فهرست مطالب

رایانش نرم و فناوری اطلاعات - سال سیزدهم شماره 1 (بهار 1403)

مجله رایانش نرم و فناوری اطلاعات
سال سیزدهم شماره 1 (بهار 1403)

  • تاریخ انتشار: 1403/03/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • آرش غفوری، مبینا تاجی، حسن نادری*، بهروز مینایی بیدگلی، محمدرضا حسنی آهنگر صفحات 1-10
    امروزه یکی از محبوب ترین و چالش برانگیزترین وظایف در پردازش زبان طبیعی پاسخ دهی به پرسش های پیچیده کاربران است. سامانه های پرسش و پاسخ به عنوان نسل جدید موتورهای جستجو پرسش های کاربران را به زبان طبیعی و بدون محدودیت معنایی دریافت می کنند و پاسخ را به صورت دقیق بر می گردانند. در سال های اخیر اکثر پژوهش های انجام شده در حوزه سامانه های پرسش و پاسخ بر روی زبان انگلیسی متمرکز بوده و در زبان های با منابع محدود از جمله فارسی تلاش چندانی صورت نگرفته است. این امر سبب می شود این سامانه ها در پشتیبانی از زبان های با منابع محدود همچون فارسی نتوانند کارآمدی خوبی را در مواجه با یک پرسش از خود ارائه دهند. در همین راستا در این مقاله جهت افزایش کارآمدی سامانه های پرسش و پاسخ در زبان فارسی نسبت به تولید و توسعه یک مجموعه داده برای پاسخ دهی به پرسش های پیچیده چندگامی یا به اختصار چندگامی اقدام گردید. پرسش های چندگامی، نیازمند حداقل دو گام استدلال برای دستیابی به پاسخ هستند. این مجموعه داده یا PersianMHQA به عنوان اولین مجموعه داده پرسش و پاسخ دامنه باز شامل 7000 پرسش چندگامی بوده و در سازوکاری مشخص با استفاده از متن دانش نامه ویکی پدیا فارسی تولید شده است. به منظور ارزیابی و محک زنی این مجموعه داده روی جدیدترین مدل های زبانی پیش آموزش دیده که از زبان فارسی پشیبانی می کنند تنظیم دقیق شده است. بهترین نتایج دست آمده مبتنی بر دو معیار اف وان و تطابق دقیق روی این مجموعه داده به ترتیب 92/75 و 73/71 است. نتایج بدست آمده نشانگر این حقیقت است که  این مجموعه داده شروعی قدرتمند برای بهبود پرسش و پاسخ پیچیده چندگامی برای سامانه های پرسش و پاسخ فارسی است.
    کلیدواژگان: پرسش و پاسخ دامنه باز، پرسش چندگامی، مجموعه داده، زبان فارسی، دانش نامه ویکی پدیا فارسی
  • مریم برزگر، سحر کیانیان*، معصومه صفخانی صفحات 11-24
    اینترنت اجتماعی اشیاء (SIoT) یک زمینه تحقیقاتی نوظهور است که از ترکیب اینترنت اشیاء (IoT) و شبکه های اجتماعی سرچشمه می گیرد. با تعداد زیادی از کاربران و اشیای هوشمند و حجم بالای روابط که در اینترنت اجتماعی اشیا وجود دارند، یک سامانه توصیه بسیار ضروری است تا به کاربران کمک کند اشیا هوشمند مورد نیاز خود و یا حتی کاربران مناسب به عنوان دوستان یا همکاران آینده را پیدا کنند. به علاوه SioT پتانسیل ایجاد فرصت های جدید برای سامانه های توصیه را دارد، زیرا می تواند از داده های اجتماعی برای ارائه توصیه های مرتبط تر و شخصی سازی شده برای توصیه خدمات در اینترنت اشیا استفاده کند. از طرف دیگر در سامانه های توصیه در شبکه های اجتماعی، استفاده از داده های موجود در اینترنت اشیاء موجب دقت بیشتر در پیشنهادها می شود. در این مقاله یک سامانه توصیه برای اینترنت اجتماعی اشیا طراحی شده است. در فاز اول این روش پیشنهادی با استفاده از اولویت کاربران برای استفاده از دستگاه های هوشمند به علاوه ی زمان و مکان استفاده از دستگاه هوشمند، تشابه کاربران در اینترنت اشیا بدست می آید. در فاز دوم تشابه روابط و تشابه پروفایل محاسبه می شود. در نهایت با بدست آوردن مجموع تشابه های موجود، K کاربر با بالاترین شباهت با کاربر مورد نظر برای یافتن دوستان و همکاران آینده، توصیه می شود. در این روش پیشنهادی معیارهای ارزیابی نسبت به روش های مشابه حدودا 5٪ بهبود داشته اند و به دلیل وجود تشابه پروفایل برای بهبود شروع سرد نیز اثربخش است. به علاوه با حذف کاربران نا امن از مجموعه پیشنهادی امنیت این سامانه پیشنهادی تا حد قابل توجهی تامین می شود.
    کلیدواژگان: اینترنت اجتماعی اشیاء، اینترنت اشیاء، شبکه اجتماعی، سامانه توصیه کاربر، فیلتر مشارکتی
  • مرضیه شیخی، سمیه اسدی، وصال حکمی* صفحات 25-38
    با ظهور نسل جدیدی از شبکه های ارتباطی بی سیم، نیازمندی به نرخ داده بالا و دریافت به موقع اطلاعات به ویژه در برنامه های کاربردی بلادرنگ به طور چشمگیری افزایش یافته است. در تحقیقات اخیر، برای سنجش تازگی اطلاعات، از معیار دیرینگی اطلاعات (AoI) استفاده می شود که به عنوان زمان گذشته از تولید آخرین بسته موفق دریافت شده در مقصد تعریف می شود. به علت ماهیت تصادفی این معیار، در این مقاله، مسئله بهینه سازی متوسط تخفیف یافته هزینه مبتنی بر دیرینگی اطلاعات در شبکه های بی سیم چندکاربره مبتنی بر امواج میلی متری و مجهز به سطوح بازتابی هوشمند (RIS) موردبررسی قرار می گیرد. برای این منظور، با استفاده از چارچوب ریاضی فرآیند تصمیم مارکوف تخفیفی، مسئله مدل می شود که هدف آن بهینه سازی متوسط تخفیف یافته مبتنی بر AoI همه کاربران است. با توجه به ماهیت تصادفی مسئله و عدم در دسترس بودن اطلاعات کامل یا آماری از سیستم، از یک الگوریتم فارغ از مدل مبتنی بر یادگیری تقویتی عمیق بنام گرادیان سیاست قطعی عمیق (DDPG) برای حل مسئله استفاده می شود که بتوان زمان بندی کاربران، توان ارسالی آن ها، انتقال فاز در RIS و شکل دهی پرتوی دریافتی در BS را محاسبه کرد. عملکرد روش پیشنهادی ازنظر ویژگی همگرایی و تغییرات پارامترهای مختلف در شبکه موردبررسی قرار می گیرد و نتایج با روش های دیگر و شبکه های بدون RIS موردبررسی قرار می گیرد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که عملکرد روش پیشنهادی نسبت به رویکردهای دیگر سبب کاهش متوسط تخفیف یافته AoI کاربران خواهد شد.
    کلیدواژگان: دیرینگی اطلاعات، امواج میلی متری، صفحات قابل بازپیکربندی هوشمند، یادگیری تقویتی عمیق فارغ از مدل
  • سکینه اسدی امیری*، حسن کتال صفحات 39-51
    تشخیص زود هنگام بیماری گیاهان، امری موثر در جلوگیری به موقع از آفت زدگی آنهاست. در این پژوهش، با استفاده از پردازش تصاویر برگ و استخراج ویژگی های مختلف مانند رنگ، بافت و شکل، بیماری های گیاه با دقت مناسب تشخیص داده می شوند. به طور کلی بیماری گیاهان باعث تغییرات اساسی در رنگ و فرم ظاهری برگ آنان ‏می شود. با ویژگی رنگ می توان نوع بیماری گیاه را تشخیص داد. در این مقاله از ویژگی های ممان و گشتاور برای استخراج ویژگی رنگ از ‏برگ و از ویژگی های مساحت و ‏محیط برای تشخیص تغییر فرم آن استفاده شده است. در روش پیشنهادی، به منظور تقویت ویژگی های مطرح شده، از ویژگی های بافتی از جمله الگوی دودویی محلی، ماتریس هم رخداد و الگوی رگبرگ ها نیز استفاده شده است. در نهایت برای جلوگیری از پیچیدگی و بیش برازش مدل، از روش انتخاب ویژگی ‏mRMR، برای ‏حذف ویژگی های غیر مفید استفاده شده است. پس از ایجاد مدل نهایی، نمونه های سالم و بیمار با استفاده از کلاس بندهای جنگل تصادفی و ماشین بردار پشتیبان، دسته بندی شده است. روش پیشنهادی روی ‏مجموعه داده ‏PlantVillage‏ با 87867 نمونه ارزیابی شده است. میانگین دقت روش پیشنهادی در تشخیص بیماری 9 نمونه گیاه مختلف با کلاس بندهای جنگل ‏تصادفی و ماشین بردار پشتیبان به ترتیب % 63/97 و % 98/94 است که بالاتر از روش های موجود بوده است.
    کلیدواژگان: تشخیص بیماری گیاهان، ویژگی های بافت، الگوی دودویی محلی، ماتریس هم رخداد، دسته بند جنگل تصادفی
  • سعید یزدانپناه، سامان شجاع چایی کار* صفحات 52-64
    امروزه پیامک ها نقش کاربردی وسیعی در زندگی مدرن کاربران ایفا می کنند. احراز هویت، گزارش ها، و ارتباطات شخصی نمونه هایی از کاربردهای وسیع این رسانه هستند. در زمان ارسال پیامک سیگنال های آن بدون هرگونه تمهیدات امنیتی در فضا انتشار می یابند و درنتیجه محتویات پیام ها بدون نیاز به تجهیزات پیچیده براحتی قابل تصاحب است. روش های نوین، تامین امنیت را از سخت افزار به نرم افزار و بخصوص برنامه های تلفن های هوشمند منتقل کرده اند. در این تحقیق، یک روش ایمن سازی پیشنهاد شده که با استفاده از چهار عامل مختلف، دو کلید منحصر به فرد و پویا را برای رمزنگاری و رمزگشایی پیامک ها تولید می کند. ارزیابی نتایج نشان می دهد که مدل ارائه شده از کلیدهای ایمن استفاده کرده، در برابر طیف وسیعی از حملات مقاوم است، هزینه ایجاد نشست های ایمن به شکل چشم گیری کاهش یافته، و درصد بسیار بالایی از کاربران از ایمنی و سادگی عملکرد آن رضایت کامل دارند.
    کلیدواژگان: امنیت پیامک، امنیت پیام کوتاه، ارتباطات ایمن
  • محمدرضا عباس نژاد، امیر جهانگرد رفسنجانی*، امین میلانی فرد صفحات 65-78
    برنامه های کاربردی وب پیشرو یک نگرش جدید در توسعه وب هستند که در انواع برنامه های کاربردی وب مورد استفاده قرار می گیرند. این نگرش جدید باعث می شود که برنامه های کاربردی وب، ویژگی هایی مشابه با برنامه های کاربردی بومی ارائه دهند و مرز بین وب سایت ها و برنامه های کاربردی بومی از بین برود. با این حال، چالش های جدیدی ممکن است در توسعه برنامه های کاربردی وب پیشرو به وجود آید. به دلیل علاقه روزافزون به برنامه های کاربردی وب پیشرو، درک چالش هایی که توسعه دهندگان ممکن است در هنگام توسعه این برنامه های کاربردی با آنها مواجه شوند، ضروری است. این چالش ها هنوز در تحقیقات موجود مورد شناسایی و تحلیل قرار نگرفته اند. بنابراین، هدف این پژوهش از میان بردن این کاستی در دانش موجود با انجام یک مطالعه تجربی بر روی سوالات مربوط به برنامه های کاربردی وب پیشرو در استک اورفلو، یک وب سایت مشهور برای توسعه دهندگان، است. فرآیند ما شامل به دست آوردن لیستی از برچسب های مربوط به برنامه های کاربردی وب پیشرو و استخراج 8654 سوال مربوط به آنها از استک اورفلو است. برای درک چالش هایی که توسط توسعه دهندگان برنامه های کاربردی وب پیشرو در استک اورفلو بحث می شود، از مدلسازی موضوعات استفاده می کنیم. پس از آن، ویژگی های آنها (مانند محبوبیت و دشواری چالش ها) را تجزیه و تحلیل می کنیم. بررسی ما نشان می دهد که توسعه دهندگان با یازده چالش از جمله «چرخه عمر Service Worker» مواجه هستند. این پژوهش درک ما را از چالش های توسعه برنامه های کاربردی وب پیشرو عمیق تر می کند و توصیه هایی را برای محققان، آموزش دهندگان و توسعه دهندگان به منظور گسترش استفاده از فناوری برنامه های کاربردی وب پیشرو ارائه می دهد.
    کلیدواژگان: برنامه های کاربردی وب پیشرو، مطالعه تجربی، چالش های توسعه PWA، مدلسازی موضوعات LDA، استک اورفلو
|
  • Aarsh Ghafouri, Mobina Taji, Hassan Naderi *, Behrouz Minaei Bidgoli, Mohammad Reza Hasani Ahnagar Pages 1-10
    Today, one of the most popular and challenging tasks in natural language processing is answering complex user questions. Question-answering systems, as a new generation of search engines, receive user questions in natural language without semantic limitations and provide precise answers. In recent years, most research in the field of question-answering systems has been focused on the English language, and not much effort has been made in languages with limited resources, such as Persian. This limitation prevents these systems from efficiently handling questions in languages like Persian.In this regard, this article aims to enhance the efficiency of question-answering systems in the Persian language by creating a dataset for answering complex multi-turn questions. Multi-hop questions, require at least two steps of reasoning to reach an answer. This dataset, called PersianMHQA, is the first open-domain question-answering dataset in Persian and includes 7,000 multi-hop questions. It was generated using the Persian Wikipedia as a knowledge source. To evaluate and benchmark this dataset, it has been fine-tuned on the latest pre-trained language models that support the Persian language.The best results obtained based on F1 score and exact match on this dataset are 75.92% and 71.73%, respectively. These results indicate that this dataset is a powerful starting point for improving multi-hop complex question-answering for Persian language systems.In this regard, this article aims to enhance the efficiency of question-answering systems in the Persian language by creating a dataset for answering complex multi-turn questions. Multi-hop questions, require at least two steps of reasoning to reach an answer. This dataset, called PersianMHQA, is the first open-domain question-answering dataset in Persian and includes 7,000 multi-hop questions. It was generated using the Persian Wikipedia as a knowledge source. To evaluate and benchmark this dataset, it has been fine-tuned on the latest pre-trained language models that support the Persian language.The best results obtained based on F1 score and exact match on this dataset are 75.92% and 71.73%, respectively. These results indicate that this dataset is a powerful starting point for improving multi-hop complex question-answering for Persian language systems.
    Keywords: Open Domain Question Answering, Multi-Hop Question, Dataset, Persian Languages, Persian Wikipedia Encyclopedia
  • Maryam Barzegar, Sahar Kianian *, Masoumeh Safkhani Pages 11-24
    Social Internet of Things (SIoT) is an emerging research field that originates from the combination of Internet of Things (IoT) and social networks. With the large number of users and smart objects and the high volume of relationships that exist in the social Internet of Things, a recommendation system is very necessary to help users find the smart objects they need or even suitable users as friends or future colleagues. In addition, SIoT has the potential to create new opportunities for recommender systems, as it can use social data to provide more relevant and personalized recommendations for recommending services in the Internet of Things. On the other hand, in recommendation systems in social networks, the use of data available in the Internet of Things makes suggestions more accurate. In this article, a recommendation system for the social Internet of Things is designed. The first phase of this proposed method obtains the similarity of users in the Internet of Things by using the preference of users to use smart devices plus the time and place of using the smart device. In the second phase, relationship similarity and profile similarity are calculated. Finally, by obtaining the sum of existing similarities, k-top users with the highest similarity with the target user are recommended to find future friends and colleagues. In this proposed method, the evaluation criteria have improved by about 5% compared to similar methods, and due to the similarity of the profile, it is also effective for improving cold start. In addition, by removing insecure users from the proposed set, the security of this proposed system is provided to a significant extent.
    Keywords: Social Internet Of Things, Internet Of Things, Social Network, User Recommending System, Collaborative Filtering
  • Marzieh Sheikhi, Somayeh Asadi, Vesal Hakami * Pages 25-38
    With the advent of the next generation of wireless communication networks, the requirements for high-rate and timely information delivery, especially in real-time applications, have increased dramatically. In particular, Millimeter wave (mmWave) communications can provide a high data rate, and reconfigurable intelligent surfaces (RISs) can reduce the blockage sensitivity of mmWave links. Also, to quantify the data freshness, the age of information (AoI) metric is introduced in the recent literature, defined as the time elapsed since the last successfully received status update was generated. This paper aims to optimize the average AoI in a multi-user RIS-assisted millimeter wave network. For this purpose, the proposed problem was formulated as a Markov decision process (MDP) that aims to obtain the optimal control policy that minimizes the sum of the average AoI of all users. Under the unknown system statistics assumption, we propose a model-free deep reinforcement learning algorithm to schedule the users’ transmission, adjust the transmit power, and configure the RIS to reflect the signals.  The performance of the proposed method is evaluated in terms of convergence characteristics and the impact of changes in network parameters.
    Keywords: Age Of Information, Reconfigurable Intelligent Surface, Millimeter Wave, Model-Free Deep Reinforcement Learning
  • Sekineh Asadi Amiri *, Hassan Katal Pages 39-51
    Early detection of plant diseases is crucial for timely prevention of pest infestation. In this paper plant diseases are accurately identified through image processing of leaves and extracting various features such as color, texture, and shape. Generally, plant diseases cause significant changes in the color and appearance of leaves. The color feature can be used to determine the type of plant disease. This paper employs moment and Hu moment features for extracting color characteristics from leaves, and area and perimeter features for detecting shape changes. To enhance the proposed features, additional texture features such as Local Binary Pattern (LBP), co-occurrence matrix, and vein patterns are utilized. Finally, to prevent model complexity and overfitting, the mRMR feature selection method is applied to eliminate irrelevant features. After developing the final model, healthy and diseased samples are classified using Random Forest and Support Vector Machine (SVM) classifiers. The proposed method has been evaluated on the PlantVillage dataset with 87867 samples. The average accuracy of the proposed method in diagnosing diseases in 9 different plant samples using Random Forest and SVM classifiers is 97.63% and 94.98%, respectively, which surpasses existing methods.
    Keywords: Plant Disease Detection, Texture Features, Local Binary Pattern, Co-Occurrence Matrix, Random Forest Classifier
  • Saeid Yazdanpanah, Saman Shojae Chaeikar * Pages 52-64
    Nowadays, short message communication has a wide range of applications in modern life. Authentication, announcements, reports, and personal communications are the common instances of application of this widely used digital media. At transmission time, the message content spreads in the air without any intrinsic security countermeasure. As a result, the content of messages is interceptable without the need for complicated equipment. In modern methods, security has migrated from hardware to software, especially in smartphones. In this research, a method for securing short message communications is introduced, which uses four distinguished key generation factors to produce a couple of unique and dynamic encryption and decryption keys. The evaluation results show that the proposed method uses secure encryption and decryption keys, is resistant against a wide range of cryptographic and network attacks, outstandingly reduces the cost of establishing secure sessions, and highly satisfies the users with the delivered level of security and usability.
    Keywords: SMS Security, Short Message Security, Secure Communications
  • Mohammadreza Abbasnezhad, Amir Jahangard Rafsanjani *, Amin Milani Fard Pages 65-78
    Progressive Web Apps (PWA) are a new web development paradigm that is being used in a variety of web apps. With this new paradigm, web apps can provide features similar to native apps, blurring the line between websites and native apps. However, new challenges may arise during the development of PWAs. Understanding the issues that developers may encounter while developing PWAs is necessary due to their widespread interest. These issues have not yet been extensively identified and analyzed in the existing research. Therefore, this research aims to fill this knowledge gap by conducting an empirical study of PWA-related questions on Stack Overflow (SO), a well-known website for developers. Our process involves obtaining a list of PWA tags and extracting 8,654 questions related to PWAs from SO. To comprehend the issues being discussed by PWA developers on SO, we use topic modeling. After that, we analyze their characteristics (such as the challenges’ popularity and difficulty). Our research shows that developers encounter eleven challenges, including the Service Worker lifecycle. Our study deepens our understanding of PWA development issues and provides recommendations for researchers, educators, and developers to promote PWA adoption.
    Keywords: Progressive Web Application, Empirical Study, PWA Development Challenge, LDA Topic Modeling, Stack Overflow