سیستم های توزیع شده (Distributed Systems) یکی از شاخه‌های مهم و پرکاربرد علوم کامپیوتر است که بر طراحی و مدیریت سیستم هایی متمرکز است که منابع و پردازش‌ها را بین چندین دستگاه و مکان مختلف به اشتراک می‌گذارند. این حوزه با گسترش فناوری‌های ابری، اینترنت اشیاء و کلان‌داده‌ها اهمیت بیشتری یافته است. انجام پایان نامه در این زمینه، به دانشجویان امکان می‌دهد تا درکی عمیق از چگونگی عملکرد این سیستم‌ها و چالش‌های مرتبط با آن‌ها کسب کنند.
معرفی سیستم های توزیع شده
سیستم های توزیع شده شامل مجموعه‌ای از کامپیوترها یا دستگاه‌ها هستند که با همکاری یکدیگر به عنوان یک سیستم واحد عمل می‌کنند. هدف اصلی این سیستم‌ها، افزایش قابلیت مقیاس‌پذیری، تحمل خطا و کارایی است. این سیستم‌ها در ارائه خدمات سریع‌تر و کاهش هزینه‌ها در مقایسه با سیستم های متمرکز نقش کلیدی دارند.
کاربردهای سیستم های توزیع شده
در رایانش ابری، این سیستم‌ها برای ارائه منابع پردازشی و ذخیره‌سازی در مقیاس بزرگ استفاده می‌شوند. در شبکه‌های اجتماعی، مدیریت داده‌ها و تعاملات کاربران بر بستر سیستم های توزیع شده صورت می‌گیرد. در اینترنت اشیاء، این سیستم‌ها امکان هماهنگی و پردازش داده‌ها بین دستگاه‌های متصل را فراهم می‌کنند. در صنعت مالی، برای مدیریت تراکنش‌ها و افزایش امنیت کاربرد دارند. همچنین در بازی‌های آنلاین، ارائه تجربه بی‌درنگ و پایدار برای کاربران از طریق این سیستم‌ها امکان‌پذیر است.
مطالعه اولیه برای درک مفاهیم پایه و شناخت الگوریتم‌ها و ابزارهای مرتبط آغاز می‌شود. سپس موضوعی نوآورانه که مشکلات یا کاربردهای جدیدی از سیستم های توزیع شده را بررسی کند، انتخاب می‌شود. طراحی و پیاده‌سازی سیستم یا الگوریتم با استفاده از ابزارهای مناسب انجام شده و عملکرد آن در محیط‌های واقعی یا شبیه‌سازی شده ارزیابی می‌شود. نتایج باید به صورت مصور و قابل تحلیل ارائه شوند.
نمونه عناوین پیشنهادی برای پایان نامه سیستم های توزیع شده
طراحی الگوریتم‌های تحمل خطا در سیستم های توزیع شده
بهینه‌سازی مصرف انرژی در مراکز داده توزیع شده
تحلیل امنیت سیستم های توزیع شده در برابر حملات سایبری
طراحی پروتکل‌های هماهنگی در شبکه‌های توزیع شده
ارزیابی کارایی سیستم های توزیع شده در اینترنت اشیاء
استفاده از بلاک چین برای مدیریت تراکنش‌ها در سیستم های توزیع شده
توسعه الگوریتم‌های توزیع شده برای تحلیل کلان‌داده‌ها
بررسی تحمل پذیری خطا در پایگاه‌های داده توزیع شده
طراحی سیستم های زمان‌بندی در محیط‌های رایانش توزیع شده
استفاده از رایانش لبه در بهبود کارایی سیستم های توزیع شده
توسعه سیستم های مانیتورینگ توزیع شده برای شناسایی مشکلات شبکه
تحلیل تأثیر تأخیر شبکه در کارایی سیستم های توزیع شده
شبیه‌سازی سیستم های توزیع شده با استفاده از ابزارهای متن‌باز
طراحی مکانیزم‌های مدیریت منابع در سیستم های توزیع شده
بهینه‌سازی الگوریتم‌های ذخیره‌سازی در سیستم های توزیع شده
بررسی مدل‌های امنیتی در سیستم های توزیع شده ابری
استفاده از الگوریتم‌های یادگیری ماشین برای بهبود سیستم های توزیع شده
ارزیابی پایداری سیستم های توزیع شده در شرایط بار زیاد
بررسی کاربرد سیستم های توزیع شده در شبکه‌های حسگر بی‌سیم
تحلیل تطبیقی بین سیستم های متمرکز و توزیع شده از نظر عملکرد و مقیاس‌پذیری
Apache Kafka و RabbitMQ برای مدیریت پیام در سیستم های توزیع شده استفاده می‌شوند. Kubernetes برای مدیریت زیرساخت‌ها و Docker برای ایجاد کانتینرهای سبک‌وزن به کار می‌روند. زبان‌های برنامه‌نویسی مانند Python، Java و Go برای پیاده‌سازی الگوریتم‌ها و سیستم‌ها مناسب هستند. ابزارهای شبیه‌سازی مانند Mininet و NS-3 نیز برای آزمایش عملکرد سیستم های توزیع شده کاربرد دارند.
نتیجه‌گیری
سیستم های توزیع شده به دلیل ویژگی‌هایی مانند مقیاس‌پذیری، تحمل خطا و کارایی، موضوعی جذاب و پرچالش برای پایان نامه به شمار می‌روند. تحقیق در این حوزه به دانشجویان امکان می‌دهد تا با فناوری‌های نوین آشنا شده و مهارت‌های فنی خود را تقویت کنند.
