مديريت تخصيص و زمانبندي وظايف در شبكه هاي حسگر كنشگر بي¬سيم با معماري تركيبي با آگاهي از قابليت اطمينان

دكتري

زمانبندي وظايف در شبكه¬هاي حسگر كنشگر بي¬سيم، بيشتر با هدف كاهش انرژي مصرفي و به نسبت كمتر كاهش زمان پاسخ شبكه انجام شده¬اند و از معيار مهمي چون قابليت اطمينان سرويس غافل شده-اند. همچنين نوع وظايف و ويژگي¬هاي گوناگون آنها كه مي¬توانند بر اجراي وظايف در اين شبكه¬ها اثرگذار باشند، چندان مورد توجه قرار نگرفته¬اند و لذا استفاده از اين زمانبندها در كاربردهايي نظير عمليات امداد و نجات كاربردي نشده است. در اين رساله، راهكاري براي تخصيص و زمانبندي وظايف در شبكه¬هاي حسگر كنشگر بي¬سيم با هدف رفع چالش¬هاي مذكور ارائه گرديده است. بدين منظور، ابتدا مدل زمانبندپذيري كه معيارهاي مهم توازن باركاري، قابليت اطمينان و قابليت پاسخگويي كنشگرها را در نظر مي¬گيرد، معرفي شده است. سپس جهت تحليل زمانبندپذيري وظايف، مدل صوري دسترس¬پذيري با استفاده از جبر فرآيندي ارائه شده و با بهره¬گيري از مدل زمانبندپذيري پيشنهادي، راهكاري جهت توزيع وظايف با توجه به نيازمندي¬هاي معماري تركيبي ارائه گرديده است. به منظور تخصيص وظايف محلي، پروتكل DSP ارائه شده است كه با استفاده از پروتكل پيشنهادي FitCa بهترين كنشگرها را جهت تخصيص وظايف محلي تعيين كرده و با بهره¬گيري از نظريه مزايده، وظايف را به بهترين كنشگرها تخصيص مي¬دهد. به منظور زمانبندي وظايف سراسري، با توجه به پيچيدگي بيشتر اين وظايف در مقايسه با وظايف محلي و در نظر گرفتن اين واقعيت كه اين وظايف داراي يك يا چند زيروظيفه هستند كه بين آنها مي¬تواند وابستگي وجود داشته باشد، با بهره¬گيري از بهينه¬سازي مبتني بر جغرافياي زيستي، تكنيكي جهت تخصيص وظايف سراسري به كنشگرها ارائه گرديده است. در نهايت پس از تخصيص وظايف به كنشگرها، زمانبندي وظايف با استفاده از پروتكل پيشنهادي TSP در سطح گره¬هاي كنشگر انجام مي¬گردد. در بحث درستي¬يابي راهكار پيشنهادي، ويژگي¬هاي ايمني، زنده بودن محدود و عدم وجود بن¬بست مدنظر بوده است كه به كمك روش بررسي مدل و آتوماتاي زماني، برقراري اين ويژگي¬ها اثبات شده است. نتايج بدست آمده از شبيه¬سازي¬ها نشان مي¬دهد راهكار پيشنهادي در مقايسه با بهترين نتايج بدست آمده از تحقيقات مورد مقايسه، بطور ميانگين، زمان پاسخ شبكه را به ميزان %14 كاهش، نرخ رعايت موعد زماني وظايف را به ميزان %15 افزايش، قابليت اطمينان سرويس و انرژي باقي¬مانده كنشگرها را به ترتيب به ميزان %11 و %12 افزايش داده است. همچنين همانگونه كه نشان داده شده، راهكار پيشنهادي مي¬تواند طول عمر گره¬هاي كنشگر را نيز افزايش دهد. از مهمترين كارهاي آتي، زمانبندي وظايفي است كه به صورت پيوسته و جرياني بوده و مكان رويدادهاي مرتبط با اين وظايف در شبكه¬هاي حسگر كنشگر بي¬سيم متحرك مي¬باشند.

193696

دانشگاه علم و صنعت ايران

كامپيوتر

دكتر محمدرضا كنگاوري