پروپوزال کامپیوتر کاهش مصرف انرژی در شبکه مرکز داده با استفاده از الگوریتم کلونی مورچگان

مشاوره و آموزش انجام پایان نامه،پروپوزال،سمینار و پروژه های دانشجویی

در نمونه پروپوزال ارشد مهندسی کامپیوتر به دنبال ارائه طرحی جهت یادگیری دانشجویان ارشد با ساختار کلی پروپوزال هستیم که دانشجو بتواند با مطالعه پروپوزال در روند انجام پایان نامه ارشد آشنایی پیدا کند و توان تدوین پروپوزال و پایان نامه را داشته باشد.از آنجایی که دانشجویان در مقطع ارشد آشنایی اولیه ای با روند انجام پروپوزال و انجام پایان نامه ندارند و در این مسیر نیازمند مشاوره در انجام پایان نامه هستند بنابراین سعی شده است که با ارائه موضوعات پایان نامه،نمونه پروپوزال ارشد و نمونه پایان نامه ارشد دانشجویان را در این مسیر یاری رسانده و آشنایی لازم را در این مسیر کسب نمایند.لازم است که دانشجویان عزیر با دقت نمونه موضوعات پایان نامه و نمونه پروپوزال ها و پایان نام های ارائه شده را با دقت مطالعه نموده و با نمونه برداری از هر قسمت به تدوین پروپوزال و پایان نامه خود اقدام نمایند.امید است که در این راه بتوانیم همواره مشاور و همراه شما باشیم .

در قسمت دفاعیه پایان نامه نیز نمونه پاورپوینت ارشد قرار داده هست که دانشجویان بتوانند جهت اماده سازی پاورپوینت دفاع پایان نامه استفاده نمایند.یک دفاع موفق منوط به مطالعه با دقت پایان نامه و رفع اشکال پایان نامه و سپس ارائه پاورپوینت با قسمت های پایان نامه همراه با آرامش در زمان دفاع می باشد.موسسه ادیب مشاور همواره در تمامی این مراحل در کنار شما عزیزان خواهد بود.

 

بیان مساله (تشریح ابعاد، حدود مساله، معرفی دقیق مساله، بیان جنبه­های مجهول و مبهم و متغیرهای مربوط به پرسش­های تحقیق، منظور تحقیق):

رایانش ابری مبتنی بر شبکه به­عنوان جایگزینی برای رایانش متعارف اداری به‌سرعت در حال گسترش است. با گسترده‌تر شدن رایانش ابری مصرف انرژی شبکه و منابع رایانشی‌ای که از ابر پشتیبانی می‌کنند، نیز زیاد می‌شود. این امر زمانی در حال رخ دادن است که به لزومِ مدیریت مصرف انرژی در کل بخش فنّاوری ارتباطات و اطلاعات (ICT) توجهی روزافزون می‌شود. بااینکه اخیراً به انرژی مرکز داده‌ها توجه زیادی می‌شود ولیکن به مصرف انرژی انتقال و سوئیچینگِ شبکه‌ها که کلید اتصال کاربران به ابر هستند توجه کم‌تری می‌شود. مصرف انرژی در نقل‌وانتقال و سوئیچینگ شبکه می‌تواند درصد قابل‌توجهی از کل مصرف انرژی در رایانش ابری را به خود اختصاص دهد [1]. رایانش ابری می‌تواند مخصوصاً وقتی‌که وظایف رایانشی سبک و یا اندک باشند وسیله‌ای را جهت استفاده‌ی کارآمدتری از قدرت رایانشی فراهم کند. به‌هرحال، تحت بعضی شرایط رایانش ابری می‌تواند انرژی بیش‌تری را نسبت به رایانش متعارف مصرف کند که در آن‌ها هر کاربری همه‌ی رایانش‌ها را بر روی رایانه‌ی شخصی خود(PC) انجام می­دهد[2].

موضوع مصرف انرژی در تجهیزات فنّاوری اطلاعات در سال‌های اخیر بسیار موردتوجه قرار گرفته است و شناخت رو به رشدی از نیاز به مدیریت مصرف انرژی در کل بخش فنّاوری ارتباطات و اطلاعات (ICT) وجود دارد. تخمین زده می‌شود که مراکز داده‌ها تقریباً 2/1 درصد از کل مصرف انرژی الکتریکی ایالات‌متحده‌ی آمریکا را در سال 2005 به خود اختصاص دادند. انتقال و سوئیچینگ شبکه‌ها در اینترنت 4/0 درصد دیگر از کل مصرف انرژی الکتریکی را در کشورهایی که پهنای باند در اختیار دارند تشکیل می­دهد. علاوه بر نیاز آشکار به کاهش تأثیر گلخانه‌ای بخش آی سی تی این نیاز به کاهش مصرف انرژی نیز توسط چالش‌های مهندسی و هزینه‌ی مدیریت مصرف برق مراکز بزرگ داده و خنک‌سازی مرتبط با آن هدایت می‌شود. در برابر این امر، رایانش ابری با اندازه‌ و ظرفیت رو به رشد مراکز داده و شبکه درگیر است اما اگر به‌خوبی مدیریت شود ابر رایانشی می‌تواند به صورتی بالقوه منجر به صرفه‌جویی کلی در مصرف انرژی شود. مدیریت مصرف نیرو در مراکز داده منجر به بهبودهای قابل‌توجهی در بهره‌وری انرژی شده است. زیرساخت رایانش ابری که در مراکز داده میزبانی می‌شوند به‌طور فراوانی از این پیشرفت‌ها بهره برده­اند. فن‌هایی نظیر برنامه­ریزی خواب و مجازی‌سازی منابع محاسباتی در مراکز داده‌های رایانش ابری، بهره‌وری انرژیِ رایانش ابری را بهبود می‌بخشد [3].

با گسترده‌تر شدن رایانش ابری مصرف انرژی شبکه و منابع رایانشی‌ای که از ابر پشتیبانی می‌کنند نیز زیاد می‌شود. مرکز داده در حال گسترش بوده و هزینه‌های عملیاتی زیادی را دربردارند، لذا اخیراً مصرف انرژی آن موردتوجه قرارگرفته است. درصورتی‌که قسمت­های سوئیچینگ و انتقال شبکه که قسمت­های کلیدی در ارتباطات کاربران به ابر می­باشد کمتر موردتوجه قرار گرفته است، درصورتی‌که مصرف انرژی در نقل‌وانتقال و سوئیچینگ شبکه می‌تواند درصد قابل‌توجهی از کل مصرف انرژی در رایانش ابری را به خود اختصاص دهد. در این تحقیق تمرکز اصلی بر کاهش مصرف انرژی در شبکه محیط رایانش ابری است [4].

تاکنون روش­های زیادی برای کاهش مصرف انرژی در محیط رایانش ابری ارائه شده است که به‌طورکلی به گروه­های زیر تقسیم می­شوند [5]:

  • مدیریت انرژی در سوئیچ­های[1] مراکز داده

در این روش­ها تمرکز اصلی بر روی میزان مصرف انرژی در سوئیچ­های موجود در محیط­های شبکه است که به‌طورکلی مصرف انرژی در هر سوئیچ برابر مجموع مصرف انرژی در حالت خواب و در حالت با نرخ ترافیک b می­باشد. در روش­های این گروه ایده اصلی در استفاده از فن‌ها مختلف برای کاهش میزان نرخ ترافیک در سوئیچ­ها است تا بدین ترتیب میزان مصرف انرژی در کل سوئیچ کاهش یابد.

  • توپولوژی[2] شبکه محیط ابر

این روش­ها بر ساختار شبکه محیط ابر و معماری آن و چگونگی برقراری اتصالات برای کاهش مصرف انرژی در شبکه محیط ابر تکیه دارند. فن‌های مانند الگوریتم­های مسیریابی و انتقال بسته جدید در سوئیچ­ها و مسیریاب­ها[1] در این گروه قرار می­گیرند.

  • کاهش مصرف انرژی با کاهش تعداد جریان­ها[2]

در این روش­ها با استفاده از فن‌های تحلیل آنلاین جریان­ها در محیط شبکه سعی می­کنند تا جریان­ها با ویژگی­های خاص عبور کنند تا بدین ترتیب انتقال جریان­ها از بهترین مسیر انجام شود تا با کاهش تعداد جریان­ها، انرژی کمتری در سوئیچ­ها و مسیریاب­ها مصرف شود.

در این روش­ها شناسایی گلوگاه­های ترافیکی در شبکه و انتخاب مسیر مناسب برای جریان­ها به‌نحوی‌که باعث کاهش ترافیک کلی در شبکه شود از نکات کلیدی می­باشد.

روشی که در این تحقیق ارائه می­شود از نوع روش­های گروه سوم است. در روش ارائه­شده، هدف این است تا محدودیت­های ترافیکی موجود در شبکه،  گلوگاه­ها مبدأ و مقصد جریان‌ها و مسیر انتقال جریان­ها از مبدأ به مقصد در قالب یک تابع هزینه کلی برای مصرف انرژی در کل شبکه مدل شود. پس از تعیین این تابع هزینه و محدودیت­های آن هدف مینیمم این تابع هزینه خواهد بود که باید با استفاده از یکی از فن‌های بهینه­سازی اقدام به بهینه­کردن آن نمائیم. در این تحقیق از الگوریتم کلونی مورچگان برای بهینه­سازی تابع هزینه فوق استفاده می­گردد. فلوچارت روش ارائه­شده در شکل زیر آمده است.

پروپوزال کامپیوتر الگوریتم کلونی مورچگان

سوابق مربوط (بیان مختصر سابقه تحقیقات انجام شده درباره موضوع و نتایج به‌دست‌آمده در داخل و خارج از کشور و نظرهای علمی موجود درباره موضوع تحقیق):

در [5] الگوریتمی برای زمان‌بندی و مسیریابی جریان­ها به نام willow ارائه شده است که دو فاکتور تعداد سوئیچ­های درگیر در انتقال جریان و زمان لازم برای انتقال جریان نیز لحاظ شده­اند. ازآنجایی‌که مسئله بهینه­سازی انرژی مصرفی یک مسئله NP-Complete است در این مقاله یک روشی تقریبی برای حل آن ارائه شده است که نتایج نشان می­دهد روش ارائه­شده قادر به بهینه­سازی 60 درصدی انرژی می­باشد.

در [6] ابتدا به چالش روش­های کاهش مصرف انرژی شبکه محیط رایانش ابری پرداخته است. چالش اصلی را این­گونه معرفی می­کند که به دلیل حجم بالای ترافیکی که در شبکه انتقال می­یابد استفاده از روش­هایی که سعی در کاهش ترافیک بر روی سوئیچ­ها دارند عملاً غیرممکن و بلااستفاده شده است. ازاین‌رو در این مقاله مسئله انتخاب مسیر برای جریان­ها را در قالب یک مسئله برنامه­نویسی 0-1 مدل کرده است. در این روش هم مصرف انرژی و هم بهره­وری حداکثری از پهنای باند لینک­ها در شبکه لحاظ شده است. نتایج آزمایش­ها نشان می­دهد که روش ارائه­شده در این تحقیق ازنظر بهره­وری لینک و مصرف انرژی بهبود قابل‌ملاحظه‌ای دارد.

در [7] بر طراحی و تنظیمات شبکه محیط رایانش ابری برای کاهش انرژی به­منظور پشتیبانی از داده­های حجیم پرداخته شده است. از آنجایی در سالیان اخیر با رشد روزافزون منابع دیجیتالی حجم داده بسیار زیادی تولید و ذخیره شده است، مراکز داده نیز باید قابلیت ذخیره­سازی و پشتیبانی این حجم از داده را داشته باشند. در این مقاله به ارائه معماری و ساختار تنظیمات برای شبکه محیط رایانش ابری برای این­ منظور پرداخته است. روش ارائه­شده در این مقاله یک سیستم کنترل انرژی آنلاین و توزیع­شده است که با توجه به ترافیک شبکه و درخواست­های بعدی برای انتقال میان شبکه موجب کاهش انرژی مصرفی در شبکه می­شود. برای آزمایش این تحقیق نیز، یک نمونه کوچک اجرا و با فن‌های مقیاس­پذیری کارایی آن برای حجم زیادی از داده نشان داده شده است.

در [8] به ارائه یک روش زمان‌بندی عناصر شبکه برای کاهش مصرف انرژی در شبکه محیط رایانش ابری پرداخته است. ایده اصلی در این است که برای انتقال هر جریان اطلاعات میان گره­ها در داخل شبکه از کوچک‌ترین زیرشبکه ممکن استفاده شود تا میزان مصرف انرژی به پایین­ترین حد خود برسد. برای این منظور یک ساختار شبکه منطقی برای مرکز داده طراحی و انتخاب می­شود که انتخاب عناصر و زیرمجموعه بهینه برای انتقال جریان­ها توسط این ساختار صورت می­گیرد. نتایج نشان می­دهد که با توجه به توپولوژی­های مختلف شبکه محیط رایانش ابری، روش ارائه­شده از عملکرد مناسبی برخوردار است.

در [9] یک چارچوب کلی و ساختاری برای بهینه­سازی مصرف انرژی در شبکه­های مراکز داده پیشنهاد شده است. ایده اصلی این روش در ترکیب یک سری ویژگی­های محیط رایانش ابری با مبحث مهندسی ترافیک است. در این چارچوب ابتدا ثابت شده است که مسئله بهینه­سازی مصرف انرژی با در نظر گرفتن محدودیت زمانی در انتقال جریان­ها در شبکه یک مسئله NP-Complete است و سپس به ارائه راه­حلی پرداخته است که بهینه­سازی مصرف انرژی را نه به­صورت کامل ولی در حد معقول خود انجام می­دهد. راه­حل ارائه شده از دو گام تشکیل می­شود: اول اینکه از مجازی­سازی و انتساب ماشین­های مجازی به سرورها برای کاهش ترافیک شبکه استفاده می­کند و در گام دوم به تعادل میان سوئیچ­های فعال در شبکه و میزان ترافیک شبکه دست می­یابد. درواقع در این مقاله از مجازی­سازی و انتخاب سوئیچ­ها برای کاهش مصرف انرژی بهره گرفته است. نتایج نشان می­دهند که روش ارائه­شده دارای بهبود 50درصدی در مصرف انرژی نسبت به سایر روش­ها است.

در [10] مسئله کاهش مصرف انرژی را مانند سایر مقالات در قالب یک مسئله بهینه­سازی مدل کرده و اشاره کرده است که با افزایش و بزرگ‌شدن حجم مراکز داده حل این مسئله بسیار سخت­تر و پیچیده­تر شده است و نیاز به روش­هایی است که قابلیت مقیاس­پذیری را داشته باشند. در این مقاله یک توپولوژی سلسله­مراتبی دوسطحی برای شبکه محیط ابر پیشنهاد شده است که دو هدف خاموش کردن سوئیچ­های غیرفعال و حداکثر بهره­وری از لینک­های ارتباطی میان شبکه را در نظر دارد. برای حداکثر بهره­وری لینک­ها نیز در قالب مسئله ماکزیمم جریان هزینه[1] مدل شده است تا با حل آن به نتایج مطلوب برس. نتایج نیز حاکی از عملکرد مناسب این روش می­باشند.

در [11] نیز تمرکز اصلی بر پهنای باند شبکه برای کاهش مصرف انرژی در شبکه می­باشد. روش ارائه­شده در این تحقیق به مینیمم­کردن مصرف انرژی کل در شبکه با توجه به ترافیک شبکه در زمان پرداخته است. به‌عبارت‌دیگر در این تحقیق فاکتور زمان نیز در ترافیک شبکه در نظر گرفته شده است به‌نحوی‌که سیاست­های مختلفی برای مسیریابی و خاموش­ و روشن­کردن سوئیچ­­ها در زمان­ها کم ترافیک و پرترافیک اجرا می­شود. این روش بر روی SDN صورت گرفته است و برای شبیه­سازی آن از OMNet++ استفاده شده است که نتایج حاکی از عملکرد مناسب هستند.

در [12] ابتدا به نحوه انتساب ماشین مجازی به سرورها اشاره شده است. درواقع روش ارائه شده از دو بخش کلی تشکیل شده است: در بخش اول مجازی­سازی با در نظر گرفتن کاهش انرژی در سرورها و شبکه انجام می­شود و در مرحله دوم با

توجه به این­که مسئله بهینه­سازی انرژی یک مسئله NP-Complete است از یک الگوریتم اکتشافی برای حل آن و کاهش مصرف انرژی در شبکه محیط رایانش ابری بهره گرفته می­شود. نتایج نشان می­دهد که روش ارائه­شده موجب صرفه­جویی 57درصدی در مصرف انرژی می­شود.

در [13] به ارائه ساختار و چارچوبی برای شبکه محیط رایانش ابری پرداخته شده است که علاوه بر این­که شبکه دارای کمترین میزان تأخیر باشد در مصرف انرژی نیز به حد کافی بهینه عمل کند. به همین منظور معماری ترکیبی برای سوئیچ­ها ارائه شده است به‌نحوی‌که علاوه بر افزایش قدرت پردازشی آن­ها مصرف انرژی نیز کاهش می­یابد. درنهایت نیز روش ارائه­شده با استفاده از OMNeT++ شبیه­سازی شده است که نتایج حاکی از بهبود قابل‌ملاحظه این روش می­باشد.

فرضیه ­ها (هر فرضیه به‌صورت یک جمله خبری نوشته شود):

  • با توجه به عدم دسترسی به یک مرکز داده واقعی و عدم امکان آزمایش حقیقی روش ارائه­شده از شبیه­سازی برای ارزیابی روش ارائه­شده استفاده می­شود.

اهداف تحقیق

  • ارائه یک مدل­سازی جدید برای مسئله بهینه­سازی مصرف انرژی در شبکه در قالب یک تابع هزینه
  • استفاده از الگوریتم کلونی مورچگان برای حل مسئله NP-Complete فوق
  • کاهش مصرف انرژی در شبکه محیط رایانش ابری با استفاده از مراحل فوق
  • استفاده از الگوریتم­های کلونی مورچگان در حل مسائل بهینه ­سازی NP-Complete
  • کاهش مصرف انرژی در شبکه محیط رایانش ابری
  • لزوم کاهش مصرف انرژی در محیط رایانش ابری به­ منظور کاهش گازهای گلخان ه­ای برای تولید برق از یک طرف و کاهش هزینه و افزایش سودآوری

 

جنبه نوآوری و جدید بودن تحقیق در چیست؟

  • مدل­سازی مصرف انرژی در شبکه محیط رایانش ابری به روشی جدید و در نظر گرفتن شروط و متغیرهای جدید (مانند در نظر گرفتن بیشترین مبدأ و مقصد در جریان­های قبلی در شبکه، در نظر گرفتن پیشینه انتقال جریان­ها و شناسایی نقاط گلوگاه و ...) در قالب یک تابع هزینه جدید
  • استفاده از الگوریتم کلونی مورچگان برای حل مسئله بهینه­سازی مصرف انرژی در شبکه محیط رایانش ابری

نوع روش تحقیق

نوع روش تحقیق کاربردی است که طبق تعریف هدف از این نوع تحقیق آزمون مفاهیم نظری در موقعیت­های مسائل واقعی زندگی و حل مشکلات ملموس است. در این تحقیق نیز هدف استفاده از مدل­سازی مصرف انرژی در محیط شبکه رایانش ابری و حل آن با الگوریتم کلونی مورچگان به‌منظور حل مسئله واقعی کاهش مصرف انرژی در محیط­های رایانش ابری می­باشد.

روش گردآوری اطلاعات

با توجه به این­که روش ارائه­ شده بر ترافیک میان سوئیچ­ها و جریان­ها تمرکز دارد و به‌عبارت‌دیگر در لایه انتقال اطلاعات خام عمل می­کند، مجموعه­داده خاصی در نظر گرفته نمی­شود و فقط در شبیه­ سازی میزان ترافیک جریان میان گره­ها در شبکه تعریف می­شود.

روش تجزیه و تحلیل اطلاعات

برای شبیه ­سازی روش ارائه شده از ابزار [14] استفاده می­شود که قابلیت تعریف سوئیچ­ها و ساختار شبکه و میزان ترافیک میان آن­ها را دارد.

برای ارزیابی نیز از میزان مصرف انرژی و عبارت دیگر نرخ مصرف انرژی[1] استفاده می­شود که عبارت است از:

میزان کل مصرف انرژی با اعمال روش ارائه­ شده در این تحقیق

پروپوزال کامپیوتر الگوریتم کلونی مورچگان

آموزش تخصصی انجام پایان نامه مهندسی کامپیوتر، شبکه حسگر بیسیم

آموزش انجام پایان نامه رایانش ابری

آموزش انجام پایان نامه رایانش ابری موبایل

پروپوزال مهندسی کامپیوتر تشخیص مدل خودرو بر پایه استخراج ویژگی محلی از تصویر

پروپوزال کامپیوتر بهینه سازی مصرف انرژی در شبکه محاسباتی ابر با استفاده از استراتژی زمانبندی مهاجرت ماشینهای مجازی

پروپوزال مهندسی کامپیوتر تلفیق الگوریتم ژنتیک و منطق فازی برای خوشه بندی نابرابر در شبکه های حسگر بیسیم

 

[1] Network energy ratio

[1] Maximum cost flow

[2] Flows

[1] Switch

[2] Topology

مشاوره تخصصی انجام پایان نامه ارشد

یکی از مهمترین وظایف دانشجویان در مقاطع تحصیلات تکمیلی (کارشناسی ارشد و دکتری) انجام پایان نامه می باشد. فقر اساتید خبره در زمینه های مختلف علمی تحقیقاتی در برخی دانشگاه های داخلی و خارجی موجب سردرگمی دانشجویان عزیز گردیده است، موسسه ادیب مشاور مفتخر است که در پاسخ به این نیاز طی ده سال فعالیت به تعداد بیشماری از دانشجویان ارشد و دکتری خدمات مشاوره تخصصی ارايه داده است.

به طور کلی انجام پایان نامه کاری زمان بر است که دانش و تجربه زیادی نیازمند است. موسسه ادیب مشاور با چندین سال تجربه در عرصه مشاوره و با در اختیار داشتن متخصصین و اساتیدی با تجربه آماده مشاوره و آموزش پایان نامه در کلیه رشته های دانشگاهی می باشد.

علاوه بر این موسسه ادیب مشاور، در زمینه شبیه سازی مقالات، پایان نامه ها و انجام پروژه ها با برنامه نویسی نیز به دانشجویان کشور عزیزمان خدمات لازم را ارائه می کند. این خدمات شامل تحلیل آماری، پیاده سازی با انواع نرم افزارهای مهندسی، برنامه نویسی با انواع زبان های برنامه نویسی و تهیه پرسش نامه می شود.

به طور کلی سر فصل های خدمات موسسه ادیب مشاور عبارتند از:

مشاوره پروپوزال در رشته مدیریت، حسابداری، مهندسی برق قدرت، مهندسی برق الکترونیک، مهندسی کامپیوتر و روانشناسی و دیگر رشته ها

مشاوره پایان نامه در رشته مدیریت، حسابداری، مهندسی برق قدرت، مهندسی برق الکترونیک، مهندسی کامپیوتر و روانشناسی و دیگر رشته ها

استخراج مقاله از پایان نامه در رشته مدیریت، حسابداری، مهندسی برق قدرت، مهندسی برق الکترونیک، مهندسی کامپیوتر و روانشناسی و دیگر رشته ها

انجام پایان نامه کامپیوتر، پروپوزال مهندسی کامپیوتر

اگر برای هریک از موارد فوق نیاز به مشاوره رایگان دارید، همین الان با ما تماس بگیرید.