نشریه علوم رایانشی
سال هشتم شماره 1 (پیاپی 28، بهار 1402)

رایانش بی خدمت گذار، یک روش تامین منابع موردنیاز برای نیازهای پردازشی است. بر خلاف آنچه از اسم این روش برمی آید، در این روش از خدمت گذار استفاده می شود، اما اصطلاح بی خدمت گذار به این دلیل به این نوع پردازش داده می شود که هزینه استفاده از آن با توجه به میزان استفاده واقعی از خدمت گذار محاسبه می شود و یک مقدار مشخص برای یک بازه زمانی نیست. از مزایای این مدل رایانشی می توان به کاهش هزینه و مقیاس پذیری آسان اشاره کرد. ارایه این مزایا باید بدون افت کیفیت و سرعت بن سازه باشد. بن سازه با دریافت درخواست ها، محیط های عملکردی جدیدی را فعال می کند که اصطلاحا به این راه اندازی، شروع سرد می گوییم. تاخیر در راه اندازی می تواند منجر به تاخیر در پاسخ دهی به درخواست و حتی شکست درخواست شود. همچنین فعال سازی محیط های عملکردی اگر هوشمندانه صورت نگیرد می تواند منابع پردازشی زیادی را هدر دهد. در این پژوهش روشی مناسب برای مدیریت منابع پردازشی و کاهش زمان و تعداد رخداد شروع سرد در رایانش بی خدمت گذار با بهبود الگوریتم زمان بندی فعال سازی محیط های عملکردی ارایه شده است. روش ارایه شده در زمان ورود درخواست، منابعی از بن سازه که در حال میزبانی از یک تابع درحال اجرا هستند را بررسی می کند و سپس زمان انتظار برای منبعی که بالاترین تشابه با درخواست ورودی را دارد، محاسبه می شود. اگر زمان انتظار کمتر از زمان لازم برای اختصاص منبع جدید باشد، بن سازه تصمیم می گیرد که درخواست منتظر آزاد شدن منبع مشابه بماند. نتایج به دست آمده از دو آزمایش طراحی شده حاکی از آن است که این روش زمان پاسخ را در شرایط عادی ترافیک درخواست ورودی تا 10 درصد و در شرایط شلوغی درخواست های ورودی، تا 16 درصد نسبت به حالتی که بر بن سازه سیاستی برای مدیریت درخواست ها اعمال نشود، کاهش می دهد. این روش همچنین در شرایط عادی ترافیک درخواست ورودی تا 13 درصد و در شرایط شلوغی تا 33 درصد در مصرف منابع نسبت به حالتی که بر بن سازه سیاستی برای مدیریت درخواست ها اعمال نشود، صرفه جویی می کند.

از پهپادها به عنوان سرویس دهنده لبه سیار جهت پردازش و انتقال داده می توان استفاده کرد که در شرایط بحرانی مثل حوادث غیرمترقبه، به ویژه در مناطق دوردست می تواند مورد استفاده قرار بگیرد. با توسعه رایانش لبه، اینترنت اشیاء با حجم زیادی از داده روبروست که نیازمند بهره وری انرژی است. فرضیه مورد تحقیق این مقاله این است که بهینه سازی مسیر طولانی این پهپادها برای جمع آوری اطلاعات با استفاده از تکنیک اتصال به چندین پهپاد به جای قرار دادن سرویس دهنده های لبه بر ایستگاه های ثابت، می تواند منجر به پیدا کردن نقطه بهینه مصرف انرژی شود. در این مقاله، ابتدا مدلی برای استفاده از چند پهپاد به عنوان سرویس دهنده لبه سیار جهت پردازش داده های دستگاه های اینترنت اشیاء پیشنهاد می کنیم، و سپس رویکردی جدید برای طراحی مسیر اولیه پهپاد با تکنیک مسیله فروشنده دوره گرد چندگانه ارایه می دهیم. به این منظور و باتوجه به این نکته که مسیله فروشنده دوره گرد چندگانه راه حلی از مرتبه چندجمله ای ندارد، مسیر حرکت پهپاد را با استفاده از الگوریتم ژنتیک حل می کنیم. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که افزایش تعداد پهپادها به طور قابل توجهی کارایی انرژی را فراتر از یک نقطه مشخص بهبود نمی بخشد. به طور خاص، مسیر بهینه برای دو پهپاد پس از 150 تکرار الگوریتم ژنتیک به دست می آید، در حالی که پنج پهپاد می توانند تنها پس از 50 تکرار به همان نتیجه دست پیدا کنند. فراتر از این نقطه، افزایش تعداد پهپادها منجر به بهبود قابل توجهی در بهره وری انرژی نشد که این همان آستانه مطلوب است. بنابراین، این مطالعه نتیجه می گیرد که تنها با استفاده از پنج پهپاد می توان به 60 دستگاه اینترنت اشیاء به طور موثر خدمت رسانی کرد و در مصرف انرژی صرفه جویی کرد. این تحقیق روش های کارآمدی را برای تسهیل تحقیقات بیشتر در زمینه بهره وری انرژی در شبکه های ارتباطی به کمک پهپاد ارایه می کند.

مسیله تشخیص احساسات حایز اهمیت فراوانی است و در حوزه های گوناگون دارای کاربرد است که ازجمله آن ها می توان به موارد پزشکی اشاره کرد که می تواند به درمان بیماران سرعت ببخشد. این مطالعات نشان داده است که از سیگنال های مغزی می توان برای طبقه بندی بسیاری از حالات عاطفی استفاده کرد. این روند دشوار به نظر می رسد، به خصوص که سیگنال های مغز پایدار نیستند چراکه واکنش به حالت های مختلف احساسی که روی سیگنال های مغز تاثیر می گذارند متنوع اند. بنابراین، عملکرد سیستم های تشخیص احساسات توسط سیگنال های مغزی به کارایی الگوریتم های مورداستفاده بستگی دارد. اخیرا، مطالعه روی سیگنال بندی الکتروانسفالوگرافی به دلیل در دسترس بودن موردتوجه بسیاری قرارگرفته است. در این پژوهش از معماری شبکه های عصبی پیچشی و به طور دقیق تر شبکه های عصبی پیچشی سه بعدی برای طبقه بندی احساسات استفاده شده است که پس از انجام یک سری پیش پردازش ها مانند تبدیل موجک پیوسته بر روی سیگنال ها، آن ها را به عنوان ورودی به شبکه عصبی پیچشی سه بعدی داده که میزان دقت به دست آمده از شبکه طراحی شده در داده های آموزشی برابر 980729/0 و بر داده های آزمایشی برابر 9889/0 است. این امر نشان می دهد استفاده از این معماری خطای کمی دارد و وظیفه محول شده به آن را با دقت بالا و خطای کمی انجام می دهد.

داده های جریان کلیک سامانه های آموزش الکترونیکی اهمیت زیادی در رابطه با تشخیص سطح علمی دانشجویان آن سامانه ها دارد. بیشتر مطالعات قبلی صورت گرفته بر داده های جریان کلیک، مبتنی بر الگوریتم های یادگیری ماشین بوده است. با توجه به اهمیت الگوریتم های گراف پدیداری و کارایی مطلوب آن ها در تحلیل داده های سری زمانی و تولید آورده های جدید محاسباتی، کارایی مطلوب در پیش بینی و تشخیص قابلیت های متمایز دو سری زمانی مختلف، با نگاشت آن به حیطه داده های آموزشی نیز می توان از این پتانسیل ها بهره برد. هدف این پژوهش تحلیل میانگین کلیک روزانه دانشجویان ممتاز و ضعیف و تبدیل به گراف پدیداری طبیعی و بررسی با معیارهای تحلیل شبکه پیچیده مانند مرکزیت درجه، مرکزیت نزدیکی و توزیع درجه برای تشخیص تفاوت رفتاری آن ها است. داده های پژوهش از سامانه آموزشی متن باز OULAD که حاوی اطلاعات تعامل دانشجویان با سامانه است، انتخاب شده است. نتایج بیانگر این مفهوم است که بالاتر بودن مرکزیت درجه، مرکزیت نزدیکی و توزیع درجه متمایز کننده دانشجو ممتاز از ضعیف و تایید کننده عدم شباهت رفتاری دانشجویان براساس میانگین کلیک هایشان در سامانه است. میانگین دقت این معیارها با الگوریتم های درخت تصمیم، جنگل تصادفی و KNN و... بعد از اجرا در ده لایه صورت گرفته که الگوریتم درخت تصمیم با 78 درصد بهترین میانگین دقت تفکیک کنندگی را داشته است.

مسیله طولانی ترین مسیر، مسیله یافتن مسیری ساده با بیشترین تعداد راس بین دو راس معین در گراف است. این مسیله یکی از مسایل ان پی سخت مشهور در نظریه گراف است. مسیله ای در رده پی است اگر در مان چند جمله ای قابل حل باشد. مسیله ای در رده ان پی است که در زمان چند جمله ای قابل راستی آزمایی باشد، یعنی با داشتن یک جواب بالقوه بتوان در زمان چندجمله ای راستی آزمایی کنیم که این جواب واقعا یک جواب درست برای مسیله است یا خیر. مسیله ان پی سخت مسیله ای است که همه مسایل ان پی را بتوان در زمان چند جمله ای به آن کاهش داد. مسیله A به مسیله B کاهش می یابد اگر بتوان هر نمونه از مسیله A را به یک نمونه از مسیله B تبدیل کرد و از روی جواب مسیله B بتوان جواب مسیله A را به دست آورد. مسیله مسیر همیلتونی، یعنی تصمیم گیری در مورد این که آیا مسیری ساده بین دو راس معین در گراف وجود دارد که هر راس دقیقا یک بار ملاقات شود، حالت خاصی از مسیله طولانی ترین مسیر است. این مسیله کاربرد های زیادی در طراحی تراشه های VLSI، تجسم اطلاعات، روباتیک و غیره دارد 1و تنها برای رده های خاصی از گراف الگوریتم زمان چندجمله ای ارایه شده است 2 و هنوز برای برخی از انواع رده های گراف این مسیله باز است 3. گراف توری اولین بار در سال 1978 توسط لوسیو و موگنیا معرفی شد 4. ایتای و همکارانش 5 ثابت کردند که مسیله مسیر همیلتونی برای گراف های توری عمومی ان پی کامل است، آن ها همچنین مسیله مسیر همیلتونی بین دو راس معین در گراف های توری مستطیلی را حل کردند. چن و همکارانش 6 الگوریتمی موازی برای ساختن مسیر همیلتونی در گراف توری مستطیلی ارایه کردند. چانگ و همکارانش 7 مسیله طولانی ترین مسیر بین دو راس معین که دقیقا یک راس از گراف توری مستطیلی حذف شده باشد را حل کردند. هیدارا و همکارانش 8 مسیله طولانی ترین مسیر بین دو راس معین که دقیقا دو راس از گراف توری مستطیلی حذف شده باشد را حل کردند

واسط گرافیکی کاربر هنگام کار با تجهیزات سیار به دلیل بروز اختلال در دیدن اشیاء گرافیکی، دچار چالش است. در این مقاله استفاده از واسط کاربر صفحات لمسی در محیط هایی با اختلال دیداری موقعیتی بررسی و مطالعه شده است. برای این منظور دو مطالعه کاربری انجام شده است. در مطالعه کاربری اول سعی شده است واسط کاربری دو برنامه پرکاربرد اصلاح شود و همچنین میزان رضایت کاربران در استفاده از واسط های مبتنی بر ژست لمسی و بازخورد شنیداری نسبت به استفاده از واسط های گرافیکی سنجیده شود. نتایج نشان داد استفاده از ژست ها نسبت به واسط های معمولی مورد ترجیح است. در مطالعه کاربری دوم برای تعیین تمایز بین ژست های ایجادشده توسط افراد در شرایط محیطی با اختلال دیداری و بدون اختلال دیداری از ارزیابی محاسباتی بهره بردیم. در ارزیابی محاسباتی نتایج نشان داد ژست های ایجاد شده در دو شرایط مختلف از نظر سرعت، نحوه به کار بردن ضربه لمسی در ژست و ویژگی های هندسی شکل متفاوت است.