پایاننامه ارشد کامپیوتر شبیه‌سازی شبکه‌ حسگر شبکه عصبی رقابتی

۱۲۵ هزار تومان ۹۵ هزار تومان
افزودن به سبد خرید

جهت خرید و دانلود پایاننامه ارشد کامپیوتر شبیه‌سازی شبکه‌ حسگر شبکه عصبی رقابتی روی خرید محصول کلیک و یا با ایمیل زیر در ارتباط باشید

sellthesis@gmail.com


پایان نامه کارشناسی ارشد کامپیوتر نرم افزار شبیه‌سازی و مدل نمودن شبکه‌های حسگر با شبکه‌های عصبی رقابتی


خرید محصول پایاننامه ارشد کامپیوتر شبیه‌سازی شبکه‌ حسگر شبکه عصبی رقابتی


چکیده:

در یک شبکه حسگر که یک سیستم توزیع شده فراگیر است، یکی از موارد مورد بحث همگام‌سازی ارتباطات است. یکی از عمده وظایف همگام‌سازی فرآیند‌ها، انحصار متقابل است. الگوریتم‌های جدید ارایه شده در مقایسه با الگوریتم‌های قدیمی با عدالت بیشتری عمل می‌نمایند. در این پایان‌نامه یک مدل با استفاده از شبکه‌های عصبی رقابتی برای انحصار متقابل توزیع شده ارایه می‌دهیم. نشان داده می‌شود که برچسب‌های زمانی، زمان اجرا و دیگر پارامترهای موثر بوسیله شبکه‌های عصبی رقابتی پیش‌بینی شده و مدل می‌تواند بصورت تحلیلی مشکلاتی که در ناحیه بحرانی اتفاق می‌افتد را حل نماید. مدل می‌تواند با استفاده از روش‌های همینگ و هاپلفیلد به جهت پیش‌بینی اثرات آن شبیه‌سازی شده و نمودارهای سرعت و دقت آن مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گیرد. مدل شرح داده شده می‌تواند اطلاعات سیستم را کاهش دهد و با سیستم‌های یادگیری اولویت سازگار باشد. بنابراین، این امکان وجود دارد که با استفاده از شبکه‌های عصبی رقابتی بعنوان یک الگوی سیستم توزیع‌شده موارد قابلیت اطمینان، تحمل‌پذیری خطا و دسترسی به انحصار متقابل و مدیریت ناحیه بحرانی را بهینه نماییم. بنابراین روش جدید ارایه شده تحمل‌پذیری خطا را افزایش داده و الگوریتم‌های متمرکز و توزیع شده می‌توانند از آن استفاده نمایند و بر این اساس قابلیت اطمینان بیشتر می‌شود.

کلمات کلیدی:

شبکه‌های حسگر، سیستم توزیع شده، ناحیه بحرانی، انحصار متقابل، شبکه عصبی رقابتی، شبیه‌سازی، مدل‌سازی


فهرست مطالب
فصل 1: مقدمه 2
1-1- مقدمه 3
1-2- سیستمهای توزیع شده 4
1-3- شبکههای حسگر 5
1-4- تعریف مسئله و اهداف تحقیق 7
1-5- ساختار پایان‌نامه 10
فصل 2- مفاهیم پیش‌زمینه 12
2-1- مقدمه 13
2-2- تعریف سیستمهای توزیعی 13
2-3- اهداف 15
2-3-1- دسترسپذیر کردن منابع 15
2-3-2- شفافیت توزیع 16
2-3-3- باز بودن 17
2-3-4- مقیاسپذیری 18
2-4- انواع سیستمهای توزیعی 19
2-4-1- سیستمهای محاسبات توزیعی 19
2-4-2- سیستمهای اطلاعات توزیعی 23
2-4-3- سیستمهای فراگیر توزیعی 30
2-5- شبکه‌های حسگر 37
2-5-1- شبکه‌های حسگر بی‌سیم، جهان و ایران 37
2-5-2- وضیعت شبکه حسگر بی‌سیم در جهان 38
2-5-3- وضیعت شبکه حسگر بی‌سیم در ایران 40
2-6- مفاهیم شبکه های عصبی 44
2-6-1- مشخصات نرون 44
2-6-2- مدل تک ورودی 44
2-6-3- توابع محرک 44
2-6-4- مدل چند ورودی 46
2-6-5- ساختار شبکه های عصبی 46
2-7- آموزش و یادگیری شبکه‌های عصبی مصنوعی 48
2-7-1- آموزش با نظارت 49
2-7-2- آموزش بدون نظارت 49
2-7-3- آموزش تقویت یافته 50
2-7-4- آموزش رقابتی 50
2-7-5- برنامه و آموزش شبکههای عصبی مصنوعی به روش پس انتشار خطا 51
2-7-6- قدرت تفکیک شبکههای عصبی مصنوعی 52
2-8- شبکههای عصبی خودسازمانده 52
2-9- شبکه های خودسازمانده دارای وزن ثابت 53
2-9-1- شبکه ی ماکس نت 53
2-9-2- شبکه ی کلاه مکزیکی 54
2-9-3- شبکه ی همینگ 57
فصل 3- کارهای مرتبط 60
3-1- مقدمه 61
3-2- کارهای مرتبط 61
فصل 4- شبیه‌سازی و مدل نمودن شبکه‌های حسگر با شبکه‌های عصبی رقابتی 84
4-1- مقدمه 85
4-2- انحصار متقابل 86
4-2-1- الگوريتم متمركز 87
4-2-2- الگوريتم نامتمركز 88
4-2-3- الگوريتم توزيع شده 89
4-2-4- الگوريتم حلقهنشانه 92
4-3- شباهت‌های شبکه‌عصبی و سیستم توزیع‌شده 93
4-3-1- منابع 94
4-3-2- شفافیت 94
4-3-3- عملیات یادگیری 95
4-3-4- مدل مشتری – خدمتگذار 95
4-3-5- پردازش موازی 95
4-3-6- سختافزار و نرمافزار 96
4-4- مدل پیشنهادی 96
فصل 5- ارزیابی 101
5-1- ارزیابی مدل پیشنهادی 102
فصل 6- نتیجه‌گیری و کارهای آینده 111
6-1- نتیجه گیری و کارهای آینده 112
مراجع 115


1-1- مقدمه

هر سیستمی که بر روی مجموعه‌ای از ماشین‌ها که دارای حافظه اشتراکی نیستند، اجرا شده و برای کاربران به گونه‌ای اجرا شود که گویا بر روی یک کامپیوتر است، یک سیستم توزیع شده است. دسته‌ای از این سیستم‌ها، سیستم‌های فراگیر توزیعی هستند که بر خلاف سایر انواع دارای گره‌های ثابت و ارتباطات دایمی و با کیفیت نیستند. نمونه‌ای از سیستم‌های فراگیر توزیعی، شبکه‌های حسگر است که اغلب از تعداد زیادی گره برای برنامه‌های کاربردی نظارتی و اندازه‌گیری استفاده می‌شود. در سیستم‌های توزیع شده یکی از موضوعات مورد بحث همزمانی و همگامی است و بطور معمول نیز بحث‌ها بر سر همگامی منطقی فرآیندها بوده و بدنبال ترتیب اجرای درست فرآیندها می‌باشد. یکی از اصلی‌ترین فرآیندهای مورد اهمیت در بحث همگامی دسترسی فرآیند‌های مختلف به متغیرهای یکسان و حافظه اشتراکی (ناحیه بحرانی) است که به انحصار متقابل معروف است. یکی از چالش‌های الگوریتم‌های ارایه شده در این زمینه بحث برقراری عدالت بین فرآیندها و عدم برخورد با بن‌بست و گرسنگی است. چالش‌های الگوریتم‌های ارایه شده در این زمینه یا روی توزیع خاصی کار نموده‌اند و یا تنوع‌پذیری مناسبی در برخورد با مسایل مختلف ندارند.
از آنجایی که شبکه‌های عصبی خود یک مدل غیرخطی و توزیع شده هستند. در این پایان نامه با استفاده از شبکه‌های عصبی رقابتی به حل مشکل دسترسی به ناحیه بحرانی و انحصار متقابل خواهیم پرداخت و با استفاده از مدل نمودن هر فرآیند با یک سلول عصبی و هر منبع موجود در ناحیه بحرانی با یک منبع موجود در شبکه‌های عصبی سعی در حل انحصار متقابل در سیستم‌های توزیع شده را داریم. بدلیل نیاز به بودن تنها یک فرآیند در ناحیه بحرانی و استفاده از شبکه‌های عصبی رقابتی، مدلی از این شبکه‌ها که تنها یک برنده داشته (شبکه بیشینه، کلاه مکزیکی و همینگ) در برابر خوشه‌بندها (نگاشت‌های خودسازمانده کوهنن و یادگیری چندی‌سازی برداری) مد نظر خواهد بود.در میان شبکه‌های رقابتی مدنظر، شبکه عصبی رقابتی همینگ بنابر کاربرد، نتایج و مقایسه‌های انجام شده در[1,2] انتخاب شده است. همچنین بحث‌های مربوط به تحمل‌پذیری خطا، قابلیت اطمینان، عدالت در دسترسی به ناحیه بحرانی را با توجه به مدل ارایه شده بحث خواهیم نمود.
برای بررسی میزان توانایی و مقبولیت روش ارایه شده سعی در استفاده کدهای داده‌ای موجود خواهد شد.کدهای داده‌ای استفاده شده حجم بالایی خواهند داشت و معیارهای ارزیابی تعداد نخ‌های همزمان و میزان نتایج بدست آمده به همراه میزان توابع فراخوانی شده مورد بررسی قرار می‌گیرد. تعداد دسترسی‌های به ناحیه بحرانی و تغییر در این تعداد دسترسی سعی در اثبات مقیاس‌پذیری و قابلیت اطمینان روش خواهیم داشت.
برای تجزیه و تحلیل روش ارایه شده از توابع خطی و غیرخطی تولید شده بعنوان ورودی استفاده خواهد شد. معیار نمایش کارایی و مقبولیت روش ارایه شده مقایسه سرعت اجرا می‌باشد. البته در مقایسه سرعت اجرا بدلیل عدم دسترسی به معیار مناسبی برای اندازه گیری زمان‌های CPU از تعداد توابع فراخوانی شده در برابر تعداد درخواست‌ها برای دستیابی به ناحیه بحرانی در هر کدام از اجراها استفاده خواهد شد و معیار براساس آن تعریف می‌شود.


1-2- سیستم‌های توزیع شده

سيستم‌هاي توزيع شده را مي‌توان گفت كه از اتصال كامپيوترهاي شخصي كه در يك شبكه محلي قرار گرفته‌اند، به وجود آمده‌اند. تحقيقي كه از اواسط دهة 1970 تا اوايل دهه 1990 ادامه داشت يك چارچوب مفهومي و مبناي الگوريتمي را ايجاد كرده كه ثابت شده در هر كاري متشكل از دو يا تعداد بيشتري كامپيوتر متصل در يك شبكه (سيار يا ثابت، با سيم يا بي سيم، پراكنده يا فراگير) هر مقداري را تحمل ميكند. اين گونه از آگاهي‌ها، نواحي بسياري كه بنياد محاسبات فراگير هستند را پوشش مي‌دهد.

مرور

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.