Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Koleksiyonu

Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/20.500.11779/1940

Browse

Filters

2016 - 2019102020 - 202311

Settings

Institution Author: search.filters.institutionAuthor.Arslan, Şuayb ŞefikWoS Q: search.filters.wosQuartile.N/A

Search Results

Now showing 1 - 10 of 21
  • Research Project
    İmece-depo: İşbirlikçi Hücresel Ağlarda Veri Önbellekleme için Cihazdan Cihaza Iletişim ile Dağıtık Depolama, Optimale Yakın Kodlama ve Protokol Tasarımı.
    (2023) Haytaoğlu, Elif; Pourmandı, Massoud; Kaya, Erdi; Arslan, Şefik Şuayb
    Hücresel ağlarda popüler dosyaların cihazlarda önbelleklenmesi ile, cihazlar arası etkileşim baz istasyonu (Bİ) üzerine düşen iletişim yükünü oldukça azaltmaktadır. Dağıtık veri önbellekleme işlemi popüler bir dosyanın parçalarının kodlanmamış orijinal haliyle ya da herhangi bir silinti kodu kullanılarak kodlanmış halinin mobil cihazlar içerisinde dağıtık bir şekilde depolanması yardımıyla gerçekleştirilir. Dosyanın herhangi bir parçası, komşu mobil cihazlardan ya da mümkün değilse, doğrudan Bİ?lerden, yüksek bir iletişim maliyeti pahasına indirilebilir. Bir hücresel ağda, rastgele zamanlarda bazı düğümlerin hücreye katıldığı ve bazılarının ayrıldığı göz önüne alındığında, performans için Bİ ile iletişimin minimum düzeyde olmasını sağlayacak akıllı veri onarım yöntemlerine ihtiyaç duyulacaktır. Tek bir veya birden fazla Bİ?nin sisteme katılımı, önceki onarım paradigmalarına, özellikle de işbirlikçi düğüm onarım süreçlerine farklı bir boyut eklemektedir. Bunun nedeni, çalışma protokolü kurallarının yanı sıra iletişim kısıtlamalarının da değişmesidir. Literatür, bu durum için temel bant genişliği/depolama ödünleşim uzayını inceleyen bir çalışma içermemektedir. Yeni hücre mimarileri buna göre, yeni silinti kod yapılarını, verimli protokol tasarımlarını, veri erişim gecikmesi, gerçekçi kuyruk modelleri ve gerçekçi benzetim platformları dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere farklı tasarım değerlendirmelerini gerektirmektedir. Bu projede ilk olarak, daha önceki hiçbir çalışmada düşünülmemiş işbirliği yapan Bİ?lerin cihaz ayrılışlarında yaşanan kayıp verinin onarımı için bant genişliği ve depolama kapasitesinin iyileştirilmiş teorik sınırlarının veri akış diyagramları kullanılarak elde edilmesi amaçlanmıştır. Bununla beraber, bant genişliği ve depolama alanını en iyi kullanan kod yapılarından esinlenerek, veri önbellekleme işlemini optimale yakın bir maliyetle gerçekleştirecek tamamen özgün çizge tabanlı kod yapıları ve bu yeni kodlar için daha önce düğüm onarım problemine uygulanmamış genetik algoritma, optimize edilmiş artık veri dağıtımı gibi yeni yaklaşımlar kullanılarak önceden düşünülmemiş düğüm onarım algoritmaları önerilecektir. Ayrıca, düğümlerin hücreye katılma ve ayrılma süreçleri için, bant genişliği ve veri depolaması gereksinimlerini en aza indirmeye yardımcı olacak enerji tüketimi odaklı son derece özgün protokoller önerilecektir. Bu protokoller, düğümlerin bir hücreden diğerine geçiş yapabileceği ve hücre içi kaynakların etkin kullanılmasına yardımcı olmak için Bİ?lerin işbirliği yapmasını sağlayan geçiş senaryoları ile güçlendirilecektir. Bu durum, iki onarım işlemi arasındaki sürenin ayarlanması, veri erişim maliyetlerinin azaltılması, hücreye katılan düğüm içeriğinin kullanımı, artık veri kullanımı v.s. gibi yenilikleri içerecektir. Son olarak, önerilen kod yapıları ve protokol mimarisinin performansını analitik olarak türetmek için bilinen çeşitli ve daha gerçekçi kuyruklama modelleri değerlendirilecektir. Analitik sonuçlarımızı doğrulamak için daha sonra hücresel ağ tabanlı büyük ölçekli benzetimler yapılıp sayısal yöntemler ile toplam iletişim ve dosya onarım işlemlerinin maliyet hesaplamaları ve karşılaştırmaları yapılacaktır. MEF Üniversitesi öğretim üyesi Dr. Şuayb Arslan?ın yürütücüsü olduğu ve 36 ay sürecek projede, Pamukkale üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Dr. Elif Haytaoğlu araştırmacı olarak görev alacaktır. Projede, iki doktora, iki yüksek lisans ve son iki senemizde iki lisans öğrencisi bursiyer olarak görev alacaktır.
  • Patent
    Artificial Intelligence Augmented Iterative Product Decoding
    (2023) Arslan , Şuayb Şefik; Göker, Turguy
    A method for product decoding within a data storage system includes receiving data to be decoded within a first decoder; performing a plurality of decoding iterations to decode the data utilizing a first decoder and a second decoder; and outputting fully decoded data based on the performance of the plurality of decoding iterations. Each of the plurality of decoding iterations includes (i) decoding the data with the first decoder operating at a first decoder operational mode to generate once decoded data; (ii) sending the once decoded data from the first decoder to the second decoder; (iii) receiving error information from the first decoder with an artificial intelligence system; (iv) selecting a second decoder operational mode based at least in part on the error information that is received by the artificial intelligence system; and (v) decoding the once decoded data with the second decoder operating at the second decoder operational mode to generate twice decoded data; and outputting fully decoded data based on the performance of the plurality of decoding iterations.
  • Article
    Minimum Repair Bandwidth Ldpc Codes for Distributed Storage Systems
    (IEEE, 2023) Pourmandi, Massoud; Pusane, Ali Emre; Arslan , Şuayb Şefik; Haytaoğlu, Elif
    In distributed storage systems (DSS), an optimal code design must meet the requirements of efficient local data regeneration in addition to reliable data retention. Recently, lowdensity parity-check (LDPC) codes have been proposed as a promising candidate that can secure high data rates as well as low repair bandwidth while maintaining low complexity in data reconstruction. The main objective of this study is to optimize the repair bandwidth characteristics of LDPC code families for a DSS application while meeting the data reliability requirements. First, a data access scenario in which nodes contact other available nodes randomly to download data is examined. Later, a minimum-bandwidth protocol is considered in which nodes make their selections based on the degree numbers of check nodes. Through formulating optimization problems for both protocols, a fundamental trade-off between the decoding threshold and the repair bandwidth is established for a given code rate. Finally, conclusions are confirmed by numerical results showing that irregular constructions have a large potential for establishing optimized LDPC code families for DSS applications.
  • Conference Object
    Residual Data Usage in LDPC Codes
    (IEEE, 2022-05-15) Kaya, Erdi; Pourmandi, Massoud; Haytaoglu, Elif; Arslan, Şefik Şuayb
    In distributed storage systems/coded caching systems, padding operations should be performed when the encoded data cannot be divided by the number of storage nodes evenly. Thus, extra zero values are stored in one of the nodes to balance each node's storage content. In this study, distribution of data to storage nodes with no padding was investigated for distributed caching context in which a base station and devices both store the coded data. In other words, no redundancy (no-padding) is included into the encoded data. This approach is named as residual data distribution. LDPC codes are selected as the erasure code due to their low complexity encode/decode operations. Moreover, performance comparisons were conducted between using traditional data distribution approach (with padding) and using residual data (use of no-padding) (standard) in terms of repair time. In our work, the effect of no-padding data usage on the repair time and the ratios of storage savings have been also demonstrated.
  • Conference Object
    Citation - Scopus: 1
    Improved Bounds on the Moments of Guessing Cost
    (IEEE, 2022-06-26) Arslan, Suayb S.; Haytaoglu, Elif
    Guessing a random variable with finite or countably infinite support in which each selection leads to a positive cost value has recently been studied within the context of "guessing cost". In those studies, similar to standard guesswork, upper and lower bounds for the rho-th moment of guessing cost are described in terms of the known measure Renyi's entropy. In this study, we non-trivially improve the known bounds using previous techniques along with new notions such as balancing cost. We have demonstrated that the novel lower bound proposed in this work, achieves 5.84%, 18.47% higher values than that of the known lower bound for rho = 1 and rho = 5, respectively. As for the upper bound, the novel expression provides 10.93%, 5.54% lower values than that of the previously presented bounds for rho = 1 and rho = 5, respectively.
  • Conference Object
    Citation - WoS: 2
    Citation - Scopus: 2
    Base Station-Assisted Cooperative Network Coding for Cellular Systems With Link Constraints
    (IEEE, 2022-06-26) Arslan, Suayb S.; Pourmandi, Massoud; Haytaoglu, Elif
    We consider a novel distributed data storage/caching scenario in a cellular network, where multiple nodes may fail/depart simultaneously To meet reliability, we allow cooperative regeneration of lost nodes with the help of base stations allocated in a set of hierarchical layers1. Due to this layered structure, a symbol download from each base station has a different cost, while the link capacities between the nodes of the cellular system and the base stations are also constrained. Under such a setting, we formulate the fundamental trade-off with closed form expressions between repair bandwidth cost and the storage space per node. Particularly, the minimum storage as well as bandwidth cost points are formulated. Finally, we provide an explicit optimal code construction for the minimum storage regeneration point for a special set of system parameters.
  • Conference Object
    Citation - WoS: 3
    Citation - Scopus: 3
    Data Repair in Bs-Assisted Distributed Data Caching
    (IEEE, 2020-10-05) Kaya, Erdi; Haytaoğlu, Elif; Arslan, Şuayb Şefik
    In this paper, centralized and independent repair approaches based on device-to-device communication for the repair of the lost nodes have been investigated in a cellular network where distributed caching is applied whose fault tolerance is provided by erasure codes. The caching mechanisms based on Reed-Solomon codes and minimum bandwidth regenerating codes are adopted. The proposed approaches are analyzed in a simulation environment in terms of base station utilization load during the repair process. Based on the intuitive assumption that the base station is usually more costly than device-to-device communication, the centralized repair approach demonstrates a better performance than the independent repair approaches on the number of symbols retrieved from the base station. On the other hand, the centralized approach has not achieved a dramatic reduction in the number of symbols downloaded from the other devices.
  • Conference Object
    Citation - WoS: 1
    Citation - Scopus: 1
    Adaptive Boosting of Dnn Ensembles for Brain-Computer Interface Spellers
    (IEEE, 2021-06-09) Çatak, Yiğit; Aksoy, Can; Özkan, Hüseyin; Güney, Osman Berke; Koç, Emirhan; Arslan, Şuayb Şefik
    Steady-state visual evoked potentials (SSVEP) are commonly used in brain computer interface (BCI) applications such as spelling systems, due to their advantages over other paradigms. In this study, we develop a method for SSVEP-based BCI speller systems, using a known deep neural network (DNN), which includes transfer and ensemble learning techniques. We test performance of our method on publicly available benchmark and BETA datasets with leave-one-subject-out procedure. Our method consists of two stages. In the first stage, a global DNN is trained using data from all subjects except one subject that is excluded for testing. In the second stage, the global model is fine-tuned to each subject whose data are used in the training. Combining the responses of trained DNNs with different weights for each test subject, rather than an equal weight, provide better performance as brain signals may differ significantly between individuals. To this end, weights of DNNs are learnt with SAMME algorithm with using data belonging to the test subject. Our method significantly outperforms canonical correlation analysis (CCA) and filter bank canonical correlation analysis (FBCCA) methods.
  • Conference Object
    Citation - WoS: 2
    Citation - Scopus: 1
    Average Bandwidth-Cost Vs. Storage Trade-Off for Bs-Assisted Distributed Storage Networks
    (IEEE, 2021-06-09) Tengiz, Ayse Ceyda; Haytaoğlu, Elif; Pusane, Ali Emre; Arslan, Şuayb Şefik; Pourmandi, Massoud
    In this study, we consider a hierarchically structured base station (BS)-assisted cellular system equipped with a backend distributed data storage in which nodes randomly arrive and depart the cell. We numerically motivate and characterize the fundamental trade-off between the average repair bandwidth cost versus storage space where BS communication cost (higher than that of local) and link capacity constraints exist while the number of failed nodes can vary dynamically. We establish the capacity region that is most relevant to 5G and beyond networks, which are layered by design. We hope that this study shall motivate novel regeneration code constructions that will be able to achieve the presented limits.
  • Patent
    Network Attached Device for Accessing Removable Storage Media
    (Patent Ofisi : US, 2018) Goker, Turguy; Lee, Jaewook; Le, Hoa; Arslan, Şuayb Şefik; Peng, James
    Embodiments disclosed herein provide systems, methods, and computer readable media to access data on removable storage media via a network attached access device. In a particular embodiment, a method provides receiving one or more user provided, in the removable storage media access device, receiving data over a packet communication network for storage on a removable storage medium. After receiving the data, the method provides preparing the data for storage on the removable storage medium. After preparing the data, the method provides writing the data to the removable storage medium.