مثلث بندی مجموعه نقاط s در صفحه، برابر با بزرگترین گراف راست خط مجموعه رئوس است به طوریکه گراف حاصل مسطح باشد. در مساله مثلث بندی با کمترین وزن به دنبال مثلث بندی هستیم که مجموع طول یال های آن کمترین باشد. حل پذیری این مساله در زمان چندجمله ای در حدود 40 سال به صورت مساله باز باقیمانده بود تا اینکه در سال 2006 میلادی np-سخت بودن آن به اثبات رسید.در این پایان نامه روش های ارایه شده برای حل این مساله مورد بررسی قرار گرفته است و در انتها نیز روشی اکتشافی با استفاده از روش بهینه سازی تجمعی مورچه ها برای آن ارایه شده است.

در الگوریتم ارائه شده در این پایان نامه با استفاده از روش ترتیبی جزیی از درگیر شدن عامل ها برای انجام محاسبات در هر مرحله جلوگیری می شود، که این کار میزان حجم محاسباتی و ارتباطی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. به علاوه با استفاده از یک الگوریتم تکاملی میزان محاسباتی که هر عامل انجام می دهد به میزان زیادی کاهش پیدا می کند. از طرف دیگر با استفاده از یک روش پویا و توزیع یافته گروه های موجود در یک مسئله بهینه سازی توزیع یافته محدودیت طوری بروز رسانی می گردد که الگوریتم بتواند راه حلی با کیفیت بالا برای مسئله ایجاد کند. نتایج حاصل از مقایسه این الگوریتم با الگوریتم های مشابه نشان می دهد که الگوریتم پیشنهادی در مقایسه با این الگوریتم ها کارآمد تر می باشد.

یادگیری مفاهیم یکی از مباحث مهم در سیستمهای چند عامله است. تمرکز این مبحث بروی عامل هایی است که با استفاده از استقلال خود برای رشد و پیشرفت در محیط پیرامون خود، از دانش یکدیگر برای تعالی دانش خود نسبت به محیط استفاده می کنند. بدین منظور یک عامل با دریافت اطلاعات جدید از محیط و یا دیگر عامل ها می باید قادر باشد تا دانش خود را از جهان پیرامون خود بروز رسانی کند. پس به عنوان بخشی از جهان بینی و یا آنتولوژی عامل نسبت به محیط، مفاهیم نقش بسته در آنتولوژی یک عامل نیز نیازمند رشد و بروز شدن در گذر زمان است. در این رساله به تعریفی جدید از نمایش مفاهیم بر اساس مشخصه مقدار ها و مقادیر احتمالاتی آنها می پردازیم. این تعریف جدید به عامل ها اجازه می دهد تا بتوانند با دریافت حجم پایینی از اطلاعات جدید دانش خود را نسبت به مفاهیم افزایش دهند. همچنین در بخش دوم این رساله با نگاهی تازه به روند یادگیری مفاهیم در سیستم های چند عامله، تعامل و سازو کار تصمیم گیری عامل ها را برای همکاری و یا خیانت به یکدیگر به شکل یک بازی در نظر گرفتیم. در این بازی عامل ها با شناختن ارزش دانشی که از دست می دهند اقدام به محاسبه ارزش دریافتی کرده و با ساز و کاری قاعده مند اقدام به اتخاذ تصمیم می کنند. این نگاه رقابتی به سیستم های چند عامله نگرشی نزدیکتر به محیط های انسانی خواهد بود. در محیط های انسانی مانند مراکز تحقیقاتی و دانشگاه ها، اطلاعات می توانند بسیار حائز اهمیت باشد. دو عامل در چنین محیطی می باید با توجه به آنچه از دست می دهند مراقب سوء استفاده های احتمالی دیگر عامل ها از اطلاعات خود باشند. این نوع نگرش به رابطه میان عامل ها در حقیقت بازتابی از روابط انسانی خواهد بود.

در این پایان نامه قصد دارم تا مطالعات متمرکز خود در دوره ی کارشناسی ارشد را گردآوری نمایم. این مطالعات با محوریت «یادگیری عامل های هوش مند از یک دیگر در محیطی پویا و متشکل از تعدادی از عامل های هوش مند ناهم سان» قصد دارد تا هوش مندی لازم برای عامل های موجود در محیط برای یادگیری از یک دیگر را فراهم آورد. برای بررسی یادگیری عوامل هوش مند، عنصر یادگیری را «مفاهیم» تشکیل دهنده ی محیط در نظر گرفتم. از آن جایی که می خواستم بر روی محیط های چندعامله کار کرده باشم، نیاز داشتم تا خاصیت جزیی بودن این گونه محیط ها را به گونه ای پیاده کنم. در نتیجه از نوع خاصی از مفاهیم به نام «مفاهیم ناهم رأی» استفاده کردم. یادگیری مفاهیم را بر مبنای یکی از اشیاء محیط و با استفاده از پروتکل «پرسش و پاسخ» که پروتکل استاندارد ایجاد ارتباط دوبه دو است انجام دادم. هم چنین برای این که مطالعه ی دقیق تری داشته باشیم، مسأله را از دیدگاه «نظریه ی بازی» یا game theory مطالعه نمودم. در نتیجه «بازی یادگیری مفاهیم ناهم رأی» را در دو ساختار مجزای دارای همکاری (cooperative) و دارای رقابت (competitive) بررسی کردم. در این راستا باید اشاره کرد که تمرکز اصلی ما در این پایان نامه بر روی دیدگاه همکاری بین عامل های هوش مند است. با این حال اشاراتی در محل لازم به دیدگاه رقابتی نیز انجام می پذیرد تا اهمیت هر دو دیدگاه به خوبی قابل درک باشد. به همین دلیل باید تمامی پروسه های لازم برای بازی بادگیری مفاهیم را نیز بررسی می کردم. به عنوان مثال هایی از این پروسه ها، روندهای دسته بندی (classification)، رأی گیری (voting) و یادگیری (learning) را مطالعه کردم. برای این که مطالعات مان اثبات عملی نیز داشته باشد و صرفاً به نظریه پردازی نپرداخته باشیم، آزمایش های جداگانه ای برای بررسی عملی ایده های مان ترتیب دادم که در فصل آزمایش ها به آن ها اشاره شده است. در فصل انتهایی نیز مدل کامل یادگیری مفاهیم در یک سامانه ی چندعامله را با مولفه های مطالعه شده آوردم و افق های مطالعات آینده را –با اشاره به مولفه هایی که از این مدل باقی مانده اند- نشان دادم.

واژه ی زیست شناسی یا «بیومتریک» به طیف گسترده ای از فن اوری ها اطلاق می شود که هویت افراد را به کمک اندازه گیری و تحلیل خصوصیات انسانی شناسایی می کنند. در یک تعریف عام تر، زیست سنجی را علم و فن اوری اندازه گیری و تحلیل آماری داده های بیولوژیکی معرفی کرده اند. در بین تمامی مشخصه های زیستی، اثرانگشت به دلایل یکتایی، مانایی، کاربر پسند بودن و ارزانی فن اوری به عنوان قدیمی ترین و پرکاربردترین گونه ی زیست سنجی شناخته شده است؛ به همین دلیل در بین تمامی زیست سنج ها بیشتر مورد توجه بوده است. بیشتر الگوریتم ها در نهایت به مقایسه ی ویژگی های یک سری نقاط استخراج شده از اثرانگشت، مینوژه ها یا روزنه ها می رسند که باید با مجموعه نقاط به دست آمده از اثرانگشت دیگر مقایسه شوند. در اینجاست که استفاده از مفاهیم مدل های هندسه محاسباتی کمک شایانی در ارائه ی الگوریتم های کارا و با دقت بالا می نماید. اخیرا الگوریتم هایی در این زمینه ارائه شده است. در این پایان نامه نیز، سه الگوریتم جدید برای تطبیق آثار انگشت با استفاده از الگوریتم پوست پیازی و چندضلعی های محدب تودرتو و تعریف یک ویژگی جدید به نام ویژگی ترکیبی بر اساس مشخصات خاصی از نقاط تکین (دلتا و هسته)، مانند خصوصیات هندسی آن ها ارائه داده ایم. الگوریتم ارائه شده مبتنی بر الگوریتم پوست پیازی علاوه بر دارا بودن مزایایی چون سادگی پیاده سازی، دقت بالا و زمان اجرای پایین، منجر به ایجاد یک مدل توپولوژیک پایدار برای تطبیق اثرانگشت در هنگام بروز اعوجاج (تغییرات غیرخطی) هم می شود که از چالش های جدی در مبحث تطبیق اثرانگشت است. الگوریتم های ارائه شده توسط داده های استاندارد پایگاه داده fvc تست شده و صحت و کارایی آن ها به اثبات رسیده است.

امروزه وبلاگ ها به طور گسترده توسط افراد مختلف مورد استفاده قرار می گیرند و لذا پیدا کردن یک وبلاگ منطبق بر علایق، برای کاربران یک مسئله قابل توجه و پر چالش است. در این بین سیستم های توصیه گر می توانند یک راه حل مناسب باشد. در این پایان نامه ما یک رده جدید از وبلاگ های هوشمند را معرفی کرده و با استفاده از یک سیستم توصیه گر چند عامله که از ابزار هایی مانند لینک های ارتباطی بین وبلاگ ها، روابط معنایی و آمار های مربوط به انتخابات قبلی کاربران استفاده می کند، اقدام به پیش بینی و معرفی وبلاگ های مورد علاقه به هر یک از کاربران می نماییم. این پیش بینی ها با بررسی میزان اعتماد تعریف شده بین وبلاگ ها فیلتر خواهد شد.

تطابق چهره بصورت خودکار یکی از کارهای چالش برانگیزی است که در دهمه اخیر توجه زیادی را به خود جلب کرده است. الگوریتم های مختلفی برای تطابق چهره وجود دارند. کارایی این الگوریتم ها روی پایگاه داده های مختلف آزمایش شده است. برای اینکه این الگوریتم ها قابل پیاده سازی و استفاده باشند، باید بتوان از آنها روی پایگاه داده های بززگ استفاده کرد. هنگام اجرا روی پایگاه داده های بزرگ علاوه بر کارایی، زمان اجرا نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار می شود. متاسفانه الگوریتم های موجود به بررسی زمان اجرا نپرداخته اند و هدف اصلی آنها بدست آوردن کارایی بالا بوده است. در این پایان نامه این الگوریتم ها معرفی می شوند. علاوه بر این یک روش دو مرحله ای تطابق چهره برای کاهش زمان اجرای تطابق چهره روی پایگاه داده بزرگ ارایه می شود.

با همه گیرشدن استفاده از اینترنت و افزایش توان تولید اطلاعات و نرخ بارگزاری آن به شبکه جهانی اطلاعات، دسترسی به اطلاعات در این شبکه با مشکلاتی مواجه کرده است که نیاز به استفاده از ابزار های کمکی جهت دسترسی سریع به اطلاعات مفید می باشد. امروزه موتورهای جستجو از علم داده کاوی برای ارائه سرویس های مناسب و مفید برای کاربران خود استفاده می نمایند. از آنجایی که اطلاعات وارد شده اطلاعاتی هستند که به نوعی در زندگی روزمره کاربران تولید می شوند. اطلاعاتی در مورد سلیقه ها، تفریحات، عقاید و سوالات کاربران که توسط ابزارهای دیجتال کاربر بارگزاری می گردند، پس با پردازش این اطلاعات می توان از داده های خام، اطلاعاتی را استخراج کرد که در نگاه اول دور از دسترس می باشند. امروزه بیشتر کاربران از نرم افزار های جدید به عنوان web 2.0 برای ارائه اطلاعات بر روی وب استفاده می کنند. این نوع نرم افزار ها برای ایجاد یک محیط برای اشتراک گذاری اطلاعات ایجاد شده اند و همچنین امکان مدیریت اطلاعات را به کاربران می دهند. یکی از این نرم افزار ها که مورد استقبال کاربران قرار گرفته است نرم افزا تالار گفتمان (forum) می باشد. این نرم افزار تلاش می کند تا محیطی برای بحث و گفتگوی کاربران ایجاد نماید و کاربران نیاز های خود، سوالات، نظرات خود را در مورد بحث های مختلف را ثبت نمایند. امروزه افراد، شرکت ها، سازمانهای دولتی و موسسات آموزشی از این سیستم به عنوان کانال ارتباطی بین خودشان و کاربران استفاده می نمایند. نوکیا، سیستم عامل ubuntu و دانشگاه iasbs از تالار گفتمان برای ایجاد ارتباط مفید و دو سویه از این نرم افزار استفاده می کنند. تالار گفتمان مربوط به ubuntu دارای نزدیک به یک میلیون کاربر می باشد که این کاربران توانسته اند نزدیک به 9.5 میلیون مطلب را در تالار پست نمایند. که به مطالب، سوالات و پاسخ های متفاوتی در باره این سیستم عامل اشاره شده است بطوریکه روزانه تعداد زیادی از کاربران با مراجعه به این سایت مشکل خودشان را حل می کنند. این شهرت و استقبال کاربران مشکلاتی را نیز به همراه داشته است. از جمله این مشکلات افزایش کاربرانی است که داده های هجو در این تالار ها وارد می کنند. امروزه spammer ها با استفاده از ابزارهای مربوط به یادگیری ماشین توانسته اند تا از سد های مختلف عبور کنند و این مطالب را وارد تالار های گفتمان کنند. در عین حال تشخیص این نوع کاربران از کاربران دیگر مشکل می باشد. تنها راه حل بررسی رفتاری این نوع از کاربران می باشد که این هم نیاز به پردازش اطلاعات پست شده در تالارگفتمان را دارد که این کار را میتوان از طریق استخراج اطلاعات انجام داد.

نیاز به احداث مراکز و یا انبار برای برآورده کردن تقاضای مشتریان، روز به روز بیشتر مورد توجه قرار می گیرد. گاهی این مراکز برای برطرف کردن نیاز های مشتریان خود، می بایست به مراکز دیگر و یا مرکز منبع متصل شوند، که در بسیاری از مسائل واقعی هزینه اتصال این مراکز به یکدیگر بسیار بیشتر از هزینه اتصال مشتریان به مراکز می باشد. با توجه به هزینه بالای اتصال این مراکز به یکدیگر، تعیین تعداد جایگاه های لازم و مکان یابی ضروری است. مکان یابی این مراکز باید گونه ای باشد که هزینه اتصال مراکز به یکدیگر ،اتصال مشتریان به این مراکز و احداث مراکز کمینه گردد. این مسئله را مکان یابی تسهیلات مرتبط می نامند. به صورت دقیق تر، ما یک گراف g=(v,e) با هزینه های {$c_ e$} روی یال ها، $fsubseteq v$ مجموعه تسهیلات و مجموعه ای از گره های تقاضا $ dsubseteq v$ را داریم. مشتری j دارای $d_j$ واحد تقاضا و تسهیلات i دارای هزینه بازگشایی $f_i$ می باشند. می خواهیم مجموعه ای از تسهیلات f را باز کنیم و هر تقاضا را به تسهیلات باز اختصاص دهیم و سپس تسهیلات باز را توسط درخت اشتاینری به یک دیگر متصل کنیم به طوریکه هزینه کمینه شود. همچنین در این شبکه ها سالم رسیدن اطلاعات و سرعت تبادل آن ها نیز می تواند مهم در نظر گرفته شود که اهمیت این دو موضوع, مسئله مکان یابی تسهیلات با شرط هاب را به وجود می آورد. در این مسئله تابع هدف مانند مسئله confl به دنبال کمینه کردن مجموع هزینه تخصیص مشتری ها، هزینه بازگشایی تسهیلات و هزینه اتصال تسهیلات به رأس ریشه می باشد، بطوریکه شرط هاب یعنی شرط محدودیت تعداد کمان بر روی مسیر های انتقال داده گذاشته شود. در این پایان نامه برروی مسئله مکان یابی تسهیلات با شرط هاب عمیق شده ایم، پس ابتدا به دنبال روشی کارامد با زمانی کم برای اتصال این تسهیلات با شرط هاب می باشیم. این مسئله به عنوان مسئله درخت اشتاینری با شرط هاب مطرح می باشد و زیر مسئله ای از مسئله مکان یابی تسهیلات با شرط هاب می باشد. راه حل های جدیدی برای حل مسئله ی درخت اشتاینری با شرط هاب را بیان و پیاده سازی می کنیم و آنها را تحلیل می کنیم و نقاط ضعف و قوت ها را بررسی می کنیم تا بتوانیم به الگوریتمی های مقبول برای مسئله ی درخت اشتاینری با شرط هاب برسیم و از آن ها در محاسبه تابع هدف در حل مسئله اصلی با استفاده از الگوریتم های فراابتکاری استفاده کنیم. سپس دو الگوریتم فراابتکاری جست وجوی ممنوعه و هارمونی را برای حل مسئله ی اصلی, مسئله مکان یابی تسهیلات با شرط هاب، انتخاب می کنیم. این دو الگوریتم را متناسب با شرایط مسئله پیاده سازی می کنیم و به طور مفصل تمام پارامتر ها و جزئیات لازم برای رسیدن به راه حل بهینه و سریع را بررسی خواهیم کرد. همچنین الگوریتم حریصانه ای را طراحی خواهیم کرد که به عنوان مکملی برای الگوریتم هارمونی به کار می بریم تا با حفظ بهینگی الگوریتم ها زمان اجرا را تا چندین برابر تسریع کنیم.با استفاده از نتایج عددی، بهینگی و موثر بودن تمام الگوریتم های طراحی شده را بیان می کنیم و الگوریتم ها را از لحاظ سرعت اجرا، بهینگی جواب و پارامترهای دیگر تحلیل خواهیم کرد. نتیجتاً پایان این پایان نامه سه راه حل کامل و مناسب برای حل مسئله ی مکان یابی تسهیلات با شرط هاب خواهیم داشت.

با گسترش اینترنت و در دسترس قرار گرفتن حجم بسیار بالای اطلاعات، داشتن ابزاری که بتواند از میان این حجم داده ها، اطلاعات مرتبط با هر کاربر را در اختیار او قرار دهد، بسیار ارزشمند خواهد بود. سیستم های توصیه گر سیستم هایی هستند که این کار را انجام می دهند. از این قبیل سیستم ها، می توان سیستم های توصیه گر کتاب، موسیقی، فیلم و.... را نام برد. سیستم های توصیه گر کنونی هنگام مواجهه با کاربرانی که تعداد کالاهای کمی را رتبه بندی می کنند (کاربران شروع سرد) دچار مشکل می شوند و کارایی خود را از دست می دهند. با پیداش شبکه های اجتماعی و به کارگیری آنها در علوم مختلف، روزنه ی جدیدی در علم سیستم های توصیه گر به نام "سیستم های توصیه گر مبتنی بر اعتماد" باز شد. تحقیقات نشان می دهد که اطلاعات به دست آمده از شبکه های اجتماعی کاملاً مستقل از اطلاعات پیشین هستند و استفاده از این اطلاعات می تواند کیفیت کالاهای توصیه شده توسط سیستم توصیه گر را بالا ببرد. اگرچه تاکنون چندین روش برای به کارگیری شبکه های اعتماد در سیستم های توصیه گر معرفی شده، اما در هیچ یک از آنها از مفهوم تخصص کاربران استفاده نشده است. همانطور که می دانیم نظر افراد متخصص نسبت به یک موضوع، بسیار با ارزش تر از نظر افراد معمولی است و این حقیقت الهام بخش کارهای انجام شده در این پایان نامه می باشد. هدف اصلی این پروژه، ارائه ی روشی جدید به منظور افزایش دقت و سودمندی توصیه های ارائه شده، با به کارگیری مفهوم تخصص در سیستم های توصیه گر است. همچنین بر خلاف مدل های پیشین که اعتماد را به عنوان یک پدیده ی مستقل از مفهوم در نظر می گرفتند در این پایان نامه سعی شده اعتماد به عنوان یک پدیده ی وابسته به مفهوم مورد بررسی قرار گیرد. مدل معرفی شده در این پایان نامه بر خلاف مدل های پیشین، نیاز به محاسبه ی مقدار عددی اعتماد ندارد و توانسته پیچیدگی های مربوط به گسترش و ترکیب اعتماد را مرتفع کند. در این پایان نامه نگاهی اجمالی به سیستم های توصیه گر مبتنی بر اعتماد خواهیم داشت. ابتدا تکنیک های استفاده شده در سیستم های توصیه گر را معرفی خواهیم کرد و ویژگی های سیستم های توصیه گر را بیان خواهیم نمود. سپس به معرفی روش نوینی برای تعیین تخصص افراد در مورد کالاها خواهیم پرداخت و از میزان این تخصص در تولید لیست پیشنهادی توسط سیستم های توصیه گر استفاده خواهیم نمود. شبیه سازی های انجام شده روی داده های lr{epinions}، حاکی از آن است که مدل معرفی شده در این پایان نامه، با در نظر گرفتن مفهوم تخصص کاربران، قادر است دقت و کارایی سیستم های توصیه گر مبتنی بر اعتماد را به میزان قابل توجهی بالا ببرد. همچنین آزمایشات متعدد انجام شده در این پایان نامه نشان داده اند که مد نظر قرار دادن دوستان و دوست دوستان در شبکه ی اعتماد، برای تولید توصیه توسط سیستم توصیه گر مبتنی بر اعتماد کافیست و در نظر گرفتن کاربران بیشتر نه تنها دقت سیستم را افزایش نمی دهد، بلکه زمان تولید توصیه را نیز به شدت بالا می برد.

یکی از رفتار های پیچیده انسانی در جوامع، همکاری آنها با هم برای رسیدن به هدف های فردی و گروهی است. مدل سازی چنین رفتاری به صورت ریاضی و به کار بردن آن برای مدل سازی رفتار همکاری بین عامل های هوشمند، اهمیت ویژه ای برای حل مسایل مختلف مانند کنترل یک منطقه بزرگ نظامی و یا حل مسئله ای خاص توسط عامل ها دارد. در این پایان نامه، مدل سازی واقعی تری از رفتار همکاری بین عامل ها مورد بررسی قرار می گیرد. در این مدل، عامل ها این توانایی را دارند که به صورت همزمان در ائتلاف های مختلف با سطح مشارکت متفاوتی حضور داشته باشند. اهمیت این کار زمانی مشخص می شود که انجام کارهایی برای یک عامل اهمیت بالایی دارد و عامل برای انجام آنها حساسیت ویژه ای به خرج می دهد و ترجیح می دهد با عامل هایی برای انجام کار همکاری کند که حساسیت او را در انجام کار درک می کنند و رفتار خود را طوری تنظیم می کنند که حساسیت برانگیز نباشد. در این پایان نامه رفتار یک عامل در یک ائتلاف مشخص به صورت زوج مرتبی شامل میزان سود درخواست شده از ائتلاف و میزان منبعی که در اختیار ائتلاف قرار داده مدل می شود. همچنین حساسیت عامل ها در مورد انجام یک کار مشخص به واسطه معیاری به نام « آستانه تحمل» آن عامل برای انجام کار تعریف می شود. هر چه حساسیت عامل برای انجام کار بیشتر باشد آستانه تحمل او در مقابل رفتار عامل هایی که قصد همکاری به منظور انجام کار را دارند پایین تر است. فرض کنید عامل i برای انجام کاری مثل k حساسیتی دارداگر رفتار عامل دیگری مثل j که قصد همکاری برای انجام کار k را دارد به گونه ای باشد که نسبت سود درخواستی از ائتلاف مربوط به کار k به میزان منبعی که در اختیار آن کار قرار داده از میزان آستانه تحمل عامل i تجاوز کند. رفتار عامل j در زمان انجام کار k برای عامل j قابل تحمل نخواهد بود و هر چند هر دو عامل درصدی از منابع خود را برای شرکت در ائتلاف اختصاص داده اند ولی عامل i به j اجازه نمی دهد از منابعی که i در ائتلاف قرار داده به منظور سودبری، بهره برداری کند. در این حالت نوعی روابط تحمل پذیری بین عامل های شرکت کننده در یک ائتلاف ایجاد می شود. با توجه به این موضوع به تعریف مفهوم پایداری جدیدی به نام «هسته آستانه ای» می پردازیم. در این پایان نامه همچنین با در نظر گرفتن این حقیقت که عامل ها در مورد مقدار آستانه تحمل یکدیگر برای انجام کار ها اطلاعات دقیقی ندارند به بررسی چگونگی شکل گیری ائتلاف های همپوشان در طول زمان به کمک «پروسه بهترین پاسخ» و همچنین « مدل سازی بیز» می پردازیم. مفاهیم پایداری در این حالت کمی پیچیده تر از مفهوم هسته آستانه ای در زمانی که قطعیت وجود دارد خواهد بود.

یکی از مسائل مهم وچالش برانگیز در سیستم های بیولوژیکی، کشف مکانیزم هایی است که کنترل بیان ژن را بر عهده دارند. شبکه های تنظیمی ژنی مدل هایی هستند که در سطح ژنی این مکانیزم ها را بررسی می کنند. درک چگونگی ارتباط میان ژن ها در این نوع شبکه ها، یک گام مهم در فهم الگوی بیان ژن محسوب می شود. از آن جا که بسیاری از بیماری ها به دلیل الگوی بیان ژنی ناسالم پدید می آیند، حصول هر اطلاعاتی در این مورد به درمان بیماری ها کمک می کند. پیدایش تکنولوژی های جمع آوری داده در حجم بالا، امکان اندازه گیری سطح بیان هزاران ژن را به صورت هم زمان فراهم آورد، که در نتیجه ی آن، می توان بسیاری از تقابلات تنظیمی میان ژن ها را از این داده ها استخراج کرد. از کنار هم قرار دادن سطوح بیانی حاصل از انجام آزمایشات در شرایط یا زمان های مختلف، پروفایل های بیانی ایجاد می شوند. شباهت ها و تفاوت ها میان پروفایل های بیانی، بسیاری از این روابط تنظیمی را آشکار می سازد. فرض مشترک میان مطالعات اولیه این بوده که ژن ها با پروفایل های بیانی مشابه دارای عملکرد مشابهی نیز هستند. پس، ممکن است در مکانیزم تنظیمی یکسانی شرکت داشته باشند. در این مطالعات از روش های خوشه بندی برای تشخیص گروه های ژنی هم بیان، استفاده شد. هنگام مدل سازی شبکه های تنظیمی، ژن ها به مانند جعبه هایی هستند که داده های سطح بیان نمایانگر ورودی و تغییرات سطح بیان نشان دهنده خروجی آن ها هستند. با وارد کردن جزئیات بیش تر در این جعبه ها، اطلاعات خروجی نیز دقیق تر خواهند بود. بسیاری از فاکتورهای زیستی وجود دارند که بر سیستم های تنظیم ژن اثر می گذارند. نسل دوم روش ها بر مبنای ادغام اطلاعات این فاکتورها با داده بیان ژن تمرکز دارند. از انواع این فاکتورها می توان به فعل و انفعالات پروتئین-dna، پروتئین-پروتئین، دنباله های محل اتصال فاکتورهای رونویسی، میزان فشردگی کروماتین اشاره کرد. از مهم ترین این فاکتورها که اخیرا مورد توجه قرار گرفته، عوامل اپیژنتیکی هستند. مجموعه عوامل اپیژنتیکی بدون ایجاد تغییر در دنباله dna، سبب تغییر در روند عادی بیان ژن می گردند. معمولا این عوامل با ایجاد تغییر در ساختار dna، پیچش و فشردگی، باعث بیان یا عدم بیان ژن ها می شوند. به دلیل پیچیدگی اثر این عوامل و تازگی کشف اثر آن ها، کمتر از سایر عوامل تنظیمی در بازسازی شبکه های ژنی استفاده شده اند. با این توصیفات سعی داشتیم اثر عوامل اپیژنتیکی، به طور خاص تغییرات هیستونی را در ساخت شبکه های ژنی بررسی کنیم. دو روش، برای ساخت ماتریس اطلاعات از داده های تغییرات هیستونی، پیشنهاد شده است. این ماتریس با داده بیان ژن ادغام شد. سپس، با استفاده از شبکه های بیزی، شبکه ژنی مورد نظر را از داده های ادغام شده استنتاج کردیم. با مقایسه این شبکه با شبکه به دست آمده از آزمایشات تجربی دقت مدل خود را سنجیده شد. نتایج آزمایشات کارایی رهیافت پیشنهادی را تایید می کند. در ابتدای این پایان نامه به شرح مفاهیم پایه ای زیستی، که در ادامه به آن احتیاج خواهیم داشت، می پردازیم. پس از آن، نگاهی اجمالی خواهیم داشت بر انواع روش های استنتاج شبکه های ژنی. علت انتخاب شبکه های بیزین برای مدل سازی مسئله مان را بیان خواهیم کرد. در ادامه شرحی کامل از مدل بیزی، الگوریتم های مورد نیاز، روش ادغام داده های هیستونی و داده های بیان ژن را خواهیم آورد. اطلاعات پیاده سازی و نتایج حاصله نیز در پایان آورده شده است.

موضوع فرش کردن1یکی از زیرمجموعه های مهم علم ترکیب بندی2 است که در آن سعی می شود یک سطح (محدود یا نامحدود) با استفاده از اشکال مختلف هندسی طوری پوشانده شود که سطح پوشش داده شده حفره نداشته و اشیاء استفاده شده هم پوشانی نداشته باشند. حالت خاصی از فرش کردن مسئله کاشی کاری3 است که موضوع این پایان نامه است. در مسئله کاشی کاری هدف پوشش یک سطح یا صفحه (بی نهایت) با استفاده از مربع هایی با طول اعداد طبیعی و دوبه دو متمایز است. در این راستا تمرکز بر روی امکان پوشش یک سطح مستطیلی یا صفحه توسط مجموعه هایی از اعداد طبیعی (به عنوان طول ضلع مربع ها) است. در این پایان نامه به بررسی حالت های خاصی از مجموعه هایی از اعداد طبیعی خواهیم پرداخت که تعداد اعداد فرد موجود در آن محدود و تعداد اعداد زوج نامحدود است. همچنین در این رساله قضایایی در مورد امکان یا عدم امکان کاشی کاری با زیر مجموعه ای از اعداد طبیعی که اعضای آنها متمایز هستند، بررسی خواهد شد. این مجموعه ها که نشان دهنده طول ضلع مربع ها هستند، شامل تعداد مشخصی از اعداد فرد است. در این پایان نامه حالت های خاصی از مسئله مورد بررسی قرار گرفته و امکان یا عدم امکان پوشش صفحه بی نهایت و مستطیل مطالعه می شود.

شبکه های برق هوشمند یکی از جدیدترین تکنولوژی های روز دنیا و حاصل تلاش متخصّصین جهت ارتقای شبکه های توزیع الکتریسیته برای ورود به قرن دیجیتال است. یکی از اهداف اصلی به وجود آمدن <<شبکه ی برق هوشمند>>، امکان ایجاد یک ارتباط دوطرفه بین خریداران و فروشندگان به صورت غیرمتمرکز و برخط است. ارضای نیازهای خریداران از طریق برق تولیدی فروشندگان جزو اهداف ایجاد این شبکه ها است. از این رو، وجود یک بازار مطمئن و پایدار که بتواند تمامی تبادلات انرژی را بر طبق شرایط محیط و انرژی به صورت پویا کنترل کند، امری ضروری است. در این نوع از بازارها، تعیین قیمت برق بر پایه ی استانداردهای عرضه و تقاضا است. در دنیای بازار و تجارت، همیشه سیستم یا افرادی وجود دارند که درصدد فروش اجناس خود در جهت <<کسب سود بیشتر>> و از طرفی در آن سوی بازار، افرادی نیز وجود دارند که در پی ارضای نیازهای خود در مقابل <<هزینه ی خرید کمتر>> هستند. مسئله ی <<تخصیص منابع>> در بازار مبتنی بر شبکه ی برق هوشمند یکی از مسائل جدید و پرچالش در شبکه های برق هوشمند است که از ویژگی های اقتصادی الهام گرفته شده است. در این بازار، منابع با استفاده از رقابت بین خریداران و فروشندگان تخصیص داده می شوند. خریداران درصدد کاهش هزینه های خرید خودشان هستند. به تبع این مشخصه، آن ها به دنبال فروشندگانی هستند که قیمت کمتری نسبت به بقیه ی فروشندگان برای فروش هر واحد برق تولیدی خودشان اعلام کرده باشند. در مقابل، فروشندگان به دنبال آن دسته از خریدارانی هستند که قیمت بالایی برای خرید برق مورد نیاز خودشان اعلام کرده اند. در همین راستا، طراحی یک مکانیزم قیمت گذاری و سیاست خرید و فروش پایدار، برای به تعادل رساندن بازارها در شبکه های برق هوشمند (با در نظر گرفتن تمامی محدودیت های موجود) امری حیاتی خواهد بود. در این پایان نامه سعی بر آن است که یک <<مکانیزم متعادل>> برای تخصیص منابع بین خریداران و فروشندگان، به علاوه، یک سیاست <<قیمت گذاری مناسب>> برای هر واحد برق در دوره های متوالی خرید و فروش ارائه گردد. همچنین، یک استراتژی <<کسب سود بیشتر در مقابل پرداخت هزینه ی کمتر>> برای خریداران در مقابل یک <<استراتژی فروش سودآور>> برای فروشندگان برق طراحی و پیاده سازی شود. در نتیجه، کار اصلی این پایان نامه در گام نخست، طراحی و مدل سازی ریاضی برای بازار برق، جهت فرمول بندی مسئله است. در نتیجه، دو مدل تک هدفه و یک مدل دو هدفه ی جامع برای ایجاد بازارهای برق ارائه شده است. در مدل اول، به هدف خریداران که همان کاهش هزینه های خرید است، توجه خواهیم کرد. در ادامه، در نظر گرفتن هدف فروشندگان که بر مبنای افزایش سود فروش خودشان است، جزو اولویت های مدل دوم است. در نهایت، در نظر گرفتن هم زمان هر دوی اهداف ذکر شده به همراه محدودیت های مسئله، تشکیل مدل سوم را می د هند. ویژگی دیگر این پژوهش، ارائه ی الگوریتم هایی مناسب بر پایه ی هر کدام از مد ل های پیشنهادی است که بتواند کارایی هرچه بیشتر بازار را در جهت بهینگی و تعادل، به ارمغان بیاورد. یک الگوریتم تکاملی حریصانه برای دو مدل اول و همچنین یک الگوریتم تکاملی چند هدفه برای مدل سوم در جهت حل مسئله ی تخصیص منابع در بازارهای برق مبتنی بر شبکه ی برق هوشمند ارائه شده است. استفاده از تکنیک های محاسبات تکاملی به جهت np-complete بودن مسئله ی تخصیص منابع، یکی از ویژگی های بارز الگوریتم های ارائه شده است. دست یابی به یک جواب (تخصیص منابع) نزدیک به بهینه، نتیجه ی اجرای این الگوریتم ها بر روی دو مدل اول است. همچنین، حاصل اجرای الگوریتم های تکاملی چندهدفه بر روی مدل سوم، دست یابی به مجموعه ای از جواب های نامغلوب (نسبت به یک دیگر) برای مسئله ی تخصیص منابع است.

در این پایان نامه پس از بررسی مساله نمودار و رونوی چند روش حل این مساله و همچنین به معرفی دوگان این مساله و کاربردهای آن می پردازیم. پس از معرفی نمودار ورونوی به ارایه تعمیم های مختلفی از آن پرداخته می شود و بحث را با ت کیه برتعمیم های خاص نمودار ورونوی پی می گیریم که زاویه در این تعمیم ها نقش دارد. دو نوع تعمیم یافه در رابطه مذکور قلامطالعه شده است که آنها را در ادامه رساله بررسی می کنیم و از این میان به بررسی دقیق و کامل یکی از آنها با نام نمودار قطبی می پردازیم این نوع نمودار همان نمودار ورونوی است که در ان متر اقلیدسی فاصله با معیار زاویه جایگزین شده است و ملاک داشتن کمترین زاویه قطبی تعیین کننده شکل تمودار است. پس از مطالعه کامل نمودار قطبی و ارایه الگوریتم رسم و کاربردهای آن به معرفی و بررسی مسایل جدید در این رابطه می پردازیم که حاصل مطالعه و نتایج اصلی این رساله دکتری هستند. نتایج جدیدی که در این رساله بدست آمده و معرفی می شوند به صورت زیر هستند. در ابتدا دوگان نمودار قطبی تعریف می شود و سپس حالت خاصی از دوگان با نام دوگان منقبض شده معرفی می گردد سپس با ارایه الگوریتمی برای رسم دوگان منقبض شده نمودار قطبی کار را پی می گیریم از این مفهوم و الگوریتم مرتبط با آن در بخش بعدی استفاده می کنیم که به مساله نمودار قطبی پویا معرفی است. از آنجایی که در این مساله جدید پس از رسم نمودار قطبی اولیه سایتهای جدیدی به آن اضافه و یا از آن حذف می شد بنابراین می توان این مساله را مساله نمودار قطبی لحظه ای (یا در لحظه ) نامید پس از معرفی مساله ضمن بررسی راه های مختلف حل آن الگوریتم قابل قبولی برای مساله نمودار قطبی پویا ارایه می کنیم.

in this thesis, a structured hierarchical methodology based on petri nets is used to introduce a task model for a soccer goalkeeper robot. in real or robot soccer, goalkeeper is an important element which has a key role and challenging features in the game. goalkeeper aims at defending goal from scoring goals by opponent team, actually to prevent the goal from the opponent player’s attacks. this purpose although is simple but has very important effects in soccer playing. this thesis develops and implements a complete and effective tasks for a goalkeeper soccer robot. all the models are marked ordinary petri nets (mopn) or generalized stochastic petri nets (gspn) which is an extension of petri nets. petri net places represent predicates, actions and tasks and transitions represent events. the petri net based task plan can be analyzed for both qualitative (logical) and quantitative (performance) properties. to increase the performance of goalkeeper, it has been considered some decision points in tasks models so as to select the choice which is better when encountering this points. by applying a learning algorithm to these decision points, goalkeeper will learn to do one of the alternatives, by repeatedly facing with different situations, it converges to do the one which is optimized way by probability 1. results of the qualitative analysis of proposed model and applying the proposed learning algorithm to improve performance of goalkeeper for one base task plan, are presented.

صنعت برق از جمله صنایع پایه است که نقش بسیار مهمی در چرخه ی اقتصادی هر کشور دارد و هرگونه اختلال در تأمین برق, مشکلاتی را در جامعه ی امروزی و توسعه ی آن به وجود می آورد. برای مثال, مصرف برق در ساعات اولیه شب تا 4 ساعت بعد از غروب آفتاب با روشن شدن چراغ های خیابان ها و منازل به صورت ناگهانی افزایش می یابد. معنی این افزایش این است که باید ظرفیت بسیار بالاتری از کل شبکه ی الکتریکی اعم از تولید، انتقال و توزیع برق وارد عمل شود تا بتواند این تقاضا را پاسخ دهد. حال اگر این افزایش به اندازه ای باشد که شبکه ی برق شهری نتواند جوابگوی آن باشد در سطح شبکه خاموشی اتفاق می افتد که برای همگان نامطلوب است و باعث به وجود آمدن خسارات مالی زیادی در سراسر شبکه برق کشور می گردد. از طرف دیگر با تداوم این افزایش تنها برای تأمین بار دراین 3 الی 4 ساعت نیاز به سرمایه گذاری عظیمی جهت احداث نیروگاه های جدید و ساخت تأسیسات شبکه ی انتقال و توزیع برق است. بنابراین بهینه سازی مصرف برق در قرن اخیر بسیار اهمیت یافته و دانشمندان در جست وجوی راهی برای مدیریت صحیح و بهینه ی مصرف انرژی الکتریکی هستند. بخش خانگی مصرف کننده ی بیش از یک سوم برق مصرفی در کل جهان است. بنابراین با بهینه سازی مصرف در این بخش, کاهش چشمگیری در هزینه ی تحمیل شده به تولید کنندگان برای تولید برق مصرفی به وجود می آید. برای بهینه سازی مصرف برق مفهومی با نام مدیریت مصرف تعریف می شود. مدیریت مصرف برق درواقع شامل مجموعه ای از فعالیت های تعریف شده بین تولید کنندگان برق و مصرف کنندگان آن به منظور اصلاح الگوی مصرف برق است. بدین ترتیب هم تولید کنندگان برق و هم مصرف کنندگان آن به سود بیشتری دست می یابند. البته هدف از مدیریت مصرف برق کاهش میزان تولید و کاستن از رفاه مصرف کنندگان نیست. بلکه کاربرد درست انرژی الکتریکی و استفاده صحیح از آن است که این امر موجب رضایت و سود بیشتر مصرف کنندگان و تولیدکنندگان برق است. منظور از مدیریت درست, مصرف در زمان مناسب, انتخاب مقدار مصرف در هر زمان و حجم تولید مناسب در هر زمان به منظور تطابق تولید با مصرف است . برای مدیریت مصرف برق در بخش خانگی, وسایل الکتریکی استفاده شده در هر خانه را به دو گروه تقسیم شده است: ?- وسایل جابه جایی پذیر ?- وسایل جابه جایی ناپذیر وسایل جابه جایی پذیر به وسایلی گفته می شود که می توان زمان استفاده از آن ها را به زمان های دیگر انتقال داد. مانند: ماشین لباس شویی و ماشین ظرف شویی. در مقابل زمان استفاده از وسایل جابه جایی ناپذیر را نمی توان جابه جا کرد. مانند: سیستم روشنایی, یخچال. در این پژوهش برای برنامه ریزی استفاده از وسایل الکتریکی یک کنترل کننده در هر خانه تعبیه شده است. این کنترل کننده به برنامه ریزی استفاده از وسایل جابه جایی پذیر موجود در هر خانه با رضایت کاربران می پردازد. برنامه ریزی باید به گونه ای باشد که رضایت کاربران در رابطه با استفاده از وسایل برقی در خانه ها تأمین شود و هزینه ی پرداختی مصرف کنندگان نیز برای استفاده از وسایل کاهش یابد. هزینه ی تولید برق با مسطح سازی مصرف برق کاهش چشمگیری می یابد. منظور از مسطح سازی, کاهش قله ی مصرفی حاصل از انرژی الکتریکی استفاده شده در دوره های زمانی متفاوت است. برای رسیدن به این هدف باید مصرف برق برای همه ی دوره های زمانی یکنواخت بوده و از تجمع مصرف در دوره های زمانی خاص جلوگیری شود. یکنواخت کردن مصرف در دوره های زمانی مختلف امکان پذیر نمی باشد. زیرا هر کاربر الگوی رفتاری متفاوتی داشته و نمی توان کاربران را مجبور به تغییر الگوی رفتاری خود کرد. پس به روشی نیاز است که کاربران برای مسطح سازی بیشتر مصرف ترغیب شده و خود به صورت آگاهانه به اصلاح الگوی مصرفشان بپردازند. در این پژوهش برای تشویق کاربران و ایجاد انگیزه برای اصلاح الگوی مصرفشان از قیمت گذاری پویا استفاده شده است. زیرا با استفاده از قیمت گذاری ثابت مصرف برق برای همه ی دوره های زمانی کاربران انگیزه ای برای اصلاح الگوی مصرفشان برای رسیدن به مسطح سازی بیشتر برق مصرفی و سود بیشتر تولید کننده ندارند و این امر موجب به وجود آمدن قله ها و دره های مصرفی می شود. قیمت پویای پیشنهادی مطابق با سود در نظر گرفته شده برای تولید کننده تنظیم می شود. یعنی با تجمع مصرف در هر دوره ی زمانی هزینه در آن دوره افزایش می یابد. این امر موجب می شود تا تعدادی از کاربران (کاربرانی که کاهش هزینه برایشان اهمیت دارد) استفاده از وسایل الکتریکی را در راستای ایجاد سود بیشتر برای تولید کننده جابه جا نمایند. در این پژوهش برای مسطح سازی بیشتر مصرف, زمان هایی با مصرف برق کم تر با کسب تجربه از عملکرد کاربر پیش بینی شده و زمان بندی وسایل جابه جایی پذیر در آن زمان ها قرار داده می شود. در مدل های قبلی ارائه شده برای زمان بندی وسایل الکتریکی در خانه ها, با شروع روز زمان بندی تهیه شده برای آن روز در اختیار کاربران قرار می گرفت و مخالفت کاربر برای زمان بندی تهیه شده برای هر وسیله در نظر گرفته نمی شود. درواقع زمان بندی برای هر وسیله در دوره های زمانی مختلف بنا به اولویت های از پیش تعریف شده توسط کاربر تعیین می شود ولی مدل بیان شده در این پژوهش برخلاف مدل های ارائه شده ی قبلی برای برنامه ریزی استفاده از وسایل خانگی انعطاف پذیر بوده و در صورت مخالفت کاربر با زمان بندی یک وسیله, زمان بندی دیگری را برای استفاده از این وسیله با به کارگیری الگوریتم یادگیری تقویتی پیشنهاد می دهد و زمان بندی پیشنهادی وسایل دیگر که هنوز زمان استفاده از آن ها نرسیده است نیز برای یافتن بیشینه ی سودمندی (از نظر کاهش هزینه برای تولید کننده و مصرف کننده و رضایت کاربر) تغییر می یابد. سیستم پاداش دهی در الگوریتم یادگیری پیشنهاد شده ترکیبی از دو هدف در نظر گرفته شده است: ?- هزینه پرداختی کاربر برای استفاده از وسایل الکتریکی در هر دوره ی زمانی. ?-رضایت کاربر برای استفاده از وسایل الکتریکی پیشنهاد شده در هر دوره ی زمانی (میزان رضایت با توجه به استفاده از زمان پیشنهادی برای استفاده از وسیله ی الکتریکی یا عدم توجه کاربر به این زمان مشخص می شود).

امروزه کشورها به دلیل کمبود سوخت های فسیلی درجست وجوی راهی برای مدیریت مصرف انرژی هستند. یکی ازبخش های مهم درمدیریت انرژی، مدیریت مصرف الکتریسیته درخانه هااست. در شبکه برق هوشمند برای ایجاد انگیزه در مصرف کنندگان خانگی برای کاهش مصرف برق در زمان های اوج و جلوگیری از تجمع مصرف در دوره های زمانی مختلف از قیمت گذاری پویااستفاده می شود به گونه ای که مصرف کننده برآن است تا با زمان بندی صحیح لوازم برقی، کمترین بهای برق را بپردازد. دراین پژوهش با توجه به قیمت گذاری پویا، لوازم برقی متقاضی برق به طور خودکار و بدون نیاز به دخالت مصرف کننده مصرف انرژی را به گونه ای درمیان خود هماهنگ می کنند که با نگه داشتن کل تقاضای برق زیر یک مقدار هدف در هر ساعت، مصرف کننده کمترین بهای برق را بپردازد. خانه هوشمند شامل عناصری مانند حسگرهای دما و نور، hvac(بخاری، تهویه مطبوع، کولر)، لوازم خانگی هوشمند، ترموستات و کنتور هوشمند است. برای مدیریت انرژی به طور خودکار در خانه هوشمند نیاز است که این عناصر با هم درارتباط باشند. معماری های قدیمی خانه هوشمند دچار مشکلات عدم همکاری و مقیاس ناپذیری و محدودیت توسعه هستند. همچنین پویایی در محیط خانه کنترل عناصر را سخت می کند. نتایجشبیه سازینشانمی دهدکهبراییکهدفکلمناسبمصرفبرق،طرحمامنجربهکاهشتقاضایاوجبرایخانهشدهوتقاضاییراتولیدمی کندکهدرسطحزمانبیشتریگستردهشدهاست.

در این پایان نامه به بررسی کارهای انجام شده در حیطه کاهش تعداد داده ها و نیز مسئله خوشه بندی پرداخته می شود و در آخر راهکاری جهت حل مسئلهk -مرکز با استفاده از خوشه بندی سلسله مراتبی پیوند کامل ارائه می شود. امروزه با پیشرفت شبکه های کامپیوتری و افزایش قدرت پردازنده ها، روزانه سیل حجیمی از اطلاعات تولید می شود که از نظر بُعد و تعداد، تبدیل به داده های غیر قابل کنترل و عظیمی می شوند که به آن داده های حجیم گفته می شود. روش های مختلفی در خصوص کاهش بُعد و تعداد داده ها ارائه شده است که با استفاده از آنها می توان با انتخاب داده های کمتر و یا ویژگی های (فیلدهای) خاصی از داده ها، نسبت به پردازش سریع تر آن ها اقدام کرد. برخی از روش های ارائه شده در سال های اخیر مبتنی بر رویکرد هندسی هستند که در آن ها پس از تبدیل داده ها (رکوردها) به نقاط هندسی در فضا، الگوریتم هایی جهت یافتن بهترین زیرمجموعه ، به نام مجموعه هسته، از این داده های ارائه می گردد و هدف یافتن بهترین مجموعه هسته است که اولاً تعداد کمتری نسبت به داده اصلی باشد و دوماً خطای تقریب حاصل بسیار کم باشد یعنی جواب حاصل از این مجموعه با جواب حاصل از مجموعه اصلی تفاوت اندکی داشته باشند. واژه های کلیدی: داده های حجیم، هندسه محاسباتی، مجموعه هسته، خوشه بندی، مسئلهk -مرکز، خوشه بندی سلسله مراتبی پیوند کامل