پروژه دانشجویی مقاله ترکیب سرویس با آگاهی از کیفیت سرویس در محاسبات ابری با استفاده از روش زنبورعسل مبتنی بر کلونی تحت word دارای 6 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد پروژه دانشجویی مقاله ترکیب سرویس با آگاهی از کیفیت سرویس در محاسبات ابری با استفاده از روش زنبورعسل مبتنی بر کلونی تحت word کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی پروژه دانشجویی مقاله ترکیب سرویس با آگاهی از کیفیت سرویس در محاسبات ابری با استفاده از روش زنبورعسل مبتنی بر کلونی تحت word ،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن پروژه دانشجویی مقاله ترکیب سرویس با آگاهی از کیفیت سرویس در محاسبات ابری با استفاده از روش زنبورعسل مبتنی بر کلونی تحت word :
مقدمه
جهان محاسباتی که امروز با آن روبرو هستیم روزبه روز در حال بزرگتر و پیچیده تر شدن است . محاسبات ابری در ادامه سایر سبک ها مانند محاسبات شبکه ای معرفی گردیده است .
محاسبات ابری به شما اجازه میدهد به تمام برنامه های کاربردی و اسناد خود، از هر جایی از دنیا دسترسی پیدا کنید به جای قرار گرفتن برنامه های کاربردی و داده ها بر روی یک کامپیوتر شخصی منفرد، همه چیز بر روی ابر که مجموعه ای متشکل از چندین کامپیوتر و سرور است که از طریق اینترنت به آنها دسترسی مییابیم میزبانی میشود[1].
در طول دهه های اخیر روش ها و الگوریتم های تکاملی به – طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته اند. مثال هایی از کاربرد این تکنیک ها در حل مسائل مختلف از جمله چیدمان ، مسائل چندهدفی ، مسائل برنامه ریزی و مسائل فازی می باشد. مدلسازی رفتار حشرات اجتماعی مانند مورچه ، زنبور و استفاده از این مدل ها برای جستجو و حل مسائل نیز، از زمینه های مورد بحث در زندگی حشرات گروهی است که امروزه بسیار مورد توجه قرار گرفته است . کلونی زنبورها یک تکنیک کارا برای حل مسائل بهینه سازی است که بر مبنای رفتار کاوشگرانه زنبورهای عسل در طبیعت عمل می کند. الگوریتم زنبور عسل شامل گروهی مبتنی بر الگوریتم جستجو است که اولین بار در سال 2005 توسعه یافت [2]؛ این الگوریتم شبیه سازی رفتار جستجوی غذای گروه های زنبورهای عسل است . الگوریتم زنبور هر نقطه را در فضای پارامتری (متشکل از پاسخ های ممکن ) به عنوان منبع غذا تحت بررسی قرار می دهد.
ترکیب سرویس های وب با آگاهی از کیفیت سرویس ، یک الزام کلیدی در محاسبات سرویس گرا میباشد زیرا انجام فعالیت – های پیچیده کاربر را با برآورده ساختن محدودیت های کیفیت سرویس مقدور میسازد[3]. از آنجائی که سرویس های وب با عملکرد یکسان و کیفیت سرویس متفاوت با ازدیاد سرویس های وب در حال افزایش میباشند، تصمیم گیری برای انتخاب این که از کدام سرویس در یک سرویس مرکب داده شده بر پایه ویژگی – های کیفیت سرویس باید انتخاب شود که رضایت کاربر را به حداکثر برساند ایجاد میشود. بنابراین انتخاب سرویس های وب با آگاهی از کیفیت سرویس ، نقش مهمی را در ترکیب سرویس های وب بازی می کند. کیفیت سرویس برای سرویس های با وظیفه مندی یکسان به کار رفته و جنبه های غیروظیفه مندی سرویس را در نظر میگیرد مانند: هزینه ، زمان پاسخ ، قابلیت دسترسی، قابلیت اطمینان ، توان عملیاتی و غیره(جزئیات بیشتر را میتوانید در تز دکترای کاردوسو بیابید[4]).
در ادامه ، در قسمت 2، کارهای پیشین را بررسی خواهیم نمود. در قسمت 3، مسئله را بیان میکنیم و در قسمت 4 به بررسی روش کار میپردازیم . در قسمت 5 عملکرد روش پیشنهادی با الگوریتم ژنتیک مورد مقایسه قرار خواهد گرفت و بالاخره در قسمت 6 نتیجه گیری ارائه خواهد شد.
2- کارهای پیشین
مسئله انتخاب سرویس وب مبتنی بر کیفیت سرویس برای اولین بار توسط چانگ یو و همکارانش گزارش گردید و سپس مورد استقبال محققان زیادی قرار گرفت . هافمن در سال 2007، یک فرمالیسم برنامه ریزی برای نشان دادن ترکیب سرویس های وب ، و همچنین شناسایی یک مورد خاص از ترکیب سرویس وب به نام “اثر رو به جلو” معرفی کرد[5]. در سال 2004 گرینر[6]، در مورد کشف سرویس های پویا و ترکیب سرویس با آگاهی از کیفیت سرویس ، اعلام کرد که در معماری سرویس گرا، مجموعه محدودیت ها برای بیان خصوصیات عملکردی و غیرعملکردی سرویس ها برای جستجو استفاده میشود و سرویس ممکن است با توجه به برخی از معیارهای مطلوب کیفیت سرویس انتخاب شود. گراسمن در سال 2002، به جای استفاده از الگوریتم ژنتیک برای یافتن ترکیب بهینه از سرویس ها، از تکنیک های برنامه – نویسی غیرخطی عدد صحیح استفاده کرد[7].
مایکل جایگر و گرو مول نیز از کاربرد الگوریتم ژنتیک برای مسئله بهینه سازی در انتخاب سرویس های وب با آگاهی از کیفیت سرویس استفاده کرده اند و پیاده سازی این الگوریتم در محیط شبیه سازی آنها3 به منظور مقایسه کارائی آن با روش های دیگر تست شده است [8]. در سال 2010، وی ژانگ و همکارانش تکنیک بهینه سازی کلونی مورچه ها را برای ترکیب پویای سرویس های وب مبتنی بر کیفیت سرویس ارائه نموده اند[9].
ژانگ و ژو در سال 2009، در یک کنفرانس بین المللی در مورد سرویس های وب، یک معماری باز محاسبات ابری 4 پیشنهاد دادند، و اشاره کردند که مجازیسازی و معماری سرویس گرا، دو کلید تکنیکی قدرتمند هستند[10]. وانگ در سال 2008، چندین تکنیک توانمند برای محاسبات ابری معرفی کرد[11].
3- بیان مسئله
محاسبات ابری در مفهوم ترکیب سرویس در سرویس های وب به معنی به کارگیری قابلیت های کامپیوتری برمبنای اینترنت می – باشد. ترکیب سرویس های وب معمولا فرآیندی است که در آن مجموعه ای از سرویس های وب موجود به ترتیبی که مورد نیاز است در کنار هم قرار میگیرند تا پاسخگوی نیاز کاربران باشند. به این سرویس وب جدید، سرویس وب مرکب گفته میشود.
هیچ کدام از سرویس های وب به کار گرفته شده در ترکیب به – تنهایی قابلیت و کارآیی آن وبسرویس مرکب را ندارند. به این فرآیند، ترکیب سرویس گفته میشود. سرویس های مرکب به – عنوان راه کاری برای پاسخگویی به نیازهای کاربران میباشد.
ممکن است سرویس های موجود در سرویس های مرکب در مکان های مختلف پیاده سازی شوند و در زمینه های مختلف اجرا شوند اما برای دست یابی به یک هدف باید با یکدیگر تعامل داشته باشند.
یک مبحث چالش برانگیز، انتخاب بهترین مجموعه از سرویس ها برای ترکیب بندی براساس معیارهای کیفیت سرویس است که بتواند محدودیت های سراسری کیفیت سرویس اعمال شده توسط کاربر را برآورده نماید، که این ، به عنوان یک مسئله NP-Hard شناخته می شود. در این مقاله سعی شده است با استفاده از روش مبتنی بر الگوریتم زنبورعسل ، یک سرویس مرکب بهینه را براساس معیارهای کیفیت سرویس در محیط محاسبات ابری با توجه به محدودیت های سراسری کاربر پیدا کرد و با الگوریتم ژنتیک مقایسه و بررسی کرد. روش کار به این – صورت میباشد که یکسری وظیفه 5 داریم که هر کدام از این وظیفه ها شامل سرویس های متعددی میباشند. برای اجرای هر کدام از وظیفه ها میتوان یک سرویس ابر پیدا کرد. هر کدام از این سرویس ها از نظر وظیفه مندی یکسان هستند. ترکیب سرویس همه وظیفه ها یک هدف خاصی را برآورده میکند. ما در این روش یکسری سرویس به صورت تصادفی انتخاب و سپس معیارهای کیفیت سرویس آنرا محاسبه میکنیم . بعد از آن بررسی میکنیم که آیا محدودیت های کاربر برآورده شده است یا خیر؟ اگر محدودیت های کاربر برآورده شده باشد شایستگی آنرا محاسبه خواهیم کرد. در آخر، سرویس هایی که بهینه ترین شایستگی را تولید میکنند انتخاب می شوند.
4- شرح روش
در این قسمت ، هدف یافتن یک سرویس مرکب بهینه با آگاهی از معیارهای کیفیت سرویس در محیط محاسبات ابری است که برای این کار از کلونی زنبور عسل استفاده شده است .
انتخاب از بین سرویس های موجود در یک وظیفه براساس معیارهای کیفیت سرویس انجام میپذیرد. به عنوان مثال اگر هزینه برای یک نفر مهمتر از سایر ویژگی های کیفیت سرویس باشد در این صورت تصمیم به انتخاب کم هزینه ترین سرویس گرفته میشود یا اگر زمان برای او اهمیت داشته باشد سریع ترین سرویس انتخاب خواهد شد. علاوه برآن کاربر ممکن است محدودیت هایی را برای برخی از ویژگی های کیفیت سرویس تعریف کرده باشد مثلا هزینه از یک مقدار مشخصی بالاتر نرود که در انتخاب سرویس ها نیز بایستی این موضوع مدنظر قرار داده شود. اگر تمامی حالات ممکن برای ترکیب این سرویس ها بررسی شود و در آخر از بین این حالات بهینه ترین جواب انتخاب شود به طوریکه محدودیت های کاربر نیز برآورده شده باشد، درست است که جواب حاصل ، جواب قطعی خواهد بود اما نیازمند زمان زیادی خواهد بود که این با افزایش تعداد وظایف ، بیشتر نیز خواهد شد. لذا برای این کار از الگوریتم زنبور عسل استفاده شده است تا با انتخاب تصادفی سرویس ها، تعداد حالات علاوه براین که کم میشود یک جواب بهینه نیز پیدا شود، هر چند که جواب بهینه ی حاصل ، جواب قطعی نخواهد بود. به منظور به کارگیری الگوریتم پیشنهادی برای مسئله موردنظر بایستی ابتدا یک مجموعه داده اولیه ایجاد کرد، سپس عملکرد زنبورها را بر روی مسئله پیاده سازی ک د. مهمترین مواردی که بایستی در حل مسئله مدنظر قرار گیرند عبارتند از:
• معیارهای کیفیت سرویس که شامل زمان پاسخ ، هزینه ، قابلیت دسترسی و قابلیت اطمینان است .
• برآورده شدن محدودیت های کاربر با توجه به معیارهای کیفیت سرویس .
• بهینه سازی تابع شایستگی. برای بهینه کردن میزان شایستگی بایستی پارامترهای کیفیت سرویس و همچنین فاکتورهای وزن در نظر گرفته شوند.
قبل از توضیح الگوریتم زنبور عسل برای یافتن راه حل بهینه ، چگونگی محاسبه معیارهای کیفیت سرویس را مطرح خواهیم نمود.
4-1 محاسبه معیارهای کیفیت سرویس
روشی که برای محاسبه معیارهای کیفیت سرویس کل در نظر گرفته شده است به این صورت میباشد که برای ساختار متوالی از وظایف قابلیت اطمینان سرویس انتخاب شده از هر وظیفه و قابلیت دسترسی سرویس انتخاب شده از هر وظیفه با هم ضرب خواهند شد و هزینه سرویس انتخاب شده از هر وظیفه و زمان پاسخ سرویس انتخاب شده از هر وظیفه با هم جمع خواهند شد. روابط 1، 2، 3 و 4 چگونگی محاسبه معیارهای کیفیت سرویس کل را نشان می دهند.
4-2 تابع شایستگی
تابع شایستگی مطابق رابطه 5 تعریف میشود که شامل معیارهای کیفیت سرویس یعنی قابلیت اطمینان ، قابلیت دسترسی، هزینه و زمان پاسخ و همچنین شامل فاکتورهای وزن می باشد. همان طور که میدانید مقادیر ممکن برای قابلیت اطمینان و قابلیت دسترسی عددی مابین 0 تا 1 میباشد، لذا مقادیر ممکن برای هزینه و زمان پاسخ را نیز نرمال سازی می کنیم تا اثر فاکتورهای وزن برروی هر یک از معیارهای کیفیت سرویس یکسان باشد فاکتورهای وزن میباشند. فاکتورهای وزن اهمیت معیارهای کیفیت سرویس را نشان میدهند. کم یا زیاد کردن مقادیر فاکتورهای وزن در مقدار شایستگی تأثیر خواهد گذاشت . در مسئله ما مقادیر تمامی فاکتورهای وزن برابر 1 در نظر گرفته شده است . تابع شایستگی در مسئله ما زمانی بهینه خواهد بود که مقدار آن مینیمم باشد.
4-3 یافتن راه حل با استفاده از الگوریتم زنبور عسل
برای یافتن راه حل با استفاده از الگوریتم زنبور عسل ، تعدادی منابع غذایی نیاز است . برای ایجاد منابع غذایی اولیه که شامل n
وظیفه میباشد، از هر وظیفه به صورت تصادفی یک سرویس انتخاب میشود در نتیجه یک منبع غذایی شامل n سرویس از n
وظیفه میباشد. پس از ایجاد منابع غذایی اولیه با استفاده از توابع تجمعی گفته شده در قسمت 4-1 معیارهای کیفیت سرویس هر منبع غذایی محاسبه میشود. در این مسئله مقدار هزینه کمتر از 150 و مقدار زمان پاسخ کمتر از 100 و مقادیر قابلیت اطمینان و قابلیت دسترسی عددی مابین 0 تا 1 در نظر گرفته شده است . بعد از ایجاد منابع غذایی اولیه و محاسبه معیارهای کیفیت سرویس ، بررسی میشود که آیا محدودیت های کاربر برآورده شده است یا خیر؟ اگر محدودیت های کاربر برآورده نشده باشد دوباره به صورت تصادفی سرویس های دیگری از هر وظیفه انتخاب میشود و پس از محاسبه معیارهای کیفیت سرویس ، اگر محدودیت های کاربر برآورده شده باشد مقدار بدست آمده جایگزین منبع غذایی مورد نظر میشود. پس از اینکه منابع غذایی اولیه ایجاد شد میزان شایستگی منابع غذایی محاسبه میشود. مقدار شایستگی با توجه به رابطه 5 به دست می آید.
