دانلود پایان نامه ارایه روشی فرا ابتکاری جهت کاهش توان مصرفی در محاسبات ابری مبتنی بر ایجاد توازن
دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد رایگان همراه با شبیه سازی متلب ارایه روشی فرا ابتکاری جهت کاهش توان مصرفی در محاسبات ابری مبتنی بر ایجاد توازن بار الگوریتم ترکیبی PSO و K-means خوشه بندی بهینه سازی گروه ذرات
شرح فایل
فایل پایان نامه همراه با شبیه سازی متلب ارایه می شود
فصل اول: ادبیات تحقیق
-1-1مقدمه
امروزه کاربردهای فناوری اطلاعات بسیار زیاد شده است و بسیاری از زمینه‌ها را پوشش می‌دهد. متخصص فناوری اطلاعات وظایف گوناگونی دارد، از نصب برنامه‌های کاربردی تا طراحی شبکه‌های پیچیده رایانه‌ای و پایگاه داده‌های اطلاعاتی. با افزایش چشمگیر تنوع تجهیزات و خدمات مربوط به فناوری اطلاعات، مدیریت خدمات ارائه شده در این حوزه نیز با چالشهای فراوانی روبرو شده‌است. مدیریت رسیدگی به مشکلات و درخواست¬ها، مدیریت تجهیزات و منابع در رابطه با خدمات پشتیبانی فنی و تخصیص آنها به کاربران، و همچنین نظارت، کنترل و برنامه ریزی در این زمینه از جمله مواردی است که مدیران حوزه فناوری اطلاعات را بر آن می‌دارد تا برای خود ابزارهای سودمند و کارا تدارک ببینند. از جمله این ابزارها، میتوان به نرم‌افزارهای مدیریت خدمات فناوری اطلاعات اشاره نمود که می‌توانند مدیران و کارشناسان و تکنسین‌ها را در این رابطه یاری نمایند[1].
با پیشرفت فناوری اطلاعات نیاز به انجام کارهای محاسباتی در همه جا و همه زمان به وجود آمده است. همچنین نیاز به این هست که افراد بتوانند کارهای محاسباتی سنگین خود را بدون داشتن سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای گران، از طریق خدماتی انجام دهند. محاسبات ابری آخرین پاسخ فناوری به این نیازها بوده است. از آنجا که اکنون این فناوری دوران طفولیت خود را می¬گذراند، هنوز تعریف استاندارد علمی که مورد قبول عام باشد برای آن ارائه نشده است اما بیشتر صاحبنظران بر روی قسمت¬هایی از تعریف این پدیده هم رای هستند. موسسه ملی فناوری و استانداردها محاسبات ابری را اینگونه تعریف می‌کند:
«محاسبات ابری مدلی است برای فراهم کردن دسترسی آسان بر اساس تقاضای کاربر از طریق شبکه به مجموعه‌ای از منابع رایانشی قابل تغییر و پیکربندی (مثل: شبکه‌ها، سرورها، فضای ذخیره‌سازی، برنامه‌های کاربردی و سرویسها) که این دسترسی بتواند با کمترین نیاز به مدیریت منابع و یا نیاز به دخالت مستقیم فراهم‌کننده سرویس به سرعت فراهم شده یا آزاد گردد.»
عموماً مصرف کننده‌های محاسبات ابری مالک زیر ساخت فیزیکی ابر نیستند، بلکه برای اجتناب از هزینه سرمایه‌ای آن را از عرضه کنندگان شخص ثالث اجاره می‌کنند. آنها منابع را در قالب سرویس مصرف می‌کنند و تنها بهای منابعی که به کار می‌برند را می‌پردازند. بسیاری از سرویسهای محاسبات ابری ارائه شده، با به کار گیری مدل رایانش همگانی امکان مصرف این سرویسها را به گونه‌ای مشابه با صنایع همگانی (مانند برق) فراهم می‌سازند. این در حالی است که سایر گونه‌های عرضه کنندگان بر مبنای اشتراک سرویس¬های خود را عرضه می‌کنند. به اشتراک گذاردن قدرت رایانشی «مصرف¬شدنی و ناملموس» میان چند مستاجر می‌تواند باعث بهبود نرخ بهره‌وری شود؛ زیرا با این شیوه کارساز دیگر (سرور)ها بدون دلیل بیکار نمی‌مانند (که سبب می‌شود هزینه‌ها به میزان قابل توجهی کاهش یابند در عین حال که سرعت تولید و توسعه برنامه‌های کاربردی افزایش می‌یابد). یک اثر جانبی این شیوه این است که رایانه‌ها به میزان بیشتری مورد استفاده قرار می‌گیرند زیرا مشتریان محاسبات ابری نیازی به محاسبه و تعیین حداکثری برای بار حداکثر خود ندارند[2].
-2-1تعریف مسئله و سوالات اصلی تحقیق
ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت اﺑﺮی اﻟﮕﻮﯾﯽ از ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت ﺗﻮزﯾﻊ ﺷﺪه، ﻣﺮﮐﺐ از ﺗﻌﺪاد زﯾﺎدی ﻣﻨﺎﺑﻊ و درﺧﻮاﺳﺖ¬ﻫﺎ ﺑﺎ ﻫﺪف ﺑﻪ اﺷﺘﺮاک ﮔﺬاری ﻣﻨﺎﺑﻊ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺳﺮوﯾﺲ، ﺑﺮ روی ﺑﺴﺘﺮ اﯾﻨﺘﺮﻧﺖ ﻣﯿﺒﺎﺷﺪ. ﻣﻨﺎﺑﻌﯽ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺣﺎﻓﻈﻪ، ﭘﺮدازﺷﮕﺮ، ﺳﺮوﯾﺲ ﻫﻤﯿﺸﻪ ﺑﺎ ارزش ﻣﯽ ﺑﺎﺷﻨﺪ و اﺳﺘﻔﺎده ﺑﻬﯿﻨﻪ¬ﺗﺮ از آﻧﻬﺎ ﯾﮏ ﭼﺎﻟﺶ ﺑﯽ اﻧﺘﻬﺎ ﻣﺤﺴﻮب ﻣﯽ¬ﺷﻮد، از اﯾﻦ رو ﻣﺴﺌﻠﻪ زﻣﺎﻧﺒﻨﺪی وﻇﺎﯾﻒ در راﯾﺎﻧﺶ اﺑﺮی، ﻣﺴﺌﻠﻪای ﺑﺴﯿﺎر ﻣﻬﻢ ﻣﺤﺴﻮب ﻣﯽ¬ﺷﻮد ﮐﻪ ﺳﻌﯽ دارد ﯾﮏ زﻣﺎن ﺑﻨﺪی ﺑﻬﯿﻨﻪ ﺑﺮای اﺟﺮای وﻇﺎﯾﻒ و ﺗﺨﺼﯿﺺ ﻣﻨﺒﻊ ﺑﻬﯿﻨﻪ ﻣﺸﺨﺺ ﻧﻤﺎﯾﺪ[3].
در سال های اخیر با رشد روز افزون حجم اطلاعات پردازشی، نیاز به سیستم های توزیع شده و پردازش موازی بیشتراز قبل احساس شده است. محاسبات گرید از دسته سیستم¬های توزیع شده و زیر بنای سیستم های محاسبات ابری می¬باشند. این فناوری با استفاده از زیر ساخت های ارتباطی و شبکه های کامپیوتری امکان دسترسی به انواع منابع را به صورت راه دورمیدهد. منابع محاسباتی ناهمگون سخت افزاری و نرم افزاری را میتوان بدون محدودیت جغرافیایی به هم متصل نمود به طوریکه کل ساختار سیستم به صورت یک ماشین مجازی واحد دیده شود، ،سپس برنامه¬های کاربردی بسیارپیچیده و بزرگ را که به توان پردازشی بسیار بالا و به حجم عظیمی از داده نیاز دارند برروی این ماشین مجازی می توان اجرا نمود. در واقع هدف این است که از منابع محاسباتی سیستم¬ها زمانی که بیکار هستند برای اجرای کارهای عظیم بهره برده شود[4].
در واقع الگویی از محاسبات ابری توزیع شده ، مرکب از تعداد زیادی منابع و درخواست با هدف به اشتراک گذاری منابع به صورت سرویس، بر روی بستر اینترنت می¬باشد.
فهرست مطالب
چکیده و
فصل اول 2
ادبیات تحقیق 2
1- فصل اول: ادبیات تحقیق 4
1-1- مقدمه 4
1-2- تعریف مسئله و سوالات اصلی تحقیق 5
1-3- ضرورت انجام تحقیق 6
1-4- فرضیه ها 6
1-5- هدفها 7
1-6- کاربردها 8
1-7- ساختار گزارش پایان نامه 8
فصل دوم 9
کلیات تحقیق 9
2- فصل دوم: کلیات تحقیق 10
2-1- مقدمه 10
2-2- محاسبات ابری 11
2-2-1 تعریف محاسبات ابری 11
2-2-2- شناخت بهتر محاسبات ابری 13
2-2-3- دیدگاه های مختلف در خصوص محاسبات ابری 14
2-2-4- مزایا و نقاط قوت رایانش ابری 17
2-2-5- نقاط ضعف رایانش ابری 21
2-3- مراکز داده 22
2-3-1- تعریف مرکز داده 22
2-3-2- لزوم مراکز داده 24
2-3-3- ویژگی‌های مراکز داده 25
2-3-4- مزایای اصلی مراکز داده 27
2-3-5- الزامات و بایدها در خصوص مراکز داده 28
2-3-6- خدمات مرکز داده 30
2-3-7- ساختار مراکز داده 31
2-4- پیشینه تحقیق 34
2-5- جمع بندی 37
3- فصل سوم: الگوریتم پیشنهادی 39
3-1- مقدمه 39
3-2- الگوریتم بهینه سازی توده ذرات 40
3-3- زمان‌بندی بر مبنای بهینه سازی گروه ذرات 45
3-4- خوشه بندی k-means 48
3-5- معرفی الگوریتم پیشنهادی 49
3-6- الگوریتم ترکیبی PSO و K-means 50
3-7- تابع برازندگی 50
3-8- فلوچارت الگوریتم پیشنهادی 51
3-9- نتیجه گیری 53
4- نتایج تجربی 55
4-1- مقدمه 55
4-2- ارزیابی روش پیشهادی 55
4-3- مجموعه داده های مورد استفاده 55
4-4- زمان پاسخ 56
4-5- زمان اجرا 57
4-6- مصرف انرژی 58
4-7- نتیجه گیری 58
5- نتیجه گیری و کارهای آینده 60
5-1- نتیجه گیری 60
5-2- کارهای آینده 61
فصل اول: ادبیات تحقیق
-1-1مقدمه
امروزه کاربردهای فناوری اطلاعات بسیار زیاد شده است و بسیاری از زمینه‌ها را پوشش می‌دهد. متخصص فناوری اطلاعات وظایف گوناگونی دارد، از نصب برنامه‌های کاربردی تا طراحی شبکه‌های پیچیده رایانه‌ای و پایگاه داده‌های اطلاعاتی. با افزایش چشمگیر تنوع تجهیزات و خدمات مربوط به فناوری اطلاعات، مدیریت خدمات ارائه شده در این حوزه نیز با چالشهای فراوانی روبرو شده‌است. مدیریت رسیدگی به مشکلات و درخواست¬ها، مدیریت تجهیزات و منابع در رابطه با خدمات پشتیبانی فنی و تخصیص آنها به کاربران، و همچنین نظارت، کنترل و برنامه ریزی در این زمینه از جمله مواردی است که مدیران حوزه فناوری اطلاعات را بر آن می‌دارد تا برای خود ابزارهای سودمند و کارا تدارک ببینند. از جمله این ابزارها، میتوان به نرم‌افزارهای مدیریت خدمات فناوری اطلاعات اشاره نمود که می‌توانند مدیران و کارشناسان و تکنسین‌ها را در این رابطه یاری نمایند[1].
با پیشرفت فناوری اطلاعات نیاز به انجام کارهای محاسباتی در همه جا و همه زمان به وجود آمده است. همچنین نیاز به این هست که افراد بتوانند کارهای محاسباتی سنگین خود را بدون داشتن سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای گران، از طریق خدماتی انجام دهند. محاسبات ابری آخرین پاسخ فناوری به این نیازها بوده است. از آنجا که اکنون این فناوری دوران طفولیت خود را می¬گذراند، هنوز تعریف استاندارد علمی که مورد قبول عام باشد برای آن ارائه نشده است اما بیشتر صاحبنظران بر روی قسمت¬هایی از تعریف این پدیده هم رای هستند. موسسه ملی فناوری و استانداردها محاسبات ابری را اینگونه تعریف می‌کند:
«محاسبات ابری مدلی است برای فراهم کردن دسترسی آسان بر اساس تقاضای کاربر از طریق شبکه به مجموعه‌ای از منابع رایانشی قابل تغییر و پیکربندی (مثل: شبکه‌ها، سرورها، فضای ذخیره‌سازی، برنامه‌های کاربردی و سرویسها) که این دسترسی بتواند با کمترین نیاز به مدیریت منابع و یا نیاز به دخالت مستقیم فراهم‌کننده سرویس به سرعت فراهم شده یا آزاد گردد.»
عموماً مصرف کننده‌های محاسبات ابری مالک زیر ساخت فیزیکی ابر نیستند، بلکه برای اجتناب از هزینه سرمایه‌ای آن را از عرضه کنندگان شخص ثالث اجاره می‌کنند. آنها منابع را در قالب سرویس مصرف می‌کنند و تنها بهای منابعی که به کار می‌برند را می‌پردازند. بسیاری از سرویسهای محاسبات ابری ارائه شده، با به کار گیری مدل رایانش همگانی امکان مصرف این سرویسها را به گونه‌ای مشابه با صنایع همگانی (مانند برق) فراهم می‌سازند. این در حالی است که سایر گونه‌های عرضه کنندگان بر مبنای اشتراک سرویس¬های خود را عرضه می‌کنند. به اشتراک گذاردن قدرت رایانشی «مصرف¬شدنی و ناملموس» میان چند مستاجر می‌تواند باعث بهبود نرخ بهره‌وری شود؛ زیرا با این شیوه کارساز دیگر (سرور)ها بدون دلیل بیکار نمی‌مانند (که سبب می‌شود هزینه‌ها به میزان قابل توجهی کاهش یابند در عین حال که سرعت تولید و توسعه برنامه‌های کاربردی افزایش می‌یابد). یک اثر جانبی این شیوه این است که رایانه‌ها به میزان بیشتری مورد استفاده قرار می‌گیرند زیرا مشتریان محاسبات ابری نیازی به محاسبه و تعیین حداکثری برای بار حداکثر خود ندارند[2].
-2-1تعریف مسئله و سوالات اصلی تحقیق
ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت اﺑﺮی اﻟﮕﻮﯾﯽ از ﻣﺤﺎﺳﺒﺎت ﺗﻮزﯾﻊ ﺷﺪه، ﻣﺮﮐﺐ از ﺗﻌﺪاد زﯾﺎدی ﻣﻨﺎﺑﻊ و درﺧﻮاﺳﺖ¬ﻫﺎ ﺑﺎ ﻫﺪف ﺑﻪ اﺷﺘﺮاک ﮔﺬاری ﻣﻨﺎﺑﻊ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺳﺮوﯾﺲ، ﺑﺮ روی ﺑﺴﺘﺮ اﯾﻨﺘﺮﻧﺖ ﻣﯿﺒﺎﺷﺪ. ﻣﻨﺎﺑﻌﯽ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﺣﺎﻓﻈﻪ، ﭘﺮدازﺷﮕﺮ، ﺳﺮوﯾﺲ ﻫﻤﯿﺸﻪ ﺑﺎ ارزش ﻣﯽ ﺑﺎﺷﻨﺪ و اﺳﺘﻔﺎده ﺑﻬﯿﻨﻪ¬ﺗﺮ از آﻧﻬﺎ ﯾﮏ ﭼﺎﻟﺶ ﺑﯽ اﻧﺘﻬﺎ ﻣﺤﺴﻮب ﻣﯽ¬ﺷﻮد، از اﯾﻦ رو ﻣﺴﺌﻠﻪ زﻣﺎﻧﺒﻨﺪی وﻇﺎﯾﻒ در راﯾﺎﻧﺶ اﺑﺮی، ﻣﺴﺌﻠﻪای ﺑﺴﯿﺎر ﻣﻬﻢ ﻣﺤﺴﻮب ﻣﯽ¬ﺷﻮد ﮐﻪ ﺳﻌﯽ دارد ﯾﮏ زﻣﺎن ﺑﻨﺪی ﺑﻬﯿﻨﻪ ﺑﺮای اﺟﺮای وﻇﺎﯾﻒ و ﺗﺨﺼﯿﺺ ﻣﻨﺒﻊ ﺑﻬﯿﻨﻪ ﻣﺸﺨﺺ ﻧﻤﺎﯾﺪ[3].
در سال های اخیر با رشد روز افزون حجم اطلاعات پردازشی، نیاز به سیستم های توزیع شده و پردازش موازی بیشتراز قبل احساس شده است. محاسبات گرید از دسته سیستم¬های توزیع شده و زیر بنای سیستم های محاسبات ابری می¬باشند. این فناوری با استفاده از زیر ساخت های ارتباطی و شبکه های کامپیوتری امکان دسترسی به انواع منابع را به صورت راه دورمیدهد. منابع محاسباتی ناهمگون سخت افزاری و نرم افزاری را میتوان بدون محدودیت جغرافیایی به هم متصل نمود به طوریکه کل ساختار سیستم به صورت یک ماشین مجازی واحد دیده شود، ،سپس برنامه¬های کاربردی بسیارپیچیده و بزرگ را که به توان پردازشی بسیار بالا و به حجم عظیمی از داده نیاز دارند برروی این ماشین مجازی می توان اجرا نمود. در واقع هدف این است که از منابع محاسباتی سیستم¬ها زمانی که بیکار هستند برای اجرای کارهای عظیم بهره برده شود[4].
در واقع الگویی از محاسبات ابری توزیع شده ، مرکب از تعداد زیادی منابع و درخواست با هدف به اشتراک گذاری منابع به صورت سرویس، بر روی بستر اینترنت می¬باشد.
فهرست مطالب
چکیده و
فصل اول 2
ادبیات تحقیق 2
1- فصل اول: ادبیات تحقیق 4
1-1- مقدمه 4
1-2- تعریف مسئله و سوالات اصلی تحقیق 5
1-3- ضرورت انجام تحقیق 6
1-4- فرضیه ها 6
1-5- هدفها 7
1-6- کاربردها 8
1-7- ساختار گزارش پایان نامه 8
فصل دوم 9
کلیات تحقیق 9
2- فصل دوم: کلیات تحقیق 10
2-1- مقدمه 10
2-2- محاسبات ابری 11
2-2-1 تعریف محاسبات ابری 11
2-2-2- شناخت بهتر محاسبات ابری 13
2-2-3- دیدگاه های مختلف در خصوص محاسبات ابری 14
2-2-4- مزایا و نقاط قوت رایانش ابری 17
2-2-5- نقاط ضعف رایانش ابری 21
2-3- مراکز داده 22
2-3-1- تعریف مرکز داده 22
2-3-2- لزوم مراکز داده 24
2-3-3- ویژگی‌های مراکز داده 25
2-3-4- مزایای اصلی مراکز داده 27
2-3-5- الزامات و بایدها در خصوص مراکز داده 28
2-3-6- خدمات مرکز داده 30
2-3-7- ساختار مراکز داده 31
2-4- پیشینه تحقیق 34
2-5- جمع بندی 37
3- فصل سوم: الگوریتم پیشنهادی 39
3-1- مقدمه 39
3-2- الگوریتم بهینه سازی توده ذرات 40
3-3- زمان‌بندی بر مبنای بهینه سازی گروه ذرات 45
3-4- خوشه بندی k-means 48
3-5- معرفی الگوریتم پیشنهادی 49
3-6- الگوریتم ترکیبی PSO و K-means 50
3-7- تابع برازندگی 50
3-8- فلوچارت الگوریتم پیشنهادی 51
3-9- نتیجه گیری 53
4- نتایج تجربی 55
4-1- مقدمه 55
4-2- ارزیابی روش پیشهادی 55
4-3- مجموعه داده های مورد استفاده 55
4-4- زمان پاسخ 56
4-5- زمان اجرا 57
4-6- مصرف انرژی 58
4-7- نتیجه گیری 58
5- نتیجه گیری و کارهای آینده 60
5-1- نتیجه گیری 60
5-2- کارهای آینده 61
