در این پایان نامه، روی سه مساله زمان بندی ماشین های موازی نامرتبط به منظور کمینه سازی مجموع هزینه های زودرسی و دیرکرد متمرکز می شویم. مدل پلاتو و ریوس - سولیس برای فرمول بندی این سه مساله به عنوان برنامه ریزی درجه دوم( نامحدب) دودویی تحت قیود خطی را بررسی می کنیم. ابتدا چند نقص این مدل و سپس چند پیشنهاد برای اصلاح این نقص ها را بیان می کنیم. سپس روش اسکوتلا و dpm را برای محدب سازی دو نوع از سه مساله به کار می بریم. در ادامه، روشی را که می تواند هر سه مساله را محدب سازی کند(qcr)، تشریح می کنیم. در این راه، نواقص روند به کارگیری روش محدب سازی (qcr) توسط پلاتو و ریوس-سولیس، را بیان و اصلاح می کنیم. هم چنین، چگونگی بدست آوردن فرم مخروطی سه مساله را به منظور ارایه این مساله به رهیافت(روش)های نقطه درونی، و در نتیجه بدست آوردن پارامترهای مورد نیاز روش (qcr) بررسی می کنیم. در نهایت، مساله های محدب شده و فرم مخروطی هر سه مساله به ترتیب توسط روش های شاخه و کران و رهیافت های نقطه درونی حل و نتایج عددی قبل و بعد از محدب سازی را مقایسه می کنیم.

یکی از پارامترهایی که در تولید و خدمات همیشه مد نظر است کاهش هزینه تمام شده کالایی است که به دست مشتری می رسد، زیرا هر چه این هزینه کاهش پیدا کند مقدار رقابت پذیری شرکت در تولید کالا و ارایه خدمات به مشتری بیشتر می شود. بنابراین کاهش هزینه تمام شده یکی از عواملی است که می تواند باعث سود بیشتر شود. یکی از راه های کاهش هزینه تمام شده، مینیمم کردن هزینه حمل و نقل است بطوریکه بتوان با کمتری هزینه، کالاها را زا جایی به جای دیگر منتقل کرد بخصوص در حمل و نقل هوایی که انعطاف بیشتری بر روی انتخاب راه وجود دارد. امروزه الگوریتم های ابتکاری از جمله روش جستجوی ممنوع از اهمیت زیادی در حل اینگونه مسایل و بطور کلی در حل مسایل بهینه سازی ترکیباتی برخوردار است. الگوریتم ابتکاری جستجوی ممنوع با استفاده از داده های مسأله و استفاده از راهکارهایی که منجر به فرار از نقاط بهینه محلی می شود در اغلب مسایل بهینه سازی موفق عمل کرده است، و می تواند تا حد بسیار خوبی به بهینه مطلق نزدیک شود. امروزه الگوریتم های ابتکاری از جمله روش جستجوی ممنوع از اهمیت زیادی در حل اینگونه مسایل و بطور کلی در حل مسایل بهینه سازی ترکیباتی برخوردار است الگوریتم ابتکاری جستجوی ممنوع با استفاده از داده های مسأله و استفاده از راهکارهایی که منجر به فرار از نقاط بهینه محلی می شود. در اغلب مسایل بهینه سازی موفق عمل کرده است، و می تواند تا حد بسیار خوبی به بهینه مطلق نزدیک شود. در این پایان نامه علاوه بر معرفی روش های بهینه سازی، الگوریتم جستجوی ممنوع را شرح داده و سپس آن را برای حل مسأله مسیریابی وسیله نقلیه همراه با دریافت و تحول کالا بکار می بریم.

در این پایان نامه به مدلسازی ریاضی مسأله برنامه ریزی چنددوره ای سیستم تأمین، تبدیل و توزیع (std) مواد نفتی در شرایط عدم قطعیت روی تقاضا و قیمت می پردازیم. سیستم std به منظور انتقال مواد نفتی از چندین مبدأ به پالایشگاه ها و انبارهای ذخیره سازی و از آنجا به چندین مقصد، باهدف مینیمم کردن هزینه های مربوطه راه اندازی شده است. در مدلسازی این مسأله عدم قطعیت در تقاضا و قیمت ضمن رعایت محدودیت های مربوط به تأمین، تبدیل، انتقال، ذخیره سازی و محدودیت های منطقی دیگر با هدف تأمین به موقع تقاضا در نظر گرفته می شود. بر این اساس مدلی برای مسأله توسیع ظرفیت شبکه تبدیل و توزیع فرآورده های نفتی با توجه به عدم قطعیت تقاضا ارایه می دهیم. دراین شبکه، نفت خام در پالایشگاه ها به فرآورده های نفتی تبدیل و از آنجا به انبار های ذخیره سازی منتقل می شود تا به شهر ها جهت مصرف نهایی ارسال گردد. در این مسأله از برنامه ریزی تصادفی دو مرحله ای با تعدادی متناهی سناریو برای مدلسازی استفاده شده است. در مسأله توسیع ظرفیت تصمیم گیری درباره تخصیص بهین سرمایه گذاری و تعیین مکان مناسب می باشد. مدل تهیه شده برای مجموعه ای از داده های واقعی که قسمتی از سیستم توزیع فرآورده های نفتی کشور را توضیح می دهد، پیاده سازی و نتایج آن مورد بررسی قرار گرفته است. این مدل می تواند به عنوان یک ابزار کارا و موثر در تصمیم گیری مورد توجه قرار گیرد تا درک بهتری را در برنامه ریزی و تحلیل خط مشی با توجه به شرایط غیرقطعی فراهم کند.

تقاضای ویدیویی (vod) تکنولوژیی است که در آن تعدادی از برنامه های ویدیویی (فیلم، آهنگ، اخبار، مجله و...) از طریق شبکه به تعدادی از مشتری هایی که آنها را درخواست می دهند فرستاده می شود. مسیله اساسی در توسعه یک سیستم vod متعادل سازی بار می باشد که بیشتر بصورت بهینه کردن مکان یابی برنامه ها در تعدادی از سرورهای از پیش معین شده و مسیریابی برنامه های درخواستی از کاربر می باشد به نحوی که هزینه کل نگهداری و انتقال ویدیو مینیمم گردد، این مسیله را مکان یابی ویدیویی و مسیله مسیریابی برنامه های ویدیویی (vprp) می نامند. با فرمول بندی مسیله vprp، اثبات می گردد که این یک مسیله np-سخت است و بنابراین با نرم افزارهای موجود شناخته شده نمی توان به جواب بهینه مخصوصاً با افزایش اندازه مسیله رسید به همین دلیل از روشهای حل آزادسازی و تجزیه لاگرانژ و روش تجزیه بندرز برای تعیین جواب استفاده می کنیم.

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.

شبکه atm یک شبکه اتصالگرا است به این معنی که قبل از ارسال داده یک مدار مجاری بین مبداء و مقصد ایجاد می گردد. بنابراین یافتن بهترین مسیری که بتوان روی آن کار انتقال داده را انجام داد، جزء مسایل اساسی در طراحی شبکه های atm بوده است. از اینرو تعیین مسیرهای مجاری (vp) روی لینک های فیزیکی موجود و یافتن بهترین مدار مجاری (vc) جهت انتقال داده، مسایلی هستند که موجب طراحی مدل های متفاوتی برای شبکه های atm شده است. که هر کدام جنبه های خاصی از شبکه را در نظر گرفته اند. مدلی که ما برای کار روی شبکه های atm بر می گزینیم. مدلی است که دو مسیله تعیین vp و یافتن vc را بر اساس پارامترهای هزینه ایجاد و راه اندازی بطور همزمان حل می کند. در مجموع بنظر می آید یک طرح جامعی که هر دو مسیله طراحی شبکه و کنترل ترافیک را بطور توام در نظر بگیرد به طبیعت شبکه atm نزدیک تر باشد. و نتایج بهتری را در پی خواهد داشت. از این رو در این کار تحقیقاتی طراحی بهینه شبکه طوری که ارسال داده با کمترین هزینه انجام گیرد. و کنترل همزمان ترافیک، با هدف جلوگیری از ایجاد تراکم در شبکه (یا در صورت وقوع، تعدیل آن) مورد توجه قرار گرفته است. لذا در انتخاب مدل کنترل ترافیکی رویکرد مسیریابی آن مورد نظر بوده است بنابراین هدف ارسال بهینه جریان روی بهترین مسیر است. و یا به بیان دیگر می خواهیم با کمترین احتمال تراکم بهترین مسیر با کمترین هزینه را تعیین کنیم

یکی از مسایل مهمی که مدیران برنامه ریزی در صنعت نفت همواره با آن روبه رو هستند، انتخاب روشی مناسب برای انتقال فرآورده های نفتی از نقاط تولید به نقاط مصرف است. حمل فرآورده های نفتی با خط لوله به عنوان روشی مطمین و اقتصادی، نقش کلیدی در حمل ونقل دارد، خصوصاً زمانی که حجم بالایی از فرآورده به فواصل دور فرستاده می شود. خطوط لوله عموماً پالایشگاه ها را به انبارها و مراکز توزیع عمده متصل می کنند که در این پایان نامه زمان بندی برنامه حمل فرآورده های نفتی از طریق یک خط لوله، به کمک برنامه ریزی عدد صحیح آمیخته و با گسسته سازی پارامتر زمان انجام می شود. برای این برنامه حمل دو مدل با شرایط متفاوت مطرح می شود. از آنجایی که حل مسایل بهینه سازی ip، بسیار مشکلتر از lp است، تعدادی برش صحیح را به منظور کاهش زمان حل مسایل معرفی کرده و در پایان نتایج تعدادی مثال از جمله یک مثال واقعی همراه با نقاط ضعف و قوت این روش، این روش ارایه می شود.

در این پایان نامه مسایل سیاست مسیریابی بهینه در شبکه های تصادفی وابسته به زمان مورد مطالعه قرار می گیرد. این نوع مسایل مبانی مسایل بهینه سازی شبکه برای کاربردهای وسیعی از جمله شبکه های حمل و نقل و سیستم های ارتباط از راه دور هستند. مسایل سیاست مسیریابی بهینه در شبکه های تصادفی وابسته به زمان متناظر با مسیله پیدا کردن کوتاهترین مسیر در شبکه های قطعی ایستا است. در حقیقت یک شبکه تصادفی وابسته به زمان، شبکه ایی است که در آن مشخصه کمان ها متغیرهای تصادفی وابسته به زمان هستند. یک سیاست مسیریابی در این شبکه ها یک قانون تصمیم گیری است که در هر گره، با توجه به اطلاعات مربوط به کمان ها، مشخص می کند که کدام گره می تواند به عنوان گره بعدی انتخاب شود. همچنین از آنجایی که در بیشتر مواقع پیدا کردن مسیرهای بهینه با توجه به چند معیار مدنظر است، در این پایان نامه الگوریتم های دقیقی را برای حل مساله پیدا کردن مسیرهای توافقی در شبکه های تصادفی وابسته به زمان چند معیاره ارایه می دهیم. یکی از این الگوریتم ها همه ابرمسیرهای کارا در شبکه های تصادفی وابسته به زمان چند معیاره را، با توجه به مقدار مورد انتظار چند هدف، از همه گره ها به یک گره مقصد مشخص تعیین می کند. اما الگوریتم دیگر تنها یک ابرمسیر منفرد را در شبکه های تصادفی وابسته به زمان چند معیاره به عنوان ابرمسیر بهینه ارایه می دهد. مسایلی که به انتخاب چنین ابرمسیرهایی منجر می شوند کاربردهای زیادی از جمله در انتخاب مسیر برای حمل و نقل مواد خطرناک، پاسخ گویی به فوریت ها(نظیر فوریت های پزشکی، پلیسی و آتش نشانی)، سیستم های حمل و نقل هوشمند و شبکه های اطلاعاتی دارند.

انتظار می رود شبکه های سنسوری بی سیم در کاربردهای زیادی، از کنترل محیط گرفته تا کشف پدیده ای خاص، مورد استفاده قرار گیرند. چالش اساسی، فراهم کردن انرژی کافی برای برقراری ارتباط است. مسئله تاخیر هم یک مفهوم مهم، در بسیاری از کاربردهایی است که نیازمند واکنش سریع هستند. مسئله اساسی که در این پایان نامه به آن پرداخته می شود، بررسی این مطلب است که اساسا طراحی مکانیزم های زمان بندی خواب، بدون از دست دادن در کاربردهای ویژه، امکان پذیر است. بدین منظور، در سه مطالعه به بررسی مسئله زمان بندی خواب در شبکه های سنسوری بی سیم پرداخته شده است. در مطالعه اول، زمان بندی خواب با کمینه تاخیر ارتباطی، به بررسی مسئله طراحی زمان بندی خواب در یک شبکه ارتباطی با ساختار دلخواه، با هدف کمینه کردن بیشترین تاخیر ارتباطی، در حالت یک بیداری در هر تناوب پرداخته می شود. بدین منظور، مسئله به صورت تئوری گرافی فرمول بندی می شود و با توجه به np- سخت بودن مسئله، جواب بهینه و نیز تحلیل آن، برای دو توپولوژی ویژه درخت و حلقه بررسی می شود و سپس چند روش ابتکاری برای یافتن جواب بهینه در توپولوژی دلخواه، مورد بررسی قرار می گیرد و در انتها به مساله زمانبندی چندگانه پرداخته می شود و نشان داده می شود که چگونه زمان بندی چندگانه به طور قابل توجهی تاخیر را کاهش می دهد. در مطالعه دوم، به مسئله کمینه کردن بیشترین تاخیر کلی ناشی از زمان بندی خواب که شامل تاخیر انتقال و دریافت است، پرداخته می شود. برخلاف مطالعه اول که در آن ترافیک، دلخواه فرض شده است، در این مطالعه، به الگوهای ترافیک خاص و در عین حال خیلی رایج و کاربردی پرداخته می شود. به منظور دستیابی به یک تاخیر دو سویه قابل قبول متناسب با کاربرد مورد نظر، چندین طرح زمان بندی ارزیابی می شود و سپس خانواده جدیدی از الگوهای زمان بندی به نام الگوی چند والدی مورد بررسی قرار می گیرد که در آن، به منظور افزایش عمر عملکرد شبکه و کاهش تاخیر در تبادل داده، چندین مسیر تبادل داده و زمان بندی بیداری برای سنسورهای مختلف به وجود می آید. در انتها با توجه به np- سخت بودن مسئله تخصیص والد (رنگ آمیزی گراف) در روش چند والدی، یک الگوریتم ابتکاری برای مسئله تخصیص والد در روش چند والدی بررسی می شود. در مطالعه سوم، به مسئله زمان بندی خواب با کمینه تاخیر ارتباطی، توام با مسیریابی پرداخته می شود. با ساختن گراف تاخیر، این مسئله تخت مدل چند کانالی، با یافتن m مسیر نود مجزا در گراف تاخیر به صورت بهینه و در زمان چند جمله ای حل شود. همچنین گسترشی از الگوریتم، برای حالت های ترافیک و توپولوژی پویا بررسی می شود و در انتها، یک روش ابتکاری برای حل مسئله تحت مدل تداخلی یگانه بررسی می شود.

در یک شبکه خیابان های شهری که به وسیله چراغ های راهنمایی زمان-ثابت کنترل می شود، میان زمان های چراغ راهنما و مسیرهایی که توسط کاربران منحصر به فرد شبکه انتخاب می شوند، برخوردی منطقی قابل درک است لذا کنترل چنین شبکه هایی بایستی با توجه به همزمان نسبت به این مسایل همراه باشد. در این پایان نامه پس از شرح راهکارهای برنامه ریزی غیر خطی و نظریه شبکه برای تنظیم زمان بندی چراغ راهنما و تخصیص ترافیک، به ایده های ترکیبی این دو مسأله اشاره می شود و باترکیب ابزارهای بهینه سازی، استراتژی های قابل پی گیری استخراج می شود. در این میان به دلیل وجود وقایع غیر قابل پیش بینی راهکارهای منطق فازی مفید به نظر می رسد و لذا در جابه جای پایان نامه هر کجا که امکان پذیر باشد، چنین راهبردی تعقیب می شود.

ماناسازی به مجموعه عملیاتی گفته می شود که عمل ذخیره و بازیابی اشیا برنامه های کاربردی را انجام می دهند. مفهوم ماناسازی بیشتر به دلیل ناهمگونی پایگاه های داده رابطه ای با مدل های شی گرا بوجود آمده است. در این پایان نامه ابتدا مفاهیم موجود در ماناسازی را مورد مطالعه قرار می دهیم. سپس جنبه گرایی مورد بررسی قرار می گیرد. جنبه ها موجوداتی هستند که اجرای برنامه را برای انجام عملی قطع می کند و فرآیندهایی به آن اضافه می کنند. در مورد جنبه گرایی ابتدا مفاهیم موجود در آن مورد بررسی قرار می گیرد و سپس روشی جهت پیاده سازی زیر ساخت های لازم برای آن در چارچوب net ارائه می گردد. بررسی جنبه گرایی از آن جهت اهمیت دارد که می توان ماناسازی را به عنوان جنبه ای برای برنامه های کاربردی در نظر گرفت. در این پایان نامه نشان داده می شود که چگونه بعضی از مسائل موجود در ماناسازی می تواند به عنوان یک جنبه مطرح شود. همچنین روشی به منظور فراهم کردن امکان پرس و جو به صورت شی گرا برای لایه های ماناساز در این پایان نامه معرفی می شود. ارائه پرس و جوهای شی گرا یکی از پرارزش ترین امکاناتی است که یک لایه ماناساز می تواند در اختیار طراحان و برنامه نویسان قرار دهد. چون با استفاده از پرس و جوهای شی گرا، پرس و جوها می توانند توسط خصوصیات شی گرایی و در همان حوزه ای که اشیا تعریف شده اند طراحی شوند و نیازی نیست که در حوزه رابطه ای طراحی گردند. در نتیجه امکان استفاده از پرس و جوهایی قدرتمندتر، ساده تر و با قابلیت نگهداری بیشتر بوجود می آید. بر اساس مولفه طراحی شده در این کار، مولفه ای نیز برای طراحی پرس و جوهای شی گرا بر روی گراف ها طراحی شده است.

شبکه umts از نسل سوم سیستم های مخابراتی متحرک است و قادر به ارائه پهنای باند بیشتر نسبت به نسل های قبلی و عرضه چندین رده از سرویس های مخابراتی از جمله صوت و خدمات مربوط به داده است. از جمله دستاوردهای آن می توان به ارتباطات تصویری، امکان استفاده از اینترنت پرسرعت (ایجاد ارتباط با حداکثر سرعت 384 کیلو بیت بر ثانیه) و ویدئو کنفرانس اشاره کرد. استفاده از الگوریتم ها برای طراحی زیرساخت شبکه ها در جهت کاهش هزینه شبکه امری ضروری است، در این پایان نامه به مسئله طراحی زیر ساخت شبکه umts با در نظر گرفتن سه زیر مسئله طراحی سلول، طراحی شبکه دسترسی و طراحی شبکه مرکزی بطور همزمان می پردازیم. دو الگوریتم ابتکاری برای حل این مساله معرفی خواهند شد، یک الگوریتم جستجوی محلی که یک جواب شدنی خوب برای مسئله می دهد و یک الگوریتم ابتکاری جستجوی ممنوع که با استفاده از جواب الگوریتم قبل به عنوان جواب ابتدائی جواب بسیار نزدیکی به جواب بهینه بدست می آورد، بطوریکه جواب حاصل از این الگوریتم به طور متوسط در فاصله 56/0 درصدی از جواب بهینه (یعنی اختلاف جواب حاصل با جواب بهینه نسبت به جواب بهینه برابر با 0056/0 است ) در بدترین حالت در فاصله 05/6 درصد از جواب بهینه می باشد.