دانلود پایان نامه ارشد با موضوع سلسله مراتب

دانلود پایان نامه ارشد

استفاده قرار گرفتند، همگي همگام مي‌باشند. در بروزرساني همگام، پس از تعيين پاداش هر اتوماتاي يادگير در لحظه t، يک سيگنال بطور همزمان به تمامي اتوماتاهاي يادگير ارسال شده و بردار احتمال عمل آنها همزمان، بروز مي‌شود. اما در بروزرساني ناهمگام، سيگنالهاي متفاوت در زمانهاي متفاوت، اتوماتاهاي يادگير مختلف را بروز مي‌نمايند. در مد ناهمگام، اتوماتاهاي يادگير مي‌توانند مبتني بر زمان123 يا مبتني بر مرحله124 بروز شوند. در ACLA مبتني بر زمان، هر سلول يک ساعت دروني دارد که در زمانهاي معين اتوماتاي يادگير مربوطه را فعال مي‌کند. در مد بروزرساني مبتني بر مرحله، سلولها در ترتيبهاي ثابت125 و يا تصادفي126 براي بروزرساني انتخاب مي‌شوند. بسته به چگونگي توليد و انتخاب ترتيبها، روشهاي گوناگوني بوجود مي‌آيند[123] که در ادامه به معرفي آنها مي‌پردازيم.
1- پويش ثابت جهت‌دار127(FDS) يا خط به خط: ساده‌ترين روش بروزرساني ناهمگام سلولها، قرار دادن آنها در يک شبکه از پيش تعيين شده ثابت، به عنوان يک ترتيب معين مي‌باشد. در اين حالت يک مرور برروي تمام سلولها، يک پويش128 ناميده مي‌شود. در حالت دو بعدي، پويش شبکه سلولها بصورت خط به خط صورت مي گيرد.
2- پويش ثابت تصادفي129(FRS): براي جلوگيري از پويش خط به خط از پيش تعيين شده، مي‌توان ابتدا با انتخاب تصادفي سلولها (بدون جايگذاري) يک ترتيب تصادفي از آنها شکل داد و سپس بروزرساني را براساس اين ترتيب به انجام رساند. در اين متد، در هر مرحله انتخاب سلولها براساس توزيع احتمال يکنواخت صورت مي‌گيرد. البته در حالت کلي اين متد با متد FDS تفاوت چنداني نداشته و متد FDS حالت خاصي از متد FRS است.
3- پويش تصادفي جديد130(RNS): به عنوان جايگزيني براي پويشهاي ثابت، مي‌توان همانن روش قبل يک ترتيب تصادفي براساس توزيع احتمال يکنواخت و بدون جايگذاري ايجاد نمود. سپس براساس آن بروزرساني را انجام داده و مجدداً ترتيب تصادفي ديگري را با همان روش توليد نموده و به همين ترتيب ادادمه داد.
4- انتخاب يکنواخت131(UC): روش ديگري که براي بروزرساني تصادفي سلولها براساس توزيع يکنواخت وجود دارد، انتخاب آنها با جايگذاري است. در اين روش هيچ پويشي وجود ندارد و اگر n(تعداد سلولها) بروزرساني ناهمگام صورت بگيرد، ممکن است برخي از سلولها چندين بار بروز شده باشند و بعضي ديگر حتي يکبار هم بروز نشده باشند. در اين حالت احتمال اينکه يک سلول در v بروزرساني k بار انتخاب شمود، يک توزيع دوجمله‌اي مي‌باشد.

8- پيوست سوم: شرح نرم افزار J-Sim و پياده سازي الگوريتمهاي پيشنهادي با آن
8-1- مقدمه
امروزه تكنولوژي شبيهسازي به طرز موفقيت آميزي در جهت مدلسازي، طراحي و مديريت انواع سيستمهاي هوشمند به كار گرفته شده و در اين راستا ابزارها و تكنيكهاي متعددي خلق شده كه به طور مثال ميتوان به تكنيك شبيهسازي رويدادگردان اشاره كرد كه اساس عملكرد بسياري از شبيهسازهاي نوين ميباشد. كاربرد شبيهسازي در مورد شبكههاي ارتباطي نيز سابقهاي 16 ساله دارد كه هنوز هم در حال رشد ميباشد، دلايل استفاده از شبيهسازي در اين حوزه را ميتوان در دو مورد خلاصه كرد:
1-پيدايش و گسترش شبكههايي با تكنولوژي پيچيده
2-خلق ابزارها و نرمافزارهاي خاص شبيهسازي شبكهها
نرمافزارهاي شبيهساز شبکه توانايي شبيهسازي شبكههاي ارتباطي را بدون نياز به كدنويسي و معمولآ از طريق واسطهاي گرافيكي فراهم ميكنند. در اين گونه موارد، وجود عناصر شبيهسازي شدهاي متناظر با عناصر واقعي (روتر، سوئيچ و …) علاوه بر بالا بردن دقت، باعث افزايش سهولت و سرعت در فرآيند شبيهسازي ميشود و به اين ترتيب براي كاربران ناآشنا با فن برنامهنويسي بسيار مناسب ميباشد.
خصوصياتي كه شبيهسازهاي شبكه بايد داشته باشند عبارتند از:
1-انعطاف در مدلسازي:
كاربر بايد قادر باشد انواع جديدي از منابع معمول شبكه همچون گرهها، لينكها و پروتكلها را به مجموعه موجود در شبيهساز بيفزايد.
2-سهولت در مدلسازي:
وجود واسط گرافيكي و امكان مدلسازي به صورت ساخت يافته، به شكلي كه مدلهاي پيچيده بر اساس مدلهاي ساده طرح شوند و همچنين قابليت استفاده مجدد از ماژولها از خصوصياتي ميباشد كه باعث تسريع در فرآيند شبيهسازي ميگردند.
3-اجراي سريع مدلها:
زمان پردازش در شبيهسازيهاي بزرگ براي شبكههايي با تعداد زياد گره بسيار مهم ميباشد كه لازمه آن مديريت صحيح حافظه ميباشد.
4-قابليت مصورسازي:
نمايش گرافيكي عناصر شبكه در حال تبادل پيغامها با يكديگر به رفع خطاهاي شبيهسازي و درك نحوه كاركرد آن بسيار كمك ميكند. در برخي نرمافزارهاي شبيهساز اجراي مصورسازي همزمان با اجراي شبيهساز و در برخي ديگر پس از انجام آن انجام ميگيرد.
5- قابليت اجراي مجدد و تكراري شبيهسازي:
هدف از انجام شبيهسازي به طور عمده تحقيق تاثير يك يا چند پارامتر (براي مثال متوسط طول بستهها و يا ظرفيت بافرها) بر كارايي شبكه ميباشد و به همين خاطر تكرارپذيري يك شرط لازم براي اين نرمافزارها ميباشد.
در مجموع بايد توجه داشت كه خلق يك شبيهساز شبكه دقيق و معتبر مستلزم بكارگيري تكنولوژي شبيهسازي در كنار دانش شبكه و پروتكلهاي آن ميباشد. البته در كنار خصوصيات فوق وجود برخي قابليتها بر ارزش هر ابزار شبيهساز خواهد افزود كه از آن ميان ميتوان به چند مورد ذيل اشاره كرد:
1- وجود ماژولهاي دروني از پيش آماده شده متناظر با عناصر و پروتكلهاي شبكه.
2-وجود يك مولد عدد تصادفي و در شكلهاي پيشرفتهتر قابليت خلق كميتهاي با توزيعهاي تصادفي گوناگون، چرا كه اغلب رخدادها در يك فرآيند شبيهسازي اعم از توليد و ارسال بستهها و يا ايجاد خرابي در آنها، از نوع فرآيندهاي تصادفي ميباشند.
3-حمايت از كاربران در بهنگامسازيهاي به موقع (بخصوص در مورد پروتكلهاي جديد) بهمراه مستندات كامل و گويا.
4- ارائه گزارشهايي از پارامترهاي كارايي شبكه (نرخ خروجي، بهره وري، تاخير انتقال و…) در قالب ارقام و منحنيها به همراه امكان انجام عمليات آماري روي نتايج از ديگر ويژگيهاي مثبت يك شبيهساز ميباشد.
به منظور طراحي وتوسعه يک پروتکل يا کاربرد جديد براي شبکه هاي حسگر بي سيم وارزيابي ميزان کارايي آن محيط هاي شبيه سازي مختلفي ايجاد گرديده اند که در ادامه چند تا از اين محيط ها را مختصراً معرفي مي نماييم، و سپس نرم افزار شبيه ساز J-Sim که جهت ارزيابي الگوريتمهاي پيشنهاي مورد استفاده قرار گرفته است، شرح داده ميشود. و در نهايت نحوه پياده سازي الگوريتمهاي پيشنهادي توضيح داده مي شود.
132Glomosim ] 8 ,2 [ : يک محيط شبيه سازي براي شبکه هاي موبايل بي سيم مي باشد . Glomosim به صورت يک مجموعه از ماژولها در معماري لايه اي طراحي گرديده است که هر ماژول يک پروتکل خاص در پشته پروتکل را شبيه سازي مي نمايد. Glomosim با استفاده از توانايي شبيه سازي رويداد گسسته که PARSEC در اختيار مي گذارد طراحي گرديده است. PARSEC يک زبان شبيه سازي موازي مبتني بر زبان C مي باشد که ماژولهايي که به Glomosim اضافه شده اند را مي تواند اجرا کند.
[92] OPNET : يک شبيه سازومدل کننده شبکه تجاري است که به وسيله شرکت تکنولوژيهاي OPNET ارائه گرديده است. در OPNET يک شبکه با يک روش سلسله مراتبي از شبکه ها , زير شبکه ها ونودها ( ثابت وسيار يا ماهواره ) مدل مي گردد. وهر نود به صورت يک مجموعه از فرايندها مدل شده وهر فرايند به صورت يک ماشين حالت محدود مدل مي شود. OPNET از سه نوع ارتباط نقطه به نقطه , باس وبي سيم پشتيباني مي کند. که ارتباطات بي سيم در شبيه سازي شبکه هاي موبايل يا بي سيم مورد استفاده قرار مي گيرد.
NS ] 22[ : شروع به كار نرم افزار شبيهساز NS به پيش از پروژه وينت133 مربوط ميگردد. شبيهساز NS در سال 1989 توسط گروه تحقيقاتي شبكه NRG در آزمايشگاه LBNL و بر اساس شبيهساز شبكه ديگري موسوم به ريل134 طراحي شده است كه توسعه آن تا امروز ادامه داشته و بخصوص پس از انتخاب شدن به عنوان ابزار شبيهساز پروژه وينت جديت و سرعت يافته است. NS2 از گونه شبيهسازهاي رويدادگرا ميباشد و از طريق پيگيري رخدادها در طول زمانهاي گسسته، شبيهسازي را پيش ميبرد. اين شبيهساز در دو محيط برنامهنويسي C++ و OTCL135 و بصورت شئگرا طرح شده است. طراحان NS2 با بكارگيري مجموعهاي از اشياء موسوم به اشياء دو تكه موفق به اعمال مدل VuSystem در شبيهساز خويش گشتهاند. مطابق اين مدل NS2 متشكل از مجموعهاي از اشياء ميباشد كه در دو محيط دوگانه كامپايلي/مفسري و از طريق فراخواني متدهاي يكديگر، ارتباط برقرار ميكنند.

TOSSIM ] 17[ : يک شبيه ساز سطح بيتي براي شبکه هاي حسگر بي سيم Tinyos ] 34[ مي باشد. هدف TOSSIM ارائه يک شبيه سازي دقيق و مقياس پذير است که فاصله بين الگوريتم و پياده سازي را بپوشاند. بيشتر کدهاي نوشته شده براي TOSSIM مستقيماً مي توانند در Tinyos اجرا گردند.
8-2- شبيه ساز J-Sim
J-sim ] 9 [ يک محيط شبيه ساز شبکه متن باز مي باشد که با استفاده از زبان Java توسعه داده شده است. J-sim بر روي يک معماري نرم افزار مبتني بر کامپوننت که 136ACA ناميده مي شود پياده سازي گرديده است.
موجوديتهاي اصلي در ACA کامپوننتها هستند که با يکديگر از طريق ارسال ودريافت داده ها در پورتهايشان ارتباط برقرار مي کنند . J-sim يک رابط اسکريپتي که امکان تجميع زبانهاي اسکريپتي مثل Python , Tcl ,Perl را در اختيار مي گذارد را دارد . مخصوصاً نسخه 3-1 آن به طور کامل توسعه مبتني بر TCL که Jacl ناميده مي شود را با توسعه TCL/Java مجتمع نموده است . بنابراين شبيه ns-2 J-sim , يک محيط شبيه سازي دو زبانه است که کلاسها با استفاده از زبان جاوا نوشته مي شوند و با استفاده از زبان JCL/Java با يکديگر تجميع مي گردند.
8-2-1- شبيه سازي شبکه هاي حسگر بي سيم با استفاده از J-sim
همانطور که قبلاً ذکر گرديد به طور کلي شبکه هاي حسگر جهت نظارت بر يک محيط خاص استفاده مي شوند بدين صورت که حسگرها يک سري اطلاعات و سينگالها را از يک محيط کسب کرده و به نود سينک ارسال مي نمايند. بنابراين يک محيط شبيه سازي شبکه هاي حسگر سه نوع نود دارد: نودهاي هدف (Target) که سيگنالهاي نشان دهنده اطلاعات را توليد مي کنند. نودهاي حسگر که اطلاعات توليد شده توسط نودهاي هدف را جمع آوري مي نمايند و نودهاي سينک که اطلاعات نودهاي حسگر به آنها ارسال مي شود. از آنجا که ماهيت انتشار سيگنال بين نود هدف و نود حسگر متفاوت از ماهيت انتشار سيگنال بين نود حسگر و نود سينک مي باشد دو مدل مختلف براي کانالها و پشته پروتکل لازم مي باشد. يعني يک نود حسگر،يک پشته پروتکل حسگر دارد که مي تواند سيگنالهاي توليد شده توسط نودهاي هدف را از طريق يک کانال حسگر دريافت کند. و يک پشته پروتکل بي سيم داردکه مي توان گزارشات رابه نود سينک بفرستد. شکل8-1 يک ديد کلي از محيط شبکه حسگربي سيم را نشان مي دهد.

شکل ‏8-1 : محيط شبکه حسگربي سيم
همچنين هر حسگر يک مدل انرژي دارد که کامپوننتهاي توليد انرژي (مثل باطري ) و کامپوننتهاي مصرف انرژي (مثل قطعات راديويي و CPU) را مدل مي کند. شکل 8-2 يک ديد کلي از از يک نود حسگر را نشان مي دهد.

شکل ‏8-2 : مدل يک نود حسگربي سيم
به منظور شبيه سازي شبکه هاي حسگر بي سيم در J-sim يک پکيج جديد: drcl.inet.sensorsim ايجاد گرديده است، که کلاسهاي مربوطه در آن تعريف شده اند.
که در ادامه تعدادي از اين کلاسها اجمالاً توضيح داده مي شوند.
* کلاسهاي مربوط به نود هدف
TargetAgent : يک نود هدف را پياده سازي مي نمايد. که سيگنال توليد مي کند و به لايه هاي پايينتر جهت ارسال از طريق کانال حسگر مي فرستد.
TargetPacket : بسته اي که سيگنال توليد شده توسط نود هدف را ارائه مي دهد پياده

پایان نامه
Previous Entries دانلود پایان نامه ارشد با موضوع الگوريتم، يادگير، دريافت Next Entries دانلود پایان نامه ارشد با موضوع protected، public، import