فرادرس

الگوریتم های فرا ابتکاری (metaheuristic algorithms) رویکرد مؤثری برای حل مسائل بهینه سازی پیچیده در علوم مختلف هستند. در سالهای اخیر، با الهام از رفتار موجودات زنده برای یافتن منابع مورد نیاز برای زندگی، الگوریتم های فرا ابتکاری جدید و متنوعی پیشنهاد شده اند. الگوریتم جهش قورباغه مخلوط شده (Shuffled Frog Leaping Algorithm)، که بر مبنای الگوریتم دیگری با نام الگوریتم تکامل مجتمع های مخلوط شده (Shuffled Complex Evolution Algorithm or SCE-UA) پیشنهاد شده است، از جمله همین روش های جدید است. این روش برای حل مسائل مختلفی از قبیل مدیریت شبکه های آبی، بهینه سازی سیستم های قدرت، و طراحی مهندسی با موفقیت به کار رفته است. این الگوریتم در اصل برای مسائل بهینه سازی با متغیرهای تصمیم گیری گسسته پیشنها...

در بسیاری از رشته های علمی و فنی، در نهایت ما با مجموعه ای از داده ها روبرو هستیم که حجم کم یا زیادی را دارند؛ اما مهم ترین کار، به دست آوردن چنین پایگاه داده ای نیست. بلکه باید بتوانیم، سطح بالاتری از دانش را با توجه به پایگاه داده مذکور به دست بیاوریم؛ این یعنی نتیجه گیری و جمع بندی تمام تلاش هایی که برای جمع آوری آن داده ها صرف شده است. اکثر دانشمندان و محققین سرشناس هر رشته علمی یا فنی، در کنار عامل خلاقیت و تخصص، یک ویژگی مشترک و بسیار مهم دارند، و آن نتیجه گیری های مهمی است که از مشاهدات و داده های جمع آوری شده ارائه کرده اند. در رشته های مختلف علمی، نظریه های بسیار مهمی که با مطالعات میدانی به دست آمده اند، همگی دارای این مولفه مشترک هستند: به دست آوردن قواعد و قوانینی که توضیحی فش...

در بسیاری از رشته های علمی و فنی، در نهایت ما با مجموعه ای از داده ها روبرو هستیم که حجم کم یا زیادی را دارند؛ اما مهم ترین کار، به دست آوردن چنین پایگاه داده ای نیست. بلکه باید بتوانیم، سطح بالاتری از دانش را با توجه به پایگاه داده مذکور به دست بیاوریم؛ این یعنی نتیجه گیری و جمع بندی تمام تلاش هایی که برای جمع آوری آن داده ها صرف شده است. اکثر دانشمندان و محققین سرشناس هر رشته علمی یا فنی، در کنار عامل خلاقیت و تخصص، یک ویژگی مشترک و بسیار مهم دارند، و آن نتیجه گیری های مهمی است که از مشاهدات و داده های جمع آوری شده ارائه کرده اند. در رشته های مختلف علمی، نظریه های بسیار مهمی که با مطالعات میدانی به دست آمده اند، همگی دارای این مولفه مشترک هستند: به دست آوردن قواعد و قوانینی که توضیحی فش...

در بسیاری از رشته های علمی و فنی، در نهایت ما با مجموعه ای از داده ها روبرو هستیم که حجم کم یا زیادی را دارند؛ اما مهم ترین کار، به دست آوردن چنین پایگاه داده ای نیست. بلکه باید بتوانیم، سطح بالاتری از دانش را با توجه به پایگاه داده مذکور به دست بیاوریم؛ این یعنی نتیجه گیری و جمع بندی تمام تلاش هایی که برای جمع آوری آن داده ها صرف شده است. اکثر دانشمندان و محققین سرشناس هر رشته علمی یا فنی، در کنار عامل خلاقیت و تخصص، یک ویژگی مشترک و بسیار مهم دارند، و آن نتیجه گیری های مهمی است که از مشاهدات و داده های جمع آوری شده ارائه کرده اند. در رشته های مختلف علمی، نظریه های بسیار مهمی که با مطالعات میدانی به دست آمده اند، همگی دارای این مولفه مشترک هستند: به دست آوردن قواعد و قوانینی که توضیحی فش...

در بسیاری از رشته های علمی و فنی، در نهایت ما با مجموعه ای از داده ها روبرو هستیم که حجم کم یا زیادی را دارند؛ اما مهم ترین کار، به دست آوردن چنین پایگاه داده ای نیست. بلکه باید بتوانیم، سطح بالاتری از دانش را با توجه به پایگاه داده مذکور به دست بیاوریم؛ این یعنی نتیجه گیری و جمع بندی تمام تلاش هایی که برای جمع آوری آن داده ها صرف شده است. اکثر دانشمندان و محققین سرشناس هر رشته علمی یا فنی، در کنار عامل خلاقیت و تخصص، یک ویژگی مشترک و بسیار مهم دارند، و آن نتیجه گیری های مهمی است که از مشاهدات و داده های جمع آوری شده ارائه کرده اند. در رشته های مختلف علمی، نظریه های بسیار مهمی که با مطالعات میدانی به دست آمده اند، همگی دارای این مولفه مشترک هستند: به دست آوردن قواعد و قوانینی که توضیحی فش...

در بسیاری از رشته های علمی و فنی، در نهایت ما با مجموعه ای از داده ها روبرو هستیم که حجم کم یا زیادی را دارند؛ اما مهم ترین کار، به دست آوردن چنین پایگاه داده ای نیست. بلکه باید بتوانیم، سطح بالاتری از دانش را با توجه به پایگاه داده مذکور به دست بیاوریم؛ این یعنی نتیجه گیری و جمع بندی تمام تلاش هایی که برای جمع آوری آن داده ها صرف شده است. اکثر دانشمندان و محققین سرشناس هر رشته علمی یا فنی، در کنار عامل خلاقیت و تخصص، یک ویژگی مشترک و بسیار مهم دارند، و آن نتیجه گیری های مهمی است که از مشاهدات و داده های جمع آوری شده ارائه کرده اند. در رشته های مختلف علمی، نظریه های بسیار مهمی که با مطالعات میدانی به دست آمده اند، همگی دارای این مولفه مشترک هستند: به دست آوردن قواعد و قوانینی که توضیحی فش...

    زبان برنامه نویسی و نرم افزار متلب، بدون شک، امروزه یکی از ابزارهای حیاتی برای مطالعات علمی در رشته های مختلف علمی و فنی به حساب می آید. با توجه به نیاز کاربران متلب در ایران، که شامل تعداد قابل توجهی از دانشجویان و متخصصین کشور است، برای دسترسی به منابع آموزشی مناسب و کامل، مجموعه کاملی از فیلم های آموزشی برنامه نویسی متلب تولید و در اختیار مخاطبان محترم قرار گرفته است. فیلم آموزشی برنامه نویسی شیئ گرا یا Object-Oriented Programming در متلب، هفتمین بخش از بسته طلایی فیلم های آموزشی برنامه نویسی متلب پیشرفته (لینک +) است. سرفصل های مهم مورد بحث در این فیلم آموزشی عبارتند از: مروری بر مفاهیم پایه برنامه نویسی شی گرا معرفی مفهوم کلاس و شیئ بررسی تفاوت میان ...

    زبان برنامه نویسی و نرم افزار متلب، بدون شک، امروزه یکی از ابزارهای حیاتی برای مطالعات علمی در رشته های مختلف علمی و فنی به حساب می آید. با توجه به نیاز کاربران متلب در ایران، که شامل تعداد قابل توجهی از دانشجویان و متخصصین کشور است، برای دسترسی به منابع آموزشی مناسب و کامل، مجموعه کاملی از فیلم های آموزشی برنامه نویسی متلب تولید و در اختیار مخاطبان محترم قرار گرفته است. فیلم آموزشی تعریف آرایه های توسعه یافته با Container Map در متلب، چهارمین بخش از بسته طلایی فیلم های آموزشی برنامه نویسی متلب پیشرفته (لینک +) است. سرفصل های مهم مورد بحث در این فیلم آموزشی عبارتند از: نگاشت های شامل شونده یا container maps تعمیم مفهوم آرایه اندیس گذاری با استفاده از نگاشت های...

شبکه های عصبی مصنوعی یا Artificial Neural Networks (به اختصار ANN) ابزارهایی مهم در میان مباحث هوش محاسباتی (Computational Intelligence) به حساب می آیند. انواع مختلفی از شبکه های عصبی مصنوعی معرفی شده اند، که عمدتا در کاربردهایی همچون طبقه بندی، خوشه بندی، تشخیص الگو، مدل سازی و تقریب توابع، کنترل، تخمین و بهینه سازی مورد استفاده قرار می گیرند. در این پست قصد داریم فیلم آموزشی تحلیل مولفه اساسی یا PCA در متلب را معرفی کنیم که در آن علاوه بر مرور تئوری ها مربوط به روش تحلیل مولفه اساسی (Principal Component Analysis) یا PCA، نحوه پیاده سازی عملی آن در محیط متلب، و حل مسائل کاهش ابعاد، و انتخاب و استخراج ویژگی مورد بررسی واقع شده است. تمامی مراحل پیاده سازی های انجام شده در این فیلم آموزشی، ...

  بهینه سازی کلونی مورچه ها یا Ant Colony Optimization و (به اختصار ACO)، که در سال 1992 توسط مارکو دوریگو (Marco Dorigo) و در رساله دکتری وی مطرح شد، یکی از بارزترین نمونه ها برای روش های هوش جمعی است. این الگوریتم از روی رفتار جمعی مورچه ها الهام گرفته شده است. مورچه ها با همکاری یکدیگر، کوتاه ترین مسیر را میان لانه و منابع غذایی پیدا می کنند تا بتوانند در کمترین زمان مواد غذایی را به لانه منتقل کنند. هیچ کدام از مورچه ها، به تنهایی قادر به انجام چنین کاری نیستند، اما با همکاری و پیروی از چند اصل ساده، بهترین راه را پیدا می کنند. الگوریتم مورچه ها، یک مثال بارز از هوش جمعی هستند که در آن عامل هایی که قابلیت چندان بالایی ندارند، در کنار هم و با همکاری یکدیگر می توانند نتایج بسیار خ...

زنبورهای عسل از جمله حشراتی هستند که در کلونی ها و مجموعه های نسبتا بزرگ در کنار یکدیگر زندگی می کنند و علاوه بر منافعی که در زمینه کشاورزی، باغداری و تولید عسل و موم از این حشره مفید کسب می شود، رفتار اجتماعی منظم این موجودات، همواره منشأ الهام و مبدأ مطالعات علمی قرار گرفته است. تا کنون نسخه های مختلفی از الگوریتم های بهینه سازی ارائه شده اند، که از رفتار گروهی زنبورها برگرفته شده اند. در فیلم آموزشی جامع الگوریتم کلونی زنبور مصنوعی یا Artificial Bee Colony در متلب، یکی از نسخه های معروف از دسته الگوریتم های مبتنی بر زنبورهای عسل مورد بررسی قرار گرفته است، که به نام کلونی زنبورهای مصنوعی و یا Artificial Bee Colony (به اختصار ABC) شناخته می شود. مطالب و مباحث این فیلم آموزشی به زبان فار...

هارمونی (Harmony) یکی از مولفه های موسیقی است که برای گوش نوازتر شدن و تقویت محتوای موسیقی به آن افزوده می شود و طراحی مناسب آن، نیازمند آگاهی به اصول علم هارمونی (حداقل در حد تجربی) است. حتی مخاطبان عام موسیقی، که به صورت تخصصی به قطعات موسیقی گوش فرا نمی دهند، در صورت حذف هارمونی از بسیاری از قطعات موسیقی، متوجه کسری و نارسایی در موسیقی خواهند شد. بسیار از موسیقی دانان معروف، دقیقا به خاطر طراحی آکوردها و هارمونی های قوی معروف هستند و زمان بسیار زیادی صرف طراحی و کشف هارمونی های مناسب نموده اند. از مدل سازی و شبیه سازی فرایندی که یک آهنگ ساز برای هارمونیزه کردن یک قطعه موسیقی طی می کند، الگوریتمی استخراج شده است که امروزه آن را به نام جستجوی هارمونی یا Harmony Search (به اختصار HS) می ش...

الگوریتم جستجوی ممنوع یا Tabu Search و یا به اختصار TS، یکی از قوی ترین الگوریتم ها در زمینه حل مسائل بهینه سازی، به خصوص مسائل بهینه سازی مبتنی بر گراف و مسائل بهینه سازی ترکیباتی (Combinatorial Optimization) است. این الگوریتم در اواخر دهه ۱۹۸۰ و توسط گلووِر (Glover) و همکارانش ارائه گردید. این الگوریتم پاسخ های بسیار مناسبی را برای انواع مسائل گسسته به خصوص مسائل جایگشتی (مانند مسأله فروشنده دوره گرد یا TSP و مسأله n وزیر) ارائه می کند. در فیلم آموزشی جامع جستجوی ممنوع یا Tabu Search در متلب، پس از مرور مبانی تئوری الگوریتم جستجوی ممنوع، پیاده سازی عملی این الگوریتم در محیط متلب، برای حل مسأله n وزیر (یا n-Queens Problem) مورد بررسی قرار گرفته است. این برنامه به صورت گام به گام در محیط ...

تکامل زیستی فرایندی است که طی میلیون ها سال و به صورتی نه چندان مشخص انجام شده است؛ اما با این حال با شبیه سازی و مدل سازی این فرایند، الگوریتم های بهینه سازی قدرتمندی، همچون الگوریتم های ژنتیک ایجاد شده اند، که هم اکنون در حل مسائل متنوعی مورد استفاده قرار می گیرند. جنبه دیگری از تکامل که در زمانی بسیار کوتاه تر اتفاق افتاده است، تکامل در حوزه فرهنگ و اجتماع است. مطالعه این نوع خاص از تکامل (Evolution)، اصطلاحا به نام داروینیسم اجتماعی (Social Darwinism) شناخته می شود. الگوریتم های فرهنگی یا Cultural Algorithms (به اختصار CA)، همسان فرهنگی-اجتماعی الگوریتم های ژنتیک هستند، و به جای تکامل زیستی، تکامل فرهنگی-اجتماعی را به عنوان جان مایه بهینه سازی در نظر گرفته شده است. در فیلم آموزشی جامع...

تبدیلات موجک یا ویولت (Wavelet) از جمله ابزارهایی هستند که کاربردهای فراوانی در شاخه های مختلف علمی و مهندسی، به ویژه هوش مصنوعی، یادگیری ماشینی، پیش بینی سری زمانی، و بازشناسی الگو دارد. تئوری موجک ها در واقع تعمیمی بر تئوری تبدیلات و سری های فوریه است و ضعف های آنالیز فوریه در عملکرد موضعی و مدل سازی رفتارهای کوتاه مدت را، جبران می نماید. در فیلم آموزشی جامع تبدیل موجک پیوسته یا CWT در متلب، با استفاده از امکانات نرم افزار متلب، که در تولباکس (جعبه ابزار) ویولت یا موجک تعبیه شده اند، به محاسبه و بررسی خواص تبدیلات موجک پیوسته یا Continuous Wavelet Transform (به اختصار CWT) پرداخته شده است. برقراری ارتباط میان مباحث تئوری مطرح شده و تایید دوباره آن مفاهیم از طریق پیاده سازی عملی روش های ...

  شبیه سازی یک سیستم، مرحله ای مهم و اساسی در تحلیل و طراحی آن است. مفهوم سیستم، تقریباً در هر زمینه علوم فنی و مهندسی و همچنین علوم انسانی و علوم محض به صورتی وجود دارد. سیمیولینک ابزاری برای شبیه سازی است که به همراه جعبه نرم افزار محاسبات فنی متلب عرضه می شود. یکی از مهم ترین ویژگی های سیمیولینک آن است که کاربر تنها نیاز دارد نمودار بلوکی سیستم را وارد کرده، پارامترهای شبیه سازی را تنظیم کند تا شبیه سازی انجام شود. تنوع بلوک های سیمیولینک این اجازه را می دهد تا گستره وسیعی از انواع خواص را در سیستم شبیه سازی شده در نظر گرفت. به عنوان مثال، سیمیولینک می تواند برای شبیه سازی سیستم های خطی، غیرخطی، زمان-پیوسته و زمان-گسسته، سیستم هایی که عملکرد آنها با یک برنامه متلب توصیف می شو...

کنترل موجودی یا Inventory Control از جمله مباحث بسیار مهم و کاربردی مورد مطالعه در زمینه مهندسی صنایع و مدیریت است. این مسأله، در صنایع مختلف (به ویژه صنایع غذایی، نظامی و پزشکی) کاربردهای فراوانی دارد و عملکرد بهینه یک سیستم انبارداری و کنترل موجودی، کمک زیادی به پیشبرد اهداف یک مجموعه صنعتی خواهد کرد. در فیلم آموزشی کنترل موجودی یا Inventory Control در متلب، مسأله کنترل موجودی در محیط متلب، با بیان کامل مباحث تئوری و نکات عملی، و با استفاده از الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات یا PSO حل و بررسی شده است. همچنین حالت تصادفی یا Stochastic این مسأله، با استفاده از تکنیک شبیه سازی مونت کارلو، پیاده سازی و حل شده است. تمامی برنامه های مورد بحث در این بسته آموزشی، به صورت گام به گام و با شرح کام...

مسأله زمان بندی پروژه با محدودیت منابع یا Resource Constrained Project Scheduling Problem (به اختصار RCPSP) از مسائل مهم در تحقیق در عملیات و مدیریت پروژه است که کاربردهای فراوانی در مدیریت و برنامه ریزی پروژه های فنی و عملی دارد. این مسأله دارای نسخه های توسعه یافته تری نیز می باشد (مانند روابط پیش نیازی توسعه یافته یا GPR) که با در نظر گرفتن عواملی، مسأله به دنیای واقعی نزدیک تر می شود. در فیلم آموزشی حل مسأله زمان بندی پروژه با محدودیت منابع یا RCPSP در متلب، مسأله RCPSP به صورت یک مسأله جایگشتی (Permutative) بیان شده است و توسط الگوریتم شبیه سازی تبرید یا Simulated Aealing (به اختصار SA) و بهینه سازی ازدحام ذرات یا Particle Swarm Optimization (به اختصار PSO) مورد حل واقع شده است. در ...

مدیریت زنجیره تأمین یا Supply Chain Management (به اختصار SCM) یکی از مسائل و مباحث پایه ای در رشته های مدیریت، اقتصاد، مهندسی صنایع، برنامه ریزی و سایر رشته های مرتبط است. بخشی از مسائل مدیریت زنجیره تأمین به صورت مسائل بهینه سازی و در حوزه تحقیق در عملیات تعریف می شوند. در فیلم آموزشی حل مسأله مدیریت زنجیره تأمین سه لایه در متلب، روش هایی کلی برای حل مسائل زنجیره تأمین و به خصوص مسأله زنجیره تأمین سه لایه (شامل مشتری، توزیع کننده و تولید کننده) ارئه شده است. این روش ها برای حل مسائل زنجیره تأمین با هر الگوریتم بهینه سازی می توانند مورد استفاده قرار بگیرند. در این فیلم آموزشی، از الگوریتم ژنتیک پیوسته برای حل مسأله زنجیره تأمین سه لایه استفاده شده است. مطالب و مباحث این فیلم آموزشی به ...

  الگوریتم رقابت استعماری یا Imperialist Competitive Algorithm (به اختصار ICA) یکی از جدیدترین الگوریتم های بهینه سازی هوشمند است که در حوزه هوش محاسباتی و محاسبات تکاملی معرفی شده است. جان مایه اصلی این الگوریتم، شبیه سازی فرآیند سیاسی استعمار است. به همان صورت که الگوریتم ژنتیک تکامل زیستی را شبیه سازی می کند، در الگوریتم رقابت استعماری، از تکامل سیاسی استفاده شده است. این الگوریتم در سال 2007 معرفی شده است و تا کنون در کاربردهای فراوان و زمینه های تحقیقاتی متنوعی، به عنوان ابزار بهینه سازی مورد استفاده قرار گرفته است. قدرت بالای این الگوریتم، به خصوص در برخورد با مسائل پیوسته، باعث شده است که الگوریتم رقابت استعماری به عنوان یکی از ابزارهای مهم در زمینه بهینه سازی به حساب بیاید. ...