در طراحی برنامه های کاربردی و الگوریتم های شبکه های حسگر بی سیم کاهش مصرف انرژی و افزایش طول عمر شبکه یک موضوع اساسی می باشد. خوشه بندیِ شبکه های حسگر نقش عمده ای بر مدیریت مناسب تر و مقیاس پذیری این شبکه ها دارد. الگوریتم های مسیریابی مبتنی بر خوشه بندی از طریق تقسیم حسگرهای همسایه به خوشه های مجزا و انتخاب سرخوشه های محلی برای ترکیب و ارسال اطلاعات هر خوشه به ایستگاه مبنا ، با کاهش افزونگی موجود در داده ها ، بهترین کارایی را از لحاظ افزایش طول عمر و حفظ پوشش شبکه ای در مقایسه با سایر الگوریتم های مسیریابی به دست می آورند. ما در این تحقیق یک الگوریتم مسیریابی خوشه بندی توزیع شده در شبکه های حسگر بی سیم ارائه خواهیم داد. در الگوریتم ارائه شده انتخاب سرخوشه ها و تشکیل خوشه ها بر اساس پارامترهای میزان انرژی باقیمانده ی هر حسگر، میانگین انرژی حسگرهای هر خوشه، تعداد همسایگان هر حسگر و فاصله هر حسگر تا ایستگاه مبنا انجام می شود. پس از تشکیل خوشه ها، انتقال اطلاعات از سرخوشه ها به ایستگاه مبنا با ترکیبی از روش های تک گامی و چندگامی انجام شده است تا از مزایای هر دو روش استفاده شود. همچنین در این الگوریتم با ارائه یک تکنیک جدید خوشه بندی مجدد ، ضمن نگهداری خوشه ها و کاهش سربار تبادل پیام تشکیل خوشه ها، مصرف انرژی شبکه به میزان قابل توجهی کاهش داده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که الگوریتم ارائه شده طول عمر، مقیاس پذیری و میانگین مصرف انرژی شبکه را نسبت به الگوریتم های خوشه بندی که قبلاً ارائه شده به میزان قابل توجهی بهبود می دهد.

تأخیر واقعی از مسیر، یکی از مشکلات زمان بندی جریان کاری محیط گرید با روش کلونی مورچگان می باشد که در تحقیقات صورت گرفته ملاحظه و بررسی نشده است. از این رو، ما در این پایان نامه یک الگوریتم بهبود یافته برای زمان بندی جریان های کاری گرید با استفاده از روش فرا اکتشافی کلونی مورچگان با در نظر گرفتن تأخیر واقعی از مسیر ارائه داده ایم. بهینه سازی کلونی مورچگان (aco) یکی از الگوریتم های فرا اکتشافی برای حل مشکلات بهینه سازی ترکیبی می باشد. الگوریتم ارائه شده (dswa) با استفاده از پارامترهای اتکاپذیری، هزینه، زمان رفت و برگشت و دسترس پذیری مورد ارزیابی قرار گرفته است. با توجه به الگوریتم پیشنهادی و مقایسه آن با الگوریتم های زمان بندی قبلی، تابع صلاحیت جدیدی را ایجاد نمودیم که با در نظر گرفتن پارامترهای شاخص کیفیت سرویس، اولویت بندی وظیفه ها را انجام دادیم. برای این منظور میزان دسترسی وظیفه ها با الگوریتم های موجود نسبت به الگوریتم پیشنهادی دارای پیچیدگی زمانی کمتری می باشد. همچنین با لحاظ نمودن روش تکنیکی توانستیم سیستمی در نظر بگیریم که بهره وری و کارایی را افزایش و با کمک تابع هدف، زمان اجرای برنامه را کاهش می دهد و با محاسبه زمان رفت و برگشت توانستیم زمان واقعی وظیفه ها را نسبت به الگوریتم های قبلی تخمین بزنیم. در بعضی از کاربردها چند پارامتر کیفیت سرویس باهم در نظر گرفته شده است. هر چند رسیدن به چنین حالتی به سادگی امکان پذیر نبوده و احتمالاً بهبود یک پارامتر موجب بدتر شدن پارامتر دیگری می شود؛ و در نهایت الگوریتم dswa دارای کارایی بهتر نسبت به الگوریتم های acs و moaco می باشد.

پردازش گرید از جمله تکنولوژی های سال های اخیر برای حل بسیاری از مسائل پیچیده مانند اشتراک منابع در محیط های ناهمگن می باشد. در این میان مدیریت منابع، تخصیص و زمان بندی وظایف نقش مهمی در کارایی محیط گرید بازی می کنند. بدست آوردن زمان بندی بهینه در محیط گرید یک مسئله از درجه سخت می باشد. راه حل های مکاشفه ای، از جمله راه حل های ممکن برای حل مسائل از درجه سخت می باشند. در این پایان نامه یک الگوریتم زمان بندی مکاشفه ای با در نظر گرفتن پارامترهای شاخص برای نگاشت وظیفه های مستقل در سیستم های گرید ارائه داده ایم. الگوریتم پیشنهادی با در نظر گرفتن توازن بار، تحمل خطا، مهاجرت وظایف و دادن اولویت برای نگاشت وظایف مستقل روی محیط پردازشی ناهمگن، شرایط خاصی را برای تضمین کارایی بالا در سیستم گرید ایجاد می کند. با پیاده سازی الگوریتم زمان بندی پیشنهادی در محیط شبیه سازی شده، شرایطی را ایجاد کرده ایم که نگاشت و زمان بندی وظایف با کارآمدی و قابلیت اطمینان بیشتری نسبت به الگوریتم های مشابه قبلی انجام پذیرد. نهایتاً آزمایشات و نتایج شبیه سازی شده نشان می دهد که الگوریتم زمان بندی پیشنهادی به طور قابل توجهی توان خروجی بالا، کاهش زمان اتمام کار سیستم، قابلیت اطمینان و کارایی بیشتر در محیط گرید را تضمین می کند.

طول عمر، در شبکه های حسگر سه بعدی یک مسئله بحرانی است، زیرا طول شعاعی که این شبکه نسبت به مدل دوبعدی باید نظارت کند رشد یافته است و بطور جدی طول عمر شبکه را کاهش می دهد. ما ایستگاه مبنا متحرکی برای حل مسئله بکار برده ایم. در این پایان نامه یک الگوریتم توزیع شده متعادل با مصرف انرژی بهینه ارائه شده است. در شبکه های حسگر بی‏سیم ، مکان هایی که از ایستگاه مبنا دورتر هستند بدلیل فاصله زیاد، انرژی بیشتری برای ارسال داده مصرف می کنند. بنابراین حسگرهای دورتر انرژی شان خیلی سریعتر تخلیه خواهد شد، در نتیجه طول عمر شبکه کاهش می یابد. در الگوریتم ارائه شده، سعی کرده ایم مصرف انرژی در شبکه را متعادل کنیم، این مسئله با استفاده از چند ایستگاه مبنا که در بین حسگرها حرکت می کنند حل شده است. در الگوریتم ارائه شده ایستگاه های مبنا جهت حرکت شان را با انرژی حسگرهای اطرافشان تنظیم می کنند و این جابجایی دائمی طول عمر شبکه را افزایش می دهند. در الگوریتم ارائه شده مصرف انرژی حسگرها در سرتاسر شبکه توزیع شده است و ایستگاه های مبنا به سمت حسگرهایی با انرژی کمتر حرکت می کنند برای اینکه فاصله حسگرها تا ایستگاه مبنا برای ارسال داده هایشان کمتر شود و انرژی شان دیرتر تخلیه می شود. در پایان، نتایج شبیه سازی الگوریتم ارائه شده با الگوریتم leach (الگوریتم پایه ای شبکه های حسگر) و الگوریتم با ایستگاه های مبنای ثابت مقایسه شده است و بهبود طول عمر شبکه ارائه شده را نشان می دهد و مصرف انرژی حسگرها را کاهش می دهد.

برای طراحی پروتکل های مسیر یابی در شبکه های حسگر بی سیم نیاز به پارمترهای شاخص داریم، تا بتوانیم محدودیت در تامین انرژی گره ها را کاهش دهیم.باترکیب نمودن پارامترهای شاخص یک تابع صلاحیت را ارائه خواهیم داد.تا کارآیی روش پیشنهادی را افزایش دهیم در tdwsn ارائه یک الگوریتم برای انتخاب ch بهینه با در نظرگرفتن پارامترهای شاخص برای کاهش مصرف انرژی است . که در شبکه حسگر با توزیع حالت های گره ، تکنیکی ایجاد نموده ایم تا گره بهینه به منظور افزایش ذخیره سازی انرژی در سرتاسر شبکه حسگر بی سیم صورت پذیرد. با ادغام نمودن پارامترهای شاخص و با در نظر گرفتن آستانه ای توانستیم در تابع هدف نسبت به الگوریتمgbr حالت رقابتی آن را حذف کنیم و این کار زمانی است که بتوانیم با وجود پارامترهای شاخص گره های تکراری که در شبکه حسگر بی سیم وجود دارند را کاهش دهیم در نهایت با ترکیب نمودن پارامترهای زمان و فاصله و تاخیر و وزن توانستیم بهره وری انرژی را نسبت به نمونه های قبلی افزایش دهیم.