مهمترین مسیله در توسعه سیستمهای نرم افزاری مقیاس بزرگ، مبحث معماری آن می باشد. سبکهای معماری نرم افزار، معماران را در ارایه معماریهای خود کمک کرده و باعث انتقال تجربه معماران کارکشته به دیگر معماران می شود.در زمینه معماری نرم افزار، سبک های معماری زیادی ارایه شده است و هر روزه بر تعداد آنها اضافه می گردد و در ارایه سبکهای معماری نرم افزار هیچ محدودیتی وجود ندارند. به همین دلیل برای نظم دادن به سبکهای معماری نرم افزار، آنها را در دو نوعِ موضوعی (بر اساس نوع سبکها) و سیستمی (بر اساس نوع سیستمها) دسته بندی می کنند. استفاده کنندگان سبکها، برای انتخاب یک سبک، باید در کتابها، نوشته ها و مقالات مختلف جستجو کرده که در این صورت با سبکهای زیادی در حوزه خود مواجه می شوند و باید بر اساس مشخصه های کیفی مورد نظر، سبک مطلوب خود را از بین آنها انتخاب کنند. در حالی که همیشه روشی برای این انتخاب، وجود ندارد. از طرفی همه روزه بر تعداد سبکها افزوده می گردد، در حالی هیچگونه استاندارد جامعی برای سازماندهی، گردآوری، دسته بندی، مقایسه و ارزیابی آنها وجود ندارد. در نتیجه وجود یک استاندارد برای سازماندهی سبکهای معماری نرم افزار، نیاز حیاتی در حوزه معماری نرم افزار می باشد که بتواند کلیه سبکهای معماری نرم افزار به همراه کلیه اطلاعات مربوط به آنها را سازماندهی نماید. هدف این پایان نامه در راستای رسیدن به این استاندارد می باشد. بر همین اساس برای توسعه این استاندارد، مراحلی بر اساس متدولوژی rup معرفی کرده ایم که شامل شناخت، تکوین، ساخت و انتقال می باشد. در این پایان نامه سعی شده مراحل شناخت و تکوین این استاندارد انجام گیرد. برای مرحله شناخت، ابتدا از مفاهیم معماری و معماری نرم افزار شروع کرده سپس به تشریح مشخصه های کیفی و سبکهای معماری نرم افزار پرداخته ایم. در مرحله تکوین، ابتدا به بررسی کارهای قبلی پرداخته و سپس فرایندهای این استاندارد معرفی شده اند که این فرایندها در قالب چهار فاز ارایه شده که هر فاز به نوبه خود از چندین قدم تشکیل می شود در نهایت فرایند ارایه شده را بر اساس uml مدل کردیم.

دیاگرام ورونوی یکی از ابزارهای مفید در هندسه محاسباتی است که کاربردهای بسیار وسیعی در علوم مختلف دارد. در مورد دیاگرام ورونوی مطالعات زیادی تا بحال انجام شده است که اکثر آنها مربوط به زمانی است که متریک، متریک اقلیدسی باشد یعنی فضایی که انحنای آن صفر باشد. حال اگر فضا یک فضا با انحنای ناصفر باشد چه اتفاقی می افتد ؟ در این زمینه تحقیقات اندکی وجود دارد که در این پایان نامه با اشاره به آنها به بررسی بیشتر مطلب در برخی فضاهای نا اقلیدسی مختلف می پردازیم که از جمله آنها فضاهایی با انحنای منفی است و یا در حالت کلی تر فضاهایی که برای آنها متریک مشخصی تعریف نشده است.

مسیله مکانیابی p-مرکز در استقرار تسهیلات ضروری نظیر مراکز پلیس، آتش نشانی، اورژانس و غیره کاربردهای فراوانی دارد. در این پایان نامه مطالعات نسبتاً کاملی از انواع صورت ها و پارامترهای موثر در این مسیله صورت گرفته است و بعضی از معروف ترین الگوریتم هایی که برای حل نسخه های مختلف مسیله p-مرکز در فضای پیوسته ارایه شده است، بیان می شود. همچنین در این پایان نامه الگوریتمی به شیوه برنامه نویسی پویا برای حل مسیله p-مرکز در فضای خطی ارایه داده و آن را برای چیدمان خاصی از نقاط در صفحه بسط می دهیم. در ادامه روشی جدید برای مقداردهی اولیه جوابها برای الگوریتم های ابتکاری حل مسیله p-مرکز ارایه می شود و به منظور هر چه کاربردی کردن مباحث، به مطالعه در زمینه استقرار تسهیلات ضروری در فضاهای همراه با محدودیت پرداخته شده و به بهینه سازی یک الگوریتم ابتکاری ارایه شده برای حل مسیله p-مرکز در چنین فضایی پرداخته می شود، به گونه ای که احتمال یافتن جواب بهینه عمومی را در آن افزایش می دهیم. بعلاوه پس از بررسی ارتباط مسیله p-مرکز و مسیله پوشش، با استفاده از حل مسیله p-مرکز الگوریتمی ابتکاری بر پایه دیاگرام ورونوی برای حل مسیله پوشش نیز ارایه می گردد.

در سال های اخیر رسانه های اجتماعی تبدیل به یکی از پرکاربرترین بخش های وب شده است و بلاگ ها به عنوان مهم ترین نوع رسانه اجتماعی رشد بی نظیری داشته اند. ایجاد بیش از پنجاه هزار بلاگ در روز دلیلی برای این ادعاست. علیرغم گسترش روزافزون فضای بلاگ، عملکرد موتورهای جستجو در پاسخ به پرس وجوهای فضای بلاگ مناسب و راضی کننده نیست. یکی از دلایل اصلی این مساله کارآیی پایین الگوریتم های رتبه دهی مربوطه می باشد. به همین دلیل الگوریتم های متفاوتی جهت رتبه دهی بلاگ ها ارایه شده است. الگوریتم های ارایه شده برای این منظور بر پایه الگوریتم های رتبه دهی صفحات وب مبتنی بر تحلیل پیوند هستند. در این پایان نامه روشی جدید به نام b2rank که بر پایه الگوریتمpagerank عمل می کند برای رتبه دهی بلاگ ها ارایه شده است. این الگوریتم از ویژگی های رفتاری موجود در فضای بلاگ برای این امر استفاده می کند. برای ارزیابی، روش b2rank و نیز pagerank بر مجموعه داده ای شامل بیش از 22000 بلاگ و 340000 پست فارسی پیاده سازی شده است. نتایج بدست آمده برای پرس وجوهای گوناگون به تعدادی از کاربران ارایه شد که از دید این مجموعه از کاربران برتری در 50 درصد پرس وجوها با الگوریتم b2rank، در 20 درصد پرس وجوها با الگوریتم pagerank و در بقیه پرس وجوها نیز کاربران پاسخ ها را هم سطح ارزیابی نموده اند.

در بسیاری ازعملیات، بکار گیری گروهی روبات ها، در مقایسه با یک روبات تنها، منجر به ارایه راه حل بهتر و در نتیجه انجام مناسب تر آن می گردد. مزایای متعددی وجود دارد که بگار گیری تیمی از روبات ها در انجام دسته ای از وظایف را، امری منطقی و به صرفه می نمایاند. توزیع مناسب بار کاری بین اعضای یک گروه، بکارگیری روبات های متخصص به جای روبات های همه کاره اما کمتر متخصص و افزایش قابلیت اطمینان سیستم در برابر مشکلات احتمالی همچون ایجاد نقص در یک روبات، بخشی از مزایای بکارگیری گروهی از روبات های همکار می باشد. البته پیچیدگی محاسباتی بالای انجام یک عملیات توسط یک گروه از روبات ها، به ویژه در محیط ها و عملیات خاص که نیازمند تیم هایی متشکل از روبات های متعدد و ناهمگن می باشد، را می-توان بزرگترین نقطه ضعف سیستم های چندین روباتی به حساب آورد. در حضور تیمی از روبات ها و با وجود دسته ای از وظایف ساده و پیچیده و همچنین دسترسی محدود به منابع، برنامه ریزی روبات ها جهت فایق آمدن بر مشکلات، از اهمیت بالایی برخوردار است. این برنامه ریزی به طور کلی، شامل مراحل مختلفی از جمله تقسیم صحیح وظایف پیچیده به زیر وظایف ساده تر، تصمیم گیری جهت تخصیص وظایف به روبات ها و برنامه ریزی جهت اجرا و انجام وظایف می باشد. در تمامی این مراحل همواره هدف آن است که کلیه عملیات به نحو مطلوبی صورت پذیرفته و همچنین نتیجه نهایی نیز تا حد امکان بهینه باشد. در این پایان نامه به بررسی مساله تخصیص وظیفه به روبات ها به عنوان روشی برای ایجاد همکاری و هماهنگی بین آنها پرداخته و ضمن بررسی دو مساله "تخصیص وظایف و نقش ها به روبات ها در بستر شبیه سازی روبات های فوتبالیست" و "شناسایی وظایف ناشناخته و تخصیص آنها"، روش های پیشنهادی خود را ارایه می دهیم.

با توجه به پیشرفت جوامع بشری، نیاز به یک دولت پاسخگوتر و موثر کاملاً احساس می شود، که در حال حاضر پاسخگوترین نوع دولت، دولت الکترونیک است که مناسب با جوامع پیشرفته امروزی است. برای ایجاد دولت الکترونیک نیاز به یک استراتژی حساب شده می باشد، و بدون داشتن استراتژی هر طرح و فعالیتی قطعاً با شکست مواجه با شکست مواجه خواهد شد (همانگونه که در حال حاضر شاهد آن هستیم). لذا در این تحقیق ابتدا به بررسی استراتژی های دولت الکترونیک در کشورهای مختلف پرداخته و سپس از آنجا که استراتژی هر کشور مناسب با همان کشور و شرایط حاکم بر آن است و ممکن است در جای دیگر موثر واقع نگردد، پس از بررسی شرایط کشور ایران و اقداماتی که تاکنون در این راست انجام شده است. اقدام به ارایه یک چارچوب پیشنهادی برای تدوین استراتژی دولت الکترونیک متناسب با ایران خواهیم نمود.

در پایان نامه همولوژی مقاوم و همولوژی موضعی شده را مطالعه می کنیم. صافی کامل، مجتمع سادکی k را در نظر می گیریم و باتوجه به اینکه حلقه زمینه دامنه ایده ال صلی است، همولوژی صافی مجتمع را که متناظر با مجموعه ای متناهی از بازه هاست، بدست آوریم. همچنین الگوریتمی برای محاسبه بازه ها ارایه کنیم. سپس یک فضای توپولوژیکی و یک پوشش از آن را در نظر می گیریم. مجتمع فراگستری شده آن را می سازیم و هومولوژی مقاوم، مجتمع فراگستری شده را بدست می آوریم. در آخر هم بازه های متناظر با آن را با توجه به الگوریتم مقاومت پیدا می کنیم.

مسیله پوشش برای شبکه های حسگر از دسته مسایل الگوریتمی مطرح شده برای این شبکه ها می باشد. در شبکه های حسگر بی سیم هر نود شبکه می تواند به ارزیابی منطقه تحت پوشش خود پرداخته و نتیجه حاصل از ارزیابی خود را برای حسگرهای همسایه اش بفرستد. به دلیل کاربردهای مختلفی که برای شبکه های حسگر بی سیم وجود دارد مطالعه مسایل مربوط به این شبکه ها مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. مطالعه پوشش ایجاد شده توسط شبکه ها و بهینه سازی پوشش در شبکه های حسگر دو دسته کلی برای تحقیقات صورت گرفته در مورد این شبکه ها می باشد.هدف از این رساله بررسی مسیله پوشش برای شبکه های حسگر می باشد. فعالیت های انجام شده در این رساله را به دو دسته می توان تقسیم کرد. در ابتدا به ارایه الگوریتمی برای ایجاد پوشش محیطی در مناطق ناشناس توسط شبکه های حسگر می پردازیم. این الگوریتم با استفاده از یک درخت پوششی بدون اینکه نیازمند شناخت از موانع موجود در محیط باشد به پوشش منطقه مورد نظر می پردازد. این الگوریتم را بیان کرده و نتایج حاصل از اجرای الگوریتم را در مناطق مختلف نشان می دهیم. در قسمت دوم به معرفی الگوریتمی برای ایجاد پوشش حصاری در مناطق دارای موانع می پردازیم. موانع را در شکل ها و اندازه های مختلف به فرم اشکال هندسی در نظر می گیریم. این الگوریتم منطقه مورد نظر را شبکه بندی کرده و پوشش حصاری را برای هر کدام از شبکه های موجود در محیط ایجاد می کند و در نهایت پوشش مورد نظر را برای کل منطقه گسترش می دهد.

امروزه استفاده از بیش از یک عامل (روبات) به منظور انجام کارها مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. استفاده از گروهی از عامل ها موجب سریعتر انجام گرفتن کارها، مقابله با خطاهای احتمالی در سیستم (افزایش قابلیت اطمینان سیستم) و ساده تر شدن عامل های مورد استفاده می گردد.در چنین سیستم هایی همکاری و هماهنگی عامل ها از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. روش های متعددی توسط پژوهشگران به منظور هماهنگ نمودن گروهی از امل ها ارایه شده است. از این روش ها هم در محیط های مجازی و هم در محیط های حقیقی به منظور انجام دادن کارهای مختلف استفاده شده است.هدف از این پایان نامه ارایه روش هایی به منظور هماهنگ نمودن گروهی از عامل ها برای انجام کارهایی چون پوشش یک محیط، جستجوی هدف نامشخص در محیط و حرکت به سمت هدف مشخص می باشد. فرض ما در این پایان نامه بر آن است که این کارها تنها یک بار در یک محیط انجام می گیرند و پس از انجام کار نیاز به حضور مجدد در محیط نمی باشد (پرس و جوی یگانه). نیز قصد ما بر آن است که این کارها در سریعترین زمان ممکن انجام گیرند. برای رسیدن به اهداف خود از یک نقشه مسیر (گراف) که در نواحی آزاد محیط قرار گرفته استفاده خواهیم کرد. عامل ها از این نقشه مسیر به منظور حرکت در محیط و برقراری ارتباط با یکدیگر استفاده خواهند کرد. بعلاوه نقشه مسیر مورد استفاده قرار گرفته باعث کاوش محیط به صورت سازمان یافته تر و نیز به حداقل رسیدن ارتباط بین عامل ها می گردد.

استفاده از آتاماتای سلولی در زمینه ی رمزنگاری، در سال های اخیر مورد توجه خاصی قرار گرفته و تمرکز اصلی کارهای انجام شده در این زمینه بر روی رمزهای متقارن بوده است. رمزهای متقارن به دو دسته ی رمزهای جریانی و رمزهای بلوکی تقسیم می شوند. در زمینه ی رمزهای جریانی، آتاماتای سلولی به عنوان یک مولد اعداد تصادفی مورد استفاده قرار می گیرد. فعالیت ها در این حوزه بر روی یافتن قوانینی که منجر به تولید اعداد تصادفی بهتری شوند، متمرکز بوده است. در حوزه ی رمزهای بلوکی، آتاماتای سلولی غیر یک شکل با یک نحوه ی تخصیص قوانین به سلول-های آتاماتا، به عنوان کلید، مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین، استفاده از آتاماتای سلولی یک شکل که قسمتی از پیکربندی اولیه اش به عنوان کلید سیستم رمز در نظر گرفته شده، نیز در میان کارهای انجام شده به چشم می خورد. در این پایان نامه، مجموعه ای از معیارها به منظور ارزیابی قوانین مورد استفاده در رمزنگاری ارایه می شود و قوانین متقارن بولی از شعاع یک با استفاده از این معیارها بررسی می شوند. قوانین انتخاب شده به وسیله معیارها نتایج خوبی را در تولید اعداد تصادفی از خود نشان می دهند. در ادامه، یک مجموعه از قوانین متقارنِ بولی با شعاع دو، به وسیله ی آلگوریتم ژنتیک برای استفاده در رمزنگاری پیشنهاد می شود. در فرایند یافتن قوانین به وسیله ی آلگوریتم ژنتیک، معیارهای پیشنهاد شده، به عنوان تابع برازش مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین، قوانینِ ترکیبی و قوانینِ ترکیبی جمعی به عنوان نوع خاصی از قوانین برای آتاماتای سلولی حافظه دار تعریف و پیشنهاد می شوند. در ادامه، یک مدل ماتریسی برای قوانین ترکیبی جمعی پیشنهاد می شود. همچنین، یک آلگوریتم رمز متقارن برای تصاویر بر اساس نوع خاصی از قوانین ترکیبی جمعی اریه می گردد و امنیت سیستم رمز پیشنهادی به کمک آزمون های مختلف مورد بررسی قرار می گیرد.

روشهای مبتنی بر بیز از جمله روشهایی هستند که امروزه کاربرد زیادی در زمینه های مختلف آمار، هوش مصنوعی و مهندسی یافته اند. این روش، مبتنی بر یادگیری مداوم بر اساس دانش قبلی و وضعیت موجود سیستم است. این روش برای رسیدن به اهداف خود از مجموعه ای از علوم مرتبط با آمار، احتمالات و هوش مصنوعی استفاده می نماید. در این پایان نامه تلاش بر این بوده است که جنبه های علمی و نظری روش های مبتنی بر بیز مورد بررسی قرار گیرند. سپس بر اساس دانش بدست آمده از این مبحث این روش را در مورد شبکه های عصبی مورد بررسی و تحقیق قرار دهیم. بدلیل اینکه استفاده از این روش ها نیازمند دانش مورد نیاز در زمینه نمونه برداری از توزیع های بدست آمده در جریان محاسبات مدل ها می باشد، ویژگیها و قابلیت های روش های مختلف نمونه برداری از توزیع های بدست آمده مورد بررسی قرار گرفته است. و در پایان یک روش پیشنهادی برای یادگیری مبتنی بر بیز ارائه شده است.این روش ترکیبی از دو الگوریتم نمونه برداری می باشد که قادر است نتایج بهینه ای برای تنظیم پارامتر های یک شبکه عصبی ارائه دهد. همچنین نتایج راهکار پیشنهادی مورد بررسی قرار می گیرند.

ابتدایی ترین نیاز روشها و الگوریتم های خوشه بندی ، داده کاوی و پردازش تحلیلی بر خط داده ها دسترسی هر چه سریعتر به داده ها می باشد. واحد پردازشگر پرسش در سیستم مدیریت بانک داده با استفاده از روشهای کارای بازیابی داده مانند ساختارهای زیرنویس این نیاز را مرتفع میکند. بانک های اطلاعاتی رابطه ای از زیرنویس های تک بعدی مانند b-tree و b+-tree استفاده می کنند. در این ساختارها نه تنها با افزایش تعداد صفتهای زیر نویس شده کارایی کاهش می یابد، بلکه با ترتیب دیکشنری ای که بر روی صفات زیر نویس شده اعمال می کند نوعی اولویت اجباری ما بین آنها لحاظ می نماید. از سوی دیگر بانک های اطلاعاتی فضایی برای رفع دو مشکل فوق الذکر بر روی داده های فضایی که دارای ماهیت 2 و یا 3 بعدی هستند ساختار های دسترسی فضایی را تحت عنوان روشهای دسترسی فضایی مطرح نمود. z-ordering و r-tree نمونه های بارز در این عرصه می باشند. ایده ارائه شده در این رساله از این قرار می باشد: به جای زیر نویسی (شاخص بندی) چندین صفت در بانک اطلاعاتی رابطه ای و ایجاد زیر نویس چند کلیدی، با ارائه تعبیری چند بعدی از صفات (هر صفت یک بعد)، میتوان از روشهای دسترسی فضایی استفاده نمود. پیاده سازی رابطه ای روشهای دسترسی فضایی در بانک های اطلاعاتی رابطه ای نه تنها کارایی این روشها را در بر خواهد داشت بلکه نیازی به تغییر زیر ساخت های سیستم مدیریت بانک اطلاعاتی نمی باشد. z-ordering ساختار دسترسی فضایی ای است که این رساله با بهره گیری از آن به اثبات کارایی ایده مطرح شده می پردازد.

در مسئله کلاسیک جانمایی تسهیلات ، یک مجموعه n نقطه ای در صفحه c درنظر میگیریم که بیانگر مشتریان مثلا مدارس، سوپرمارکت ها، ایستگاه پلیس یا مراکز توزیع هستند. هدف تعیین مکان نقطه x (نقطه دیگری در صفحه c) است که تسهیل (سرویس دهنده) باید در آنجا قرار بگیرد تا فاصله اقلیدسی دورترین مشتری از آن کمینه شود. این مسئله نهایتاً منجر به مسئله کوچکترین دیسک محاط خواهد شد. این معیار کمینه بیشینه به ویژه در جانمایی تسهیلات اضطراری نظیر ایستگاههای آتش نشانی، پلیس و بیمارستان ها که مینیمم کردن "بدترین زمان پاسخ" مطلوب است، کاربرد خواهد داشت. جانمایی رقابتی تسهیلات به مسائلی اطلاق میشود که دو حریف قصد دارند به گونه ای سایت¬ها یا تسهیلات خود را جانمایی کنند که در یک بازار رقابتی برنده شوند. در واقع در مسائلی از این دست هر یک از حریفان میخواهند به نحوی مکان تسهیلات خود را در عرصه بازار بیابند که با احاطه بر مساحت بیشتری از بازار نسبت به حریف دیگر بتوانند سود بیشتری از آن بازار ببرند. در این پایان نامه استراتژی های مختلف برای مسئله جانمایی رقابتی تسهیلات در حالتهای یک بعدی، دو بعدی یک دوری و گرافهای k-تایی بررسی خواهد شد. همچنین یک مدل جدید که در آن مشتریان مجموعه ای از نقاط هستند، ارائه میگردد.