زمانبندی وظایف اینترنت اشیا در محاسبات ابری با استفاده از الگوریتم بهینه‌ساز تعادل

Abstract

اینترنت اشیاء ارتباط جهانی و همگانی اشیاء را با شبکه اینترنت توصیف می‌کند و امکان تبدیل اشیاء به دستگاه‌های متصل به اینترنت را فراهم می‌سازد. این اشیاء قادر به درک محیط، انتقال داده‌ها، پردازش آن‌ها و ارائه بازخورد به محیط هستند. با گسترش برنامه‌های مبتنی بر اینترنت اشیاء، حجم درخواست‌های پردازشی به‌شدت افزایش یافته و چالش‌های جدیدی برای مدیریت و پردازش این داده‌ها ایجاد کرده است. محاسبات ابری قابلیت انجام محاسبات سنگین در زمان کم و هزینه مناسب را ایجاد می‌کند. برای مدیریت کارآمد منابع و کاهش هزینه‌ها، استفاده از الگوریتم‌های فراابتکاری مانند الگوریتم بهینه‌ساز تعادل، که بر پایه قوانین فیزیکی طراحی شده است، می‌تواند بسیار مؤثر باشد. در این مقاله، یک مسئله بهینه‌سازی چندهدفه شامل معیارهایی همچون زمان خاتمه آخرین وظیفه، تأخیر، تعادل بار، پایداری، مصرف انرژی و هزینه پردازش در محیط یکپارچه ابر ارائه شده است. با بهره‌گیری از الگوریتم بهینه‌ساز تعادل، این مسئله حل شده و نتایج با الگوریتم‌های فراابتکاری برجسته مقایسه شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که الگوریتم پیشنهادی بهبود قابل‌توجهی در معیارهای مختلف داشته است. به‌طور خاص، در تابع زمان خاتمه آخرین وظیفه، الگوریتم پیشنهادی به ترتیب 9٪، 6.2٪، 9٪ و 11٪ نسبت به الگوریتم‌های PSO، GSA، GWO و FA بهبود یافته است. همچنین، در کاهش تأخیر، این الگوریتم 8٪، 6.7٪، 9.4٪ و 9٪ عملکرد بهتری داشته است. از نظر هزینه پردازش، بهبود 1.3٪ تا 2٪، و در مصرف انرژی کاهش 2٪ تا 3.6٪ را نشان می‌دهد. در مجموع، برای توابع هدف به‌صورت همزمان، الگوریتم پیشنهادی حدود 5.6٪ تا 10٪ عملکرد بهتری نسبت به رقبا داشته است. این نتایج برتری الگوریتم پیشنهادی در بهینه‌سازی همزمان معیارهای مختلف و افزایش کارایی سیستم‌های رایانش ابری را نشان می‌دهد.