مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر ایران - ب مهندسی کامپیوتر
سال:1398 | دوره:17 | شماره:2 |تعداد مقالات:8

رمزنگاری کلید عمومی یکی از روش های مرسوم رمزنگاری است که به دلیل عدم نیاز به تبادل کلید، در سال های اخیر بسیار مورد توجه قرار گرفته است. روش هایی مانند توان رسانی، جفت سازی، رمزنگاری خم بیضوی و همگونی در این دسته قرار می گیرند که تاکنون پژوهش های زیادی برای کاهش پیچیدگی زمانی و مساحت این روش ها صورت گرفته است. عملیات معکوس به عنوان یکی از اصلی ترین اعمال موجود در روش های رمزنگاری کلید عمومی است که بخش زیادی از پیچیدگی محاسباتی و زمانی را در این پردازنده های رمزنگاری به خود اختصاص می دهد. بنابراین برای افزایش کارایی و سرعت پردازنده های رمزنگاری کلید عمومی، بهبود سرعت و مساحت عملیات معکوس در میدان های متناهی بسیار ضروری به نظر می رسد. در این مقاله، روش های موجود برای انجام عملیات معکوس بر روی میدان های دودویی و اول مورد بررسی قرار گرفته است. در سامانه های رمزنگاری امروزی، میدان های دودویی به دلیل سازگاری با سخت افزار، بسیار پرکاربرد هستند. در ابتدای این نوشتار، روش های موجود برای انجام عملیات معکوس در میدان های دودویی بررسی، الگوریتم های موجود بیان و از نظر پیچیدگی زمانی و منابع مورد نیاز با هم مقایسه شده است. سپس بهترین پیاده سازی های موجود روی بستر FPGA و به صورت مدار مجتمع معرفی می گردد. هدف اصلی در این روش ها کاهش تعداد ضرب مورد نیاز برای انجام عملیات معکوس در میدان دودویی و افزایش امکان توازی برای پیاده سازی هرچه بهتر این روش ها است. میدان های اول به دلیل پیچیدگی ساختاری و محاسباتی بیشتر نسبت به میدان های دودویی، تنوع و گستردگی کمتری دارند ولی در سالیان اخیر به دلیل ظهور کاربردهای جدیدی در رمزنگاری نظیر روش همگونی، مورد توجه بیشتری قرار گرفته اند. محققان این حوزه در تلاش هستند تا ضمن از بین بردن وابستگی زمان اجرای روش های موجود به مقدار ورودی، پیچیدگی زمانی و مساحت الگوریتم های محاسبه معکوس را تا حد امکان کاهش دهند. ارائه ساختارهایی نظیر آرایه ضربانی در همین راستا صورت گرفته که این مقاله به بررسی این روش ها می پردازد و در انتها روش های انجام عملیات معکوس را در میدان های اول از نظر پیچیدگی زمانی و محاسباتی با هم مقایسه می کند.

تجربیات کاربری در تعامل با نرم افزار، یکی از عوامل بسیار مهم در موفقیت نرم افزارهای تجاری تلفن همراه است. معماری اطلاعات، روشی است که در آن می توان با شناخت کاربران و محتوای برنامه، واسط کاربری نرم افزار را برای دستیابی به تجربه کاربری مطلوب طراحی نمود. در این پژوهش تأثیر معماری اطلاعات بر روی قابلیت استفاده نرم افزار با استفاده از رویکردی کمّی ارزیابی شده است. بدین منظور، با انتخاب یک نرم افزار تلفن همراه و با تحلیل رفتار کاربران از طریق ثبت خودکار تعاملات با نرم افزار، مشکلات آنها در استفاده از نرم افزار تحلیل شده است. سپس با استفاده از روش های معماری اطلاعات، سیستم مسیریابی بازطراحی شده و مورد ارزیابی کمّی قرار گرفته است. ارزیابی بر روی 11 کارکرد مختلف و بر مبنای 8 معیار کمّی برای هر نسخه نرم افزار صورت گرفته است. مقایسه نتایج نشان می دهد از میان 88 اندازه گیری انجام شده، 74 مورد بهبود، 10 مورد تنزل و چهار مورد عدم تغییر در مقادیر رخ داده است. بیشترین بهبودها به ترتیب در معیارهای زمان جستجوی صفحه مورد نظر، تعداد فعالیت های اضافه کاربر و پیداکردن مسیر کارکرد توسط کاربران بوده است.

در این مقاله روش مناسبی برای کالیبراسیون دوربین و به دست آوردن ابعاد و سرعت خودروها به صورت تمام خودکار و بدون نیاز به دخالت کاربر ارائه شده است. در روش پیشنهادی، ابتدا با استفاده از چند قاب اول ویدئوی ورودی و با توجه به جهت حرکت خودروها، مختصات نقاط محوشدگی و فاصله کانونی دوربین به دست می آید. سپس با شناسایی محدوده خودروهای متحرک جعبه سه بُعدی محیطی خودرو با استفاده از راستای نقاط محوشدگی تشکیل می گردد. در ادامه برای مقابله با پرسپکتیو، جعبه محیطی هر خودرو بر روی صفحه جاده فرضی تصویر شده و ضریب متری (تبدیل پیکسل به متر) پس از تصویرکردن چند خودرو بر صفحه جاده و با توجه به ابعاد واقعی خودروی غالب به دست می آید. تصویرکردن خودرو بر صفحه جاده و استفاده از ضریب متری، امکان بیان سرعت و ابعاد واقعی خودروها در هر قاب را فراهم می کند که البته ممکن است با خطا همراه باشد. برای افزایش دقت نتایج، این پارامترها در بازه ای که خودرو در معرض دوربین قرار دارد، تجمیع شده و هیستوگرام هایی برای سرعت و ابعاد هر خودرو تشکیل می شود. سپس بیشینه این هیستوگرام ها به عنوان مقادیر جدید سرعت و ابعاد برای هر خودرو گزارش می شود که این کار دقت نتایج را بهبود می بخشد. تشکیل هیستوگرام ها برای هر خودرو، نیازمند ردیابی خودرو در چندین قاب است و برای ردیابی، روشی ساده و بدون پیچیدگی ارائه شده است. مقایسه نتایج روش پیشنهادی با روش های دیگر بیانگر سرعت پردازش بالاتر و پاسخ بهتر روش پیشنهادی است به گونه ای که میانگین خطای این روش در محاسبه ابعاد برابر با 4/1%، میانگین خطا در محاسبه سرعت برابر با km/h 1/1 و میانگین سرعت پردازش روش پیشنهادی برای ویدئوهای تست در MATLAB به حدود 5/3 قاب در ثانیه می رسد.

هدف این مقاله ارائه طرحی جدید و کارامد برای مدار XOR بر پایه تکنولوژی منطق نانومغناطیس در راستای تحقق بخشیدن به پیاده سازی مدارهای محاسباتی نانومغناطیسی از جمله جمع کننده، تفریق کننده و ضرب کننده می باشد. منطق نانومغناطیس به دلایلی از جمله سرعت بسیار بالا، توان مصرفی به شدت پایین، قابلیت مجتمع سازی و کارکرد در دمای اتاق، یک جایگزین مناسب برای تکنولوژی ساخت ترانزیستورهای متعارف است. برای پیشبرد هدف این پژوهش، ابتدا به معرفی گیت های اکثریت در فناوری نانومغناطیس پرداخته می شود و سپس دو طرح کارامد با کمترین مساحت، کمترین تعداد المان نانومغناطیس و کمترین تأخیر برای XOR بر اساس یک گیت اقلیت سه ورودی و یک گیت اکثریت پنج ورودی پیشنهاد می شوند. المان های پایه مورد استفاده در این دو طرح از نوع سلول های نانومغناطیس عمودی متشکل از مواد Co/Pt، به دلیل مزیت های نسبی این ماده هستند. در جهت ایجاد عملکرد درست مدار همچنین نیاز به اعمال ساعت است که در این پژوهش ایجاد پارامتر ساعت با یک میدان مغناطیسی خارجی یکنواخت اعمال می شود. برای پیاده سازی این مدارها از ابزار MagCAD و برای بررسی صحت عملکرد این مدارها از شبیه ساز Modelsim استفاده شده است. با توجه به نتایج حاصل از این شبیه سازی می توان گفت که طرح پیشنهادی XOR سه ورودی تک لایه ای و چندلایه ای پیشنهادی در تعداد گیت ها به ترتیب 50% و 25%، در تأخیر به ترتیب 80% و 80% و در تعداد المان های به کار رفته به ترتیب 23% و 21% نسبت به پژوهش مشابه دارای عملکرد بهتری هستند.

یکی از رایج ترین روش های طراحی آزمون پذیر، طراحی به روش روبشی است که باعث افزایش مشاهده پذیری و کنترل پذیری گره های مدار می شود. در این مقاله به ارائه سلول روبشی می پردازیم که ضمن کاهش تعداد ترانزیستورهای مصرفی، سبب افزایش سرعت عملکرد سلول و کاهش انرژی مصرفی آن می گردد. ساختار پیشنهادی اول، بهینه شده ساختار سلول روبشی دروازه دار کم توان است و بر مبنای حذف جریان نشتی در بخشی از مدار در مواقعی که مورد استفاده قرار نمی گیرد بنا شده و به واسطه کاهش مقدار خازن پارازیتی خروجی موجب کاهش تأخیر انتشار می گردد. در ساختار پیشنهادی دوم که ساختار اصلی است، سلول روبشی پیشنهادی بر مبنای کنترل وارونگر لچ مغلوب در مسیر پایین کش طراحی شده که با قطع مسیر جریان در مواقع غیر ضروری، باعث کاهش توان مصرفی استاتیکی می گردد. همچنین با کاهش تعداد ترانزیستورهای مصرفی در لچ مغلوب نسبت به ساختارهای مشابه تأخیر مدار بهبود می یابد. شبیه سازی در تکنولوژی nm 22 CMOS و با استفاده از نرم افزار Hspice انجام شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که ساختارهای پیشنهادی در مقایسه با ساختارهای پیشین ضمن کاهش تأخیر، از توان استاتیکی بهتری برخوردار هستند.

فلیپ فلاپ یکی از عناصر مهم در طراحی مدارهای دیجیتال است که کارایی آن در سرعت و توان مصرفی سیستم بسیار تأثیرگذار می باشد. در این مقاله با انجام شبیه سازی های مناسب، پارامترهای زمانی فلیپ فلاپ استاتیک به دست آمده و تأثیر ابعاد ترانزیستورهای مختلف بر این پارامترها مورد بررسی قرار گرفته است. سپس با تغییر ولتاژ تغذیه و پارامترهای فرایند ساخت، میزان تأثیر تغییرات این عوامل بر کارایی فلیپ فلاپ مورد ارزیابی قرار گرفته است. عرض ترانزیستورهای مدار بر اساس دستیابی به حاصل ضرب انرژی-تأخیر (EDP) و حاصل ضرب توان-تأخیر (PDP) مطلوب در دو حالت به صورت مجزا تعیین شده اند. سپس تأثیر تغییرات ولتاژ بر افزایش EDP و PDP در مقایسه با فلیپ فلاپ پایه مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. فلیپ فلاپ مورد بررسی در این مقاله فلیپ فلاپ استاتیک نوع D می باشد. شبیه سازی ها با استفاده از نرم افزار HSPICE در تکنولوژی 16 نانومتر و در فرکانس نامی GHz 1 انجام شده است.

حوزه سلامت به علت وسعت عملکرد مالی و همچنین وسعت کاربرد آن، یکی از سیستم های ایده آل برای تقلب است و با وجود راهکارهای مختلف در این زمینه، شناسایی داده های تقلب هنوز یکی از چالش ها برای ارائه دهندگان خدمات سلامت می باشد. در این مقاله برای اولین بار الگوریتم BIRCH به عنوان یک الگوریتم خوشه بندی سلسله مراتبی با الگوریتم بهینه سازی واکنش شیمیایی (CRO) ترکیب شده است. الگوریتم BIRCH با پیچیدگی زمانی خطی قابلیت کار با حجم بالای داده ها و شناسایی داده های پرت را دارد و CRO یکی از الگوریتم های فراابتکاری جدید الهام گرفته از واکنش شیمیایی در دنیای واقعی است که با یک جمعیت پویا از مولکول ها توسط چهار عملگر برخورد به دیواره، تجزیه، برخورد بین مولکولی و ترکیب فضای جستجو را مورد کاوش قرار می دهند. الگوریتم خوشه بندی بهبودیافته BIRCH-CRO با حذف فرایند خوشه بندی سراسری داخلی نسخه کلاسیک BIRCH و تعیین بهینه پارامترهای اصلی آن باعث بهبود سرعت و دقت تشخیص داده های تقلب در حوزه سلامت نسبت به سایر الگوریتم های بدون نظارت ارائه شده در این حوزه گردیده است. همچنین الگوریتم پیشنهادی توانایی کار با داده های آنلاین و حجم بالا را دارد و با توجه به نتایج به دست آمده، عملکرد مناسبی را فراهم می کند.

سرطان پستان یکی از رایج ترین انواع سرطان ها در زنان می باشد و در سال های اخیر رشد قابل توجهی در تعداد افراد مبتلا به آن گزارش شده است. با گسترش روزافزون علم استفاده از داده کاوی در پزشکی به یکی از زمینه های پرکاربرد برای بهبود سیستم های درمانی تبدیل شده است. در این تحقیق فرایند تشخیص بیماری سرطان پستان در دو مرحله انجام می شود. در مرحله اول از یک الگوریتم ژنتیک بهبودیافته برای تشخیص ویژگی های مؤثر در پیش بینی این بیماری استفاده شده و در مرحله دوم نمونه های متعارف و نامتعارف به منظور افزایش دقت و ایجاد مدل دسته بندی نهایی شناسایی می شوند. برای کار دسته بندی مقایسه ای بین دو مدل درخت تصمیم و ماشین بردار پشتیبان انجام شده که نتایج، برتری مدل ماشین بردار پشتیبان را نشان می دهد. نتایج آزمایش های انجام شده دقت تشخیص سرطان پستان را روی مجموعه داده های WBCD، WDBC و WPBC به ترتیب 26/99%، 55/98% و 45/98% گزارش می دهد.