پایاننامه کامپیوتر چارچوب تحمل خطا برای محاسبات پوشیدنی مراقبتهای پزشکی

۱۴۰ هزار تومان ۱۱۰ هزار تومان
افزودن به سبد خرید

جهت خرید و دانلود پایاننامه کامپیوتر چارچوب تحمل خطا برای محاسبات پوشیدنی مراقبتهای پزشکی روی دکمه افزودن به سبد خرید کلیک و یا با ایمیل زیر در ارتباط باشید

sellthesis@gmail.com


پایان‌نامه کارشناسی ارشد مهندسی کامپیوتر نرم‌افزار یک چارچوب تحمل خطا برای محاسبات پوشیدنی در حوزه محاسبات فراگیر مراقبت های پزشکی


پایاننامه کامپیوتر چارچوب تحمل خطا برای محاسبات پوشیدنی مراقبتهای پزشکی


چکیده:

خرابی در سیستم های با کاربردهای حساس، می تواند فاجعه های جبران ناپذیری را رقم بزند. طراحی این دسته از سیستم ها باید به گونه ای باشد که در صورت رخداد خطا، قادر به انجام صحیح وظایف خود باشند، به علاوه تا حد ممکن از بروز خطا جلوگیری شود. از اینرو تحمل پذیری در برابر خطا برای سیستم هایی با کاربردهای حساس یک نیاز حیاتی است. کامپیوترهای پوشیدنی نمونه ای از این سیستم ها هستند که امروزه به صورت گسترده در کاربردهای حساس از جمله حوزه سلامت مورد استفاده و توجه محققان قرار گرفته-اند. به عنوان مثال خطای این سیستم ها برای بیماری که کیلومترها از دکتر خود یا بیمارستان فاصله دارد می-تواند عواقب جبران ناپذیری را به همراه داشته باشد. لذا تحمل پذیری محاسبات پوشیدنی در برابر خطا ضروری است و باید به صورت جدی مورد مطالعه قرار گیرد. در تحقیق حاضر مشخص می شود که با وجود اهمیت موضوع، در این زمینه تحقیق زیادی صورت نگرفته است. از اینرو با مطالعه ی کارهای دیگران و بررسی معماری های موجود، در این تحقیق یک معماری سه لایه ای متشکل از محاسبات پوشیدنی، محاسبات سیار و محاسبات ابری ارائه می شود. عملکرد صحیح سیستم های استفاده کننده از این معماری، یک چالش است. در این تحقیق به منظور حل چالش ذکر شده، یک چارچوب تحمل خطا برای معماری فوق ارائه می شود. همچنین، اثبات می شود که این چارچوب تحمل خطا قابلیت اطمینان را افزایش می دهد.

واژه های کلیدی: محاسبات ابری، محاسبات سیار، محاسبات پوشیدنی، تحمل پذیری خطا، گره ارباب، گره بدن، گره سیار


فهرست مطالب

عنوان    صفحه

چکیده    1

فصل اول – کلیات تحقیق
1-1 مقدمه    3
1-1-1 تاریخچه رایانش ابری    4
1-1-2 تاریخچه محاسبات ابری موبایل    4
1-1-3 تاریخچه کامپیوترهای پوشیدنی    4
1-2 بیان مسأله    6
1-3 اهمیت و ضرورت تحقیق    6
1-4 اهداف تحقیق    8
1-5 فرضیه های تحقیق    9
1-6 ساختار پایان نامه    9

فصل دوم- ادبیات و سابقه پژوهش
2-1 مقدمه    11
2-2 ادبیات تحقیق    12
2-2-1 کاربردهای محاسبات پوشیدنی    12
2-2-2 تحمل پذیری خطا در محاسبات پوشیدنی    14
2-3 اتکا پذیری    16
2-3-1 ویژگی های اتکاپذیری یک سیستم    17
2-3-2 تهدیدها    18
2-3-3 ابزارهای اتکاپذیری    21
2-4 رهیافت های تحمل پذیری خطا    22
2-5 جنبه های مختلف تحمل پذیری خطا در محاسبات پوشیدنی    25
2-5-1 سخت افزار    26
2-5-1-1 کشف و جداسازی سنسورهای معیوب    27
2-5-2 نرم افزار    29
2-5-3 انرژی    31
2-5-4 ارتباطات    33
2-5-5 معماری    37
2-6 مدیریت منبع و نحوه ی دسترسی به آن    37
2-7 self-healing    38
2-8 نتیجه گیری    39

 فصل سوم- معماری پیشنهادی
3-1 مقدمه    41
3-2 معماری پیشنهادی    41
3-3 یک چارچوب تحمل خطا برای محاسبات پوشیدنی    48
3-3-1 Body Nodeها    48
3-3-2 Master Nodeها    64
3-3-2-1 Master Node فیزیکی    64
3-3-2-2 Master Node مجازی    70
3-3-2-3 شبکه های چند Master Nodeی    72
3-3-3 طراحی ارگونومی    78
3-3-4 تحمل خطای شفاف    78
3-3-5 مدیریت خطا در معماری سه لایه ای ارائه شده    79
3-3-6 Mobile Nodeها    80

فصل چهارم- جمع بندی و نتیجه گیری
4-1 مقدمه    88
4-2 تعاریف پایه    88
4-3 اتکاپذیری    89
4-4 محاسبه اتکاپذیری با استفاده از بلوک دیاگرام های قابلیت اطمینان    90
4-5 افزونگی TMR    91
4-6 افزونگی standby    92
4-7 ارزیابی قابلیت اطمینان گره Body Node    95
4-8 ارزیابی قابلیت اطمینان گره Master Node    99
4-9 ارزیابی قابلیت اطمینان معماری سه لایه ای ارائه شده    102

فصل پنجم- پیشنهادات و کارهای آتی
5-1 نتیجه گیری کلی    106
5-2 پیشنهادات    107
منابع و مآخذ    110


تاریخچه رایانش ابری

در شبکه های کامپیوتری به صورت نمادین شبکه ی اینترنت را به شکل ابر نمایش می دهند. زیرا اینترنت همانند یک ابر جزئیات پیچیده و فنی اش را از دید کاربران مخفی نگه می دارد. این در حالیست که در دهه 1960 اصول و مفاهیم رایانش ابری توسط جان مک کارتی شرح داده شد. وی اظهار داشت که «رایانش ممکن است روزی به عنوان یکی از صنایع همگانی سازماندهی شود». همچنین در سال 1966 کتابی تحت عنوان «مشکل صنعت همگانی رایانه» توسط پارک هیل داگلاس نوشته شد که در آن تقریباً تمام ویژگی های رایانش ابری مطرح شد.

تاریخچه محاسبات ابری موبایل

واژه «محاسبات ابری متحرک» تنها در مدت کوتاهی بعد از مفهوم «محاسبات ابری» در اواسط سال 2007 معرفی شد که توجهات را به خود به عنوان یک گزینه ی تجاری سودآور جلب کرده است و باید گفت که توسعه و کارکردِ هزینه ی برنامه های موبایل را کاهش می دهد. محاسبات ابری متحرک از طرف کاربران موبایل به عنوان یک تکنولوژی جدید برای دستیابی به تجربه ای غنی از سرویس های گوناگون موبایل با هزینۀ کم است و از طرف محققان به عنوان یک راه حلِ امید بخش برای IT می باشد. کاربران موبایل می-توانند برنامه های موبایل را بر روی دستگاه های راه دور و از طریق شبکه های بی سیم اجرا کنند. محاسبات ابری متحرک اشاره دارد به یک زیرساخت که ذخیره سازی داده و پردازشِ داده، هر دو در بیرون از دستگاه موبایل اتفاق می افتند. با مطالعه‌ای که توسطJuniper Research صورت گرفته است استفاده‌ی روزافزون از محاسبات سیار مشهود می‌باشد، این تحقیق بیان می‌کند که انتظار می‌رود مصرف کننده و بازار تجاری برای برنامه‌های درخواستی سیار مبتنی بر ابر تا سال 2014 تا بیش از 5/9 بیلیون دلار افزایش یابد.

تاریخچه کامپیوترهای پوشیدنی

اگر کامپیوترهای پوشیدنی را بدین صورت تعریف کنیم که کامپیوترهایی هستند با قابلیت پوشده شدن بر بدن می توان گفت که اولین کامپیوتر پوشیدنی یک ساعت جیبی است که در اوایل قرن شانزدهم ساخته شد. این نوع کامپیوترها به مرور توسعه یافتند بطوریکه در سال 1961 پدر تئوری اطلاعات یعنی ادوارد. او. تورپ کامپیوتری در ابعاد پاکت سیگار ساخت. این ابزار قادر به پیش بینی چرخش رولت بود. در سال 1977 کالینز جلیقه ای برای افراد نابینا طراحی کرد همچنین در این سال شرکت HP ساعتی را ساخت که دارای ماشین حساب جبری بود. استیو مان در سال 1981 به منظور کنترل فلش دوربین عکاسی، کوله پشتی کامپیوتری را طراحی کرد. در سال 1986 ریانش کوچ گری توسط استیو رابرتز مطرح شد. وی یک دوچرخه کهWinnebiko II نامیده می شد را ساخت. یک کامپیوتر و یک صفحه کلید در این دوچرخه تعبیه شده بود بطوریکه او می توانست در هنگام حرکت تایپ کند. ادگار ماتیاس و مایک رویسی در سال 1994 یک کامپیوتر مچی را ابداع کردند. در همین سال محققان شرکت IBM یک کامپیوتر کمری ساختند.

کاربردهای محاسبات پوشیدنی

محاسبات پوشیدنی در بسیاری از کاربردها از قبیل تشخیص فعالیت های فرد، تشخیص افتادن، کاربردهای سلامت و بهداشت، تحلیل فعالیت های ورزشکاران[25]، حوزه های کشاورزی [26]، نظامی [27]، سرگرمی و قمار [28]، مورد استفاده قرار می گیرند. این استفاده های وسیع نشان می دهند که گرایش سیستم های محاسباتی آینده به سمت ناهمگنی و فراگیری است [29].
مسئله تشخیص فعالیتهای انسانی به دلیل نقشِ مادر بودن در سایر مسئله ها به عنوان یک مسئله ی کلاسیک مورد توجه قرار گرفته است. تشخیص فعالیتهای انسانی در حوزه های وسیعی از جمله حوزه سلامت [30]، ورزش، نظامی، سرگرمی ها و بازیها، مسائل حفاظتی و غیره استفاده می شود.

مدیریت منبع و نحوه دسترسی به آن

در شبکه های پوشیدنی، به دلیل محدودیت های گره ها، نیاز به اشتراک گذاشتن یکسری از منابع و سرویس ها می باشد. اما در زمانی که چندین گره به صورت متناوب تقاضای دستیابی به منبع به اشتراک گذاشته شده را داشته باشند، مسئله ی به اشتراک گذاری منبع با چالش هایی همراه است. در واقع این امر همان مسئله ی انحصار متقابل است که چندین میزبان به منظور دستیابی به منبع به اشتراک گذاشته شده، درخواست ورود به ناحیه ی بحرانی را دارند. در سیستم های توزیع شده راه حل های زیادی برای حل مسئله ی MUTEX ارائه شده است اما سیستم های فراگیر در مقایسه با سیستم های توزیع شده دارای ویژگی هایی از جمله تحرک و محدودیت های منبع می باشند که نمی توان مسئله ی انحصار متقابل را با این راه حل ها حل کرد. از اینرو الگوریتم های پیشین به منظور پذیرفته شدن در شبکه های سیار نیاز به طراحی دوباره دارند.

Self-healing

در شبکه های پوشیدنی به دلیل عوامل گوناگون از قبیل گرم شدن زیاد، رسوب شیمیایی سطح سنسور، توان کم باتری، گره ها دچار مشکلاتی می شوند که این عوامل بر دقتِ قرائت ها تأثیر گذار است. در این حالت اولین راه حلی که به ذهن می رسد، تعویض سنسورهای معیوب است. اما اغلب بنا به دلایلی از قبیل هزینه ی سنسورها و در دسترس نبودن آنها، امکان تعویض سنسورها نیست. نکته ی دیگری که در مورد شبکه های پوشیدنی باید در نظر گرفت، بحث مدیریت این شبکه ها است. در شبکه های پوشیدنی امکان مدیریت شبکه به صورت دستی و توسط افراد خبره نیست لذا مدیریت دستی حتی برای شبکه های حسگر بدنی که مقیاس کوچکی دارند، عملی نیست، بنابراین باید از رویکردهای مدیریت اتوماتیک استفاده شود.

مرور

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.