important NP-hard problems in the service-oriented computings. In this paper, a biogeography-based optimization algorithm is used to create the optimal composite-services. The proposed method was simulated and executed on five different scenarios with different number of tasks and candidate services. The throughput of the proposed method, genetic algorithm and particle swarm optimization algorithm are respectively 0.9997, 0.9975 and 0.9994; furthermore, the reliability of these methods are respectively 0.9993, 0.9980 and 0.9982. The results of simulations indicate that the proposed method outperforms the previous methods in the same conditions in terms of throughput, successability, reliability, response time, and stability.

    Keywords: Cloud computing, service oriented architecture, service composition, service quality, biogeography-based optimization algorithm
  • Reyhaneh Torab*, Sajjad Zarifzadeh Pages 199-208

    The main goal of web search engines is to find the most relevant results with respect to the user query in a shortest possible time. To do so, the crawled documents have to be partitioned between several servers in order to use their aggregate retrieval and processing power. The search engines use different policies for efficient partitioning of documents. In this paper, we propose a new document partitioning method that intends to balance the load between servers to reduce the response time of queries. The idea is to weigh each term based on its daily frequency in log of past queries. We then assign a weight to each document via summing the weight of its substituent terms. The weight of a document approximates the likelihood of its presence in future search results. Finally, the documents are partitioned between servers in a way that the sum of document weights in each server becomes roughly equal. Our evaluation results show that the proposed method is able to balance the load by about 20% better than former algorithms, especially in the peak of search engine traffic.

    Keywords: Load balancing, document partitioning, history of queries, search engine
  • M. S. E. Abadi*, E. Heydari Pages 209-218

    Distributed processing uses local computations at each node and communications among neighboring nodes to solve the problems over the entire network. Diffusion is one of the methods for performing distributed networks. This paper presents a novel Variable Step-Size Diffusion Affine Projection Algorithm (VSS-DAPA) to improve the performance of the Diffusion Affine Projection Algorithm (DAPA) in distributed networks. The variable step-size of each node is obtained by minimizing the Mean-Square Deviation (MSD) in that node. In comparison with Diffusion Affine Projection Algorithm (DAPA), the VSS-DAPA algorithm has faster convergence speed and lower steady-state error. To reduce the computational complexity of VSS-DAPA, the Variable Step-Size Selective Regressors Diffusion Affine Projection Algorithm (VSS-SR-DAPA), the Variable Step-Size Dynamic Selection of Diffusion Affine Projection Algorithm (VSS-DS-DAPA) and Variable Step-Size Selective Partial Update Diffusion Affine Projection Algorithm (VSS-SPU-DAPA) are proposed. Simulation results show the good performance of proposed algorithms in convergence speed and steady-state error.

    Keywords: Adaptive filter, diffusion, affine projection, variable step-size (VSS), selective partial update (SPU), selective regressors
  • Sh. Pourbahrami*, E. Khaledi Alamdari, L. Mohammad Khanli Pages 219-226

    Wireless sensor networks, as an up-to-date technology, are one of the fastest growing technologies in the world today. Since these networks are used in military and agricultural environments as well as for observation of inaccessible environments, these networks need to be organized to achieve goals such as successful and timely sending of data to the main station. Clustering of wireless sensor networks is one of the most widely used methods for organizing these networks. Various ways to cluster these networks are provided, most of which are aimed at preventing energy loss and increasing the lifetime of sensor nodes. The thesis attempts to present a new geometric method for clustering the nodes of wireless sensor networks. In this geometric method, Apollonius circle is used to draw the abstract shape of the clusters and to assemble the nodes around the cluster head. Due to the high accuracy that it has in determining the fit of node distances, this circle can accurately assign nodes to cluster heads and prevent large single-node clusters or faraway nodes. In this algorithm, a main station, a number of nodes are used as a cluster header and a number of nodes as routers. The goal is to find the most accurate cluster heads and create clusters of high coverage in the network. The proposed method is implemented in MATLAB software and comparison of the results obtained from the view of successful data transmission, clustering accuracy, network lifetime and number of coverage areas, is showing accuracy of this method compared to optimal Leach algorithms and K-means presented in this field.

    Keywords: Wireless sensor networks, clustering, Apollonius circle, LEACH, K-Means
  • M. Asgari*, M. Fathy, M. Shahverdy Pages 227-234

    The Internet of Things (IOT) is a new concept in the area of monitoring information transmission and remote control of things, existents and equipment that has been able to adapt itself with different industries and substructures easily. The information transmission with regard to the non-homogenous environment of internet of things has been a challengeable topic and use of routing methods by considering the limitations of processing, calculating, saving and communicating has been known as a necessary issue. Various algorithms with special applications have been already introduced in the domain of internet of things and wireless sensor networks that each one somehow has been successful in achieving the routing goals. Some proposed protocols in this field have used a tree structure for gathering the network information. These methods in selecting the parent or children of graph are affected by important challenges depending on the type of application. In this paper, at first, a general classification of advantages and defects of recent methods has been done in the domain of routing the internet of things and then a routing method service quality awareness in routing based on fuzzy system has been suggested. The results of simulations and assessment express that the suggested method in the tests of energy productivity, delay ratio and data delivery ratio have better performance than the recent methods.

    Keywords: Efficient energy, fuzzy system, Internet of things, routing
  • S. Alinezhad Pages 235-241

    Due to the explosive increment of data in recent application, available data storage cannot respond to this volume of data, for this reason molecular memory have been suggested in recent research. DNA is molecular data storage that can store a large amount of data in a limited space with high endurance. Storing data in low volumes can be provided using appropriate mapping. In this paper, a new method for mapping digital data to DNA have been proposed with the aim of simple coding, omitting the decoding faults, increasing the speed of coding and storing digital data and sign-digit with sufficient compression. Studies show that the proposed method can guarantee long-term retrieval of information from DNA compared to previous methods. It also uses less compression to store digital data as compared to the previous methods.

    Keywords: DNA data storage, biological storage system, coding, mapping algorithm, sign-digit
  • M. Ramzanyan*, H. Montazery Kordy Pages 242-248

    The methods used today to investigate brain connections to diagnose brain-related diseases are the imaging method of resting magnetic resonance imaging. In this paper, a new method is proposed using an evolutionary variable-length algorithm to select the appropriate features to improve the accuracy of the diagnosis of healthy and patient-to-patients with attention deficit hyperactivity disorder based on analysis of rs-fMRI images. The characteristics examined are the correlation values between the time series signals of different regions of the brain. Selection of the variable-length property were based on the honey bee algorithm in order to overcome the problem of feature selection in algorithms with fixed-length vector lengths. The Mahalanubis distance has been used as a bee algorithm evaluation function. The efficiency of the algorithm was evaluated in terms of the value of the evaluation function in the first degree and the processing time in the second degree. The results obtained from the significantly higher efficiency of the variable-length bee algorithm than other methods for selecting the feature. While the best result of the overall categorization accuracy among the other methods with the 26 selected characteristics of the PSO algorithm is 76.61%, the proposed method can achieve a total classification accuracy of 85.32% by selecting 25 features. The nature of the data is such that the increase in the number of attributes leads to a greater improvement in the accuracy of the classification so that by increasing the length of the characteristic vector to 35 and 45, classification accuracy was 91.66% and 95.57% respectively.

    Keywords: Rest state-functional magnetic resonance imaging, ADHD disease, feature selection, variable length evolutionary algorithm, Mahalonobis distance, classification