• Nie Znaleziono Wyników

Minimalizacja sumarycznej ilości zużytego zasobu w problemie szeregowania zadań o dynamicznych modelach terminów dostępności

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2022

Share "Minimalizacja sumarycznej ilości zużytego zasobu w problemie szeregowania zadań o dynamicznych modelach terminów dostępności"

Copied!
12
0
0

Pełen tekst

(1)

ZESZYTY N A U K O W E PO LITEC H N IK I ŚLĄSKIEJ Seria: A U T O M A T Y K A z. 129

2000 Nr kol. 1474

Adam JA N IA K , P iotr SŁONIŃSK I Politechnika W rocławska

M I N I M A L I Z A C J A S U M A R Y C Z N E J I L O Ś C I Z U Ż Y T E G O Z A S O B U W P R O B L E M I E S Z E R E G O W A N I A Z A D A Ń O D Y N A M I C Z N Y C H M O D E L A C H T E R M I N Ó W D O S T Ę P N O Ś C I

S t r e s z c z e n ie . W pracy zaprezentowano rozwiązanie problem u m inim alizacji su ­ m arycznej ilości zu żytego zasobu przy dynam icznych (różniczkowych) m odelach term inów dostępn ości zadań oraz przy ograniczeniu na czas zakończenia w ykony­

w ania w szystk ich zadań. W ykazano szereg istotnych w łasności rozważanego pro­

blem u (m iędzy innym i dotyczących p ostaci funkcji rozdziału zasobu ). Bazując na udow odnionych w łasnościach podano konstrukcję algorytm u szeregow ania zadań na m aszyn ie krytycznej oraz przydział zasobu do term inów dostępn ości zadań, który zap ew n ia zakończenie w ykonywania zadań w u stalonym czasie m inim alizu­

jąc ilość zu żytego na ten cel zasobu.

M I N I M I Z A T I O N O F T O T A L A M O U N T O F R E S O U R C E C O N S U M E D I N T H E S C H E D U L I N G P R O B L E M W I T H D Y N A M I C M O D E L S O F R E L E A S E D A T E S

S u m m a r y . T h e aim o f this contribution is to present a solu tion o f th e problem o f m inim izing total am ount of resource consum ed in the resource allocation and scheduling problem w ith dynam ic (differential) m odels o f job release d ates. T h e­

re is also constraint set on the tim e o f finishing processing o f all th e jobs in th is problem . M any im portant properties o f th is problem have b een proven (e.g. th ose concerning th e character o f th e resource allocation fun ction ). T h e presented sche­

d uling algorithm is based on th e properties proven in this paper. T here are also given som e generalizations o f the considered problem.

1. W s t ę p

K lasyczna teoria szeregow ania zadań zakłada, że zarówno term iny d ostępn ości, jak i czasy w ykonyw ania zadań są stałe. Term in dostępn ości zadania m oże być interpreto­

wany jako p ew ien w stęp ny proces, którego czas trw ania determ inuje m om ent gotow ości

(2)

180 A. Janiak,P. Słoniński

zadania do właściw ej obróbki na m aszynie krytycznej. W naszej pracy proponujem y przy­

jęcie dynam icznego (różniczkowego) m odelu term inów dostępności zadań. M odel ten, w odniesieniu do czasów w ykonywania zadań, został wprowadzony przez Burkova [1] oraz wykorzystyw any m iędzy innym i w badaniach Janiaka [3], W ęglarza [6], Józefowskiej [5], Przysady [2]. Stan w spom nianego w stępnego procesu jest opisany równaniem różniczko­

wym , które określa prędkość zm iany tego procesu w zależności od ilości przydzielonego zasobu ciągłego. Po zakończeniu procesu przygotowawczego (realizowanego na równo­

ległych m aszynach) zadania są wykonywane kolejno (w edług ustalonej perm utacji) na pojedynczej m aszynie krytycznej. Czas właściwej obróbki zadań na m aszynie krytycznej jest sta ły i znany a p rio ri.

M odele dynam iczne m ają bardzo szerokie zastosow anie w opisyw aniu i interpretacji procesów przem ysłow ych (np. .podgrzewanie wlewków hutniczych w piecach w głębnych) i inform atycznych (np. proces przygotowywania anim acji i renderowania obrazów w pro­

gram ach C A D ).

W naszej pracy prezentujem y rozwiązanie problemu m inim alizacji sum arycznej ilości zużytego zasobu przy dynam icznych modelach term inów dostępności zadań oraz przy ograniczeniu na czas- zakończenia wykonywania w szystkich zadań.

D alsza część pracy jest zorganizowana następująco. R ozdział 2 zawiera dokładne sfor­

m ułowanie rozważanego problemu. W rozdziale 3 podano szereg istotnych w łasn ości roz­

ważanego problem u wraz z ich dowodam i. A lgorytm w yznaczania kolejności w ykonyw ania zadań znajduje się w rozdziale 4, a uwagi końcowe i m ożliwości uogólnień zo sta ły zawarte w rozdziale 5.

2 . S f o r m u ło w a n ie p r o b le m u

D any jest zbiór n niepodzielnych zadań J = { 1 , 2 , . . . , n } . Każde zadanie j 6 J przed zasadniczym wykonaniem musi byc poddane pewnem u w stępnem u procesowi p rzygoto­

wawczemu. D łu gość jego trwania może być interpretow ana jako term in dostępn ości tego zadania.

W spom niany w stępny proces przygotowawczy jest realizowany na rów noległych m a­

szynach poprzedzających m aszynę krytyczną, n atom iast zasadnicze w ykonanie każdego

(3)

M inimalizacja sum arycznej ilości. 181

zadania odbyw a się sekw encyjnie na pojedynczej m aszynie krytycznej.

Czas trw ania procesu przygotowawczego (term in dostępn ości na m aszynie krytycznej) jest dynam icznie zależny od ilości przydzielonego zasobu, n atom iast czas zasadniczego wykonywania zad an ia j n a pojedynczej m aszynie jest sta ły i w ynosi p j jed nostek cza­

su [ j = 1,2,

Przyjm ujem y następu jący dynam iczny m odel term inu dostępn ości zadania j :

= /jM * ) ) . *5(0) = 0, ( j = 1 ,2 n ) (1)

gdzie:

• x rj( t ) - stan w stęp nego procesu determ inującego term in dostępn ości zad an ia j w chwili i, x rj (0) = 0 jest stanem początkow ym tego procesu;

• Uj(t) - ilość zasobu przydzielona do term inu dostępności zadania j w chwili i;

• fj(- ) - funkcja w klęsła, d odatnia, ciągła, niem alejąca, sp ełn iająca warunek M 0) = o.

Każde zadanie j m usi osiągn ąć w w yniku w spom nianego w stępnego procesu zada­

ny stan końcowy i j . D opiero wówczas stanie się d ostępne do obróbki na rozpatrywanej maszynie. Innym i słow y zachodzi następująca zależność:

JQ* /¿ fa jW ) d t = x rj} { j = l , 2 , . . . , n ) . (2)

W łaściw e w ykonyw anie zadania j na rozpatrywanej m aszynie, trw ające p j jed nostek czasu, m ożna rozpocząć po doprowadzeniu terminu dostępności zadania j do stanu koń­

cowego Xj.

Ponadto zadane je st ograniczenie na term in zakończenia w ykonyw ania w szystkich za­

dań, które oznaczam y C . Przez r j oznaczam y (nieznany a priori) term in dostępn ości zadania j .

D la ustalonej kolejności wykonyw ania zadań przez rozdział zasobu b ędziem y rozum ieli odcinkami ciągłą, nieujem ną funkcję wektorową:

u = u (t) = [tii(i), u 2{ t ) , . . . , u n(i)]. (3)

(4)

182 A. Janiak,P. Słoniński

Zadane m ogą być również technologiczne ograniczenia kolejnościowe -< pom iędzy zada­

niami. Zbiór w szystkich dopuszczalnych kolejności z wykonywania zadań oznaczam y Z.

D la rozpatryw anego tutaj problemu (zapisanego w notacji trójpolowej [4])

1 I '- 'iijM = f j { uj { t ))>óźmax ^ X /

J 0

uj ( t ) d t (4) należy znaleźć taką kolejność wykonywania zadań z na m aszynie krytycznej oraz taki rozdział zasobu u do term inów dostępności, aby zm inim alizować łączn ą ilość zu żytego zasobu, tj.

Q = J 2 i 1 “ *(*) d t ■ (5)

j = i •/0

Sformułowany problem (4) je st skomplikowanym problem em optym alizacji dynam icznej (m odele term inów dostępności zadań) i optym alizacji dyskretnej (szeregowanie zadań).

W następnych punktach wykażem y szereg w łasności rozpatrywanego problem u. W łasn o­

ści te w ykorzystam y n astępn ie do skonstruowania przybliżonego algorytm u znajdow ania kolejności w ykonyw ania zadań i rozdziału zasobu.

Z rozważań przeprowadzonych w rozdziale 9 książki [4] wynika, że rozpatryw any tutaj problem jest co najm niej tak trudny, jak N P-trudny problem badany we w spom nianej książce.

3 . W ła s n o ś c i p r o b le m u

Poniżej udow odnim y bardzo istotny z punktu w idzenia uproszczenia obliczeń fakt, któ­

ry pozw ala na zastąp ien ie zm iennego w czasie przydziału zasobu do term inu dostępności przydziałem sta ły m w czasie.

T w ie r d z e n i e 1. Jeżeli w przedziale [0, r; ] istn ie je zm ien n y w czasie p rzy d zia ł zasobu U j[t) do term in u d ostępn ości zadan ia j , to istn ie je w ty m przedziale rów n ow ażn y mu (w sen sie fu n kcji celu) sta ły w czasie p rzy d zia ł ń j(t) = Uj (j = 1 , 2 , . . . , n ).

D o w ó d . Niech u_,(f) oznacza zm ien n y w czasie p rzy d zia ł zasobu dla term in u dostęp­

n ości zad a n ia j . W ów czas m ożna go za stą p ić sta ły m w czasie p rzy d zia łe m zasobu, który m ożna obliczyć następująco:

JP u A t) d t .

,

“j - ; , t e [o.rj], 0 = 1 ) 2 , . . . , n ). (6) Ti

(5)

Minim alizacja sum arycznej ilości. 183

W ykażem y teraz, że obliczony w ten sposób sta ły w czasie rozd zia ł zasobu n ie w p łyn ie na wartos'ć fu n kcji celu. N iech za te m Q' ozn acza w a rto ść fu n kcji celu, w k tó re j zm ie n n y w czasie p rzy d zia ł zasobu zastąpion o p rzy d zia łe m sta ły m w czasie. W ów czas m am y:

Q ‘ =

S?=1

forj Uj d t = E U t j forj d t

= Ę

"=1UJ

Tj =

(7)

= E " =i ^ = E U J j ' « A t) d t i Q .

Z rów nania (7 ) w ynika, że w a rto ść fun kcji celu nie uległa zm ian ie, a w ięc tw ierd zen ie je s t

prawdziwe.

W dalszych rozważaniach sta ły przydział zasobu iij(i) = Uj do term inu dostępn ości zadania j będziem y oznaczali przez Uj.

Zauważmy, że p od czas dokonywania przekształceń w równaniu (7) otrzym aliśm y bar­

dzo prostą (i w ygodn ą d la prowadzenia obliczeń) p ostać funkcji celu:

<2 = X > r rj , (8)

j=i

w której u j je st sta ły m w czasie przydziałem zasobu obliczonym na p od staw ie (6), a r,- jest terminem dostępności zadania j .

Poniżej udow odnim y jeszcze jed n ą isto tn ą w łasność, która m ówi, iż wartość funkcji celu w rozważanym problem ie jest m inim alna, gdy zadania są wykonywane jedno po dru­

gim bez przerw m iędzy nim i. W ykażem y prawdziwość tego tw ierdzenia przy założeniu , że funkcje m odeli term inów dostępności są funkcjami pierw iastkow ym i o d odatnich w sp ó ł­

czynnikach. T w ierd zenie to je st prawdziwe d la dowolnych w klęsłych i rosnących funkcji m odeli term inów d ostępn ości, ale dowód d la tego przypadku jest znacznie d łu ższy i bar­

dziej skomplikowany.

T w ie r d z e n i e 2 . W rozpatryw an ym problem ie (Ą) fun kcja celu Q m a w a r to ść m in i­

malną w tedy i tylko w tedy, gdy zadan ia są w ykonyw ane jedn o po drugim bez przerw .

D o w ó d . B e z str a ty ogólności m ożem y rozw ażyć dwa sąsiedn ie zadan ia j i j + 1, ( i = 1 , 2 , . . . , n — 1). W ykażem y, że ilość zasobu w ym agan a do osiągn ięcia p r z e z te rm in dostępności za d a n ia j sw ojego stanu końcowego ż j j e s t m n iejsza w przypadku, gdy w y ­ konywanie zad a n ia j rozpoczyna się w chwili r) (r) + Pj — r j +1), n iż w przypadku, gdy w ykonywanie zad a n ia j rozpoczyna się w chwili r3- (r j + p j < rJ+1).

(6)

184 A. Janiak,P. Słoniński

Z ałóżm y, że w ykon yw an ie tych zadań na m aszyn ie kry tyc zn e j zaczyn a się odpowiednio w chwili Tj i Tj+1, p r z y czym r j + Pj < rj+ i (por. rys. 1). Z ałóżm y ponadto, że do term in u dostępn ości za d a n ia j p rzydzielon o (na podstaw ie tw. 1 sta łą w całym przed zia le [0, rj]

ilość zasobu Uj.

j j + 1

ri rj+ i t

R ys. 1. Przerwa m iedzy zadaniam i j i j + 1 Fig. 1. There is idle tim e between jobs j and j + 1

W arunek osiągn ięcia p rze z term in dostępn ości swojego stanu końcowego i j (u m o żli­

wiającego rozpoczęcie w ykonyw an ia zasadn iczej części zadan ia j na m aszyn ie k ry tyc zn e j) m ożna za p isa ć zgodnie z warunkiem (2) w n astępu jącej postaci:

J Q 1 fibh) dt = i).

S tą d po scałkow aniu o trzym u jem y zależność:

f j i u j ) • r;- = x rj, czyli Uj = / r 1 . (9)

M ożem y za te m obliczyć ilość zasobu koniecznego do osiągnięcia p rze z te rm in d o stęp n o ści zadan ia j sw ojego stan u końcowego i 1) w czasie r j:

R ozw ażm y tera z przypadek, w którym w ykonyw anie zadan ia j na m a szyn ie k ry ty c z­

n ej zaczyn a się o r;-+1 - r j - p j jedn ostek czasu p ó źn iej (a więc n ie m a p rze rw y m ięd zy w ykonyw an iem zadan ia j i j + 1 (por. rys. 2 )).

W tym 'przypadku rozpoczęcie wykonywania zadan ia j następu je w chwili r'j (r'- > rj ) , a do term in u do stęp n o ści tego zadan ia p rzydzielon o (na podstaw ie tw. 1) sta łą w przedziale [0 ,r'-] ilość zasobu u ).

N a podstaw ie analogicznych do przedstaw ionych rozw ażań obliczym y ilo ść zasobu ko­

n ieczną do osiągn ięcia p rze z te rm in dostępności zadan ia j w przedziale [0, r'] stan u koń-

(7)

M inim alizacja sum arycznej ilości. 185

j j + 1

r'j Tj + 1 t

R ys. 2. Zadania j i j + 1 wykonyw ane bez przerwy F ig. 2. There is no idle tim e betw een jobs j and j + 1

cowego z ) :

W arunek kon ieczn y i w ystarczający podany w tezie dowodzonego tw ierdzen ia m ożn a zapisać w p o sta c i n astępu jącej n ierów ności:

Uj ■ r5 > u'- • r'-, ( j = 1 ,2 n)

czyli:

(I0)

1F celu u proszczen ia dowodu n ierów ności (10) n asze rozw ażania za w ęzim y do klasy fu n kcji potęgowych f j ( u ) = , o,- ^ l , f ) j > 0 (funkcje te m ają bardzo szerokie za sto so w a n ia praktyczne w m odelow an iu i in terp reta cji procesów prze m ysło w y ch ). S tą d łatw o obliczyć postać fu n kcji odw rotnej f f l {v) = J, gdzie v n ależy do przeciw d zied zin y fu n kcji / ( • ) . N ierów ność (1 0 ) m o że m y za te m za p isa ć w n astępu jącej postaci:

Dzieląc obydw ie stro n y te j n ierów ności p rze z o trzym u jem y:

Q , - l

W

O statn ia n ierów n ość j e s t oczyw ista, p on iew aż r'j > r j. Zauważmy, że na p od staw ie twierdzenia 2 m ożn a w yznaczyć term iny dostępn ości oraz optym alny p rzyd ział zasobu do term inów dostępności zadań w ustalonej perm utacji z € Z (por. rys. 3).

(8)

186 A. Janiak,P. Siemiński

R ys. 3. Zadania wykonywane jedno po drugim bez przerwy

Fig. 3. T h e jobs are processed one-by-one - no idle tim e betw een jobs

Z twierdzenia 2 wynika bowiem , że czas zakończenia wykonywania ostatn iego zadania wynosi C , a zatem term in dostępności poszczególnych zadań m ożna obliczyć ze wzoru:

n

rz (j) = ć — £ p Z(0-

<=>

N atom iast sta ły w czasie przydział zasobu do term inów dostępności zadań wynosi:

U*(i) ~ fz()0)

U)

\ p S i=jPz(j)

Zatem przy ustalonej kolejności wykonywania zadań m inim alna w artość funkcji celu w y­

nosi:

= E « . w ) • m d = E / z « ) • ( ć - E p z(o ) •

i = l j = 1 ¿ J 1=j P z ( i ) / \ i = ; )

4 . A lg o r y t m p r z y b liż o n y w y z n a c z a n ia k o le j n o ś c i w y k o n y w a n ia z a d a ń

W niniejszym rozdziale podam y przybliżony algorytm w yznaczania perm utacji w ykonyw ania zadań w rozważanym problem ie. W tym celu rozważymy w artości funkcji celu dla perm utacji różniących się kolejnością dwóch sąsiednich zadań. N a zakończenie podam y (zapisany w pseudo-Pascalu) algorytm przybliżony w yznaczania perm utacji w y­

konywania zadań.

Z ałóżm y na początek, że zadania są w ykonywane w perm utacji z G Z. W ówczas, na p odstaw ie poprzednich twierdzeń i spostrzeżeń, w artość funkcji celu wynosi:

n

Q ( z ) = E u*o) • Mj)>

j=i

gdzie uz(j) oznacza sta ły w czasie przydział zasobu dla zadania j w perm utacji z, a r z<j) oznacza term in dostępn ości zadania j w perm utacji z.

(9)

M inimalizacja sum arycznej ilości. 187

Rozważm y teraz perm utację z' otrzym aną z perm utacji z przez zam ian ę m iejscam i zadań k i k + 1 (k — 1 , 2 , , n — 1). Formalnie konstrukcję tę opisuje następu jąca zależność:

z '(j ) = z CO (j = l , k + 2 t . . . , ń ) , z '{k ) = z ( k + l ) ,

z '(k + 1) = z (k).

Fig. 4. Swapping the jobs k and k + 1

Wówczas wartość funkcji celu wynosi:

Q ( z 0 - £ uź '(j)' rź'0)!

j= i przy czym:

r i'0 ) = rz(i) Uź'(j) ~ u*(j) Ponadto z rys. 4 wynika, że:

= r.z (k )i

_

f - 1 f *»(*+!)

U z '(* ) - / z ( * + l ) ^ r . (l)

(U)

(12)

■(‘) ) ’ ri'(k+l) = r z(fc) + P z ( * + 1 ) ,

<'(*+D = £ (* ) !*+.)) •

Aby sprawdzić, która perm utacja (z' czy z) od pow iad a m niejszej w artości funkcji celu,

(10)

188 A. Janiak,P. Słoniński

w ystarczy zbadać znak różnicy Q{ z ) — Q (z'):

Q ( z) - Q (z') =

Y f j= 1 u z { j ) ■ r * (j ) ~ ^ -1= 1 u 'z'(j) ' r z ' U ) =

= [ ] C j = i ^ z ( j ) ■ T z ( j ) + u x (k) • ^ z ( t ) + v - z ( k + 1) ■ r z ( l:+ l) "H Z )j=A :+2 u z (j) ' *”* 0 ')] —

[ Y l j Z l U x ' t i ) ' T 'z'V) + Uz ' { k ) ’ Tz'{k) + u z'(Lk + \ ) ' r z , ( k + l) + ^ j = k + 2 u ' z ' { j ) ' r z‘(j)] =

(13)

i , i , (12)

u z {k) ' r z (k) + U z ( k + 1) • r z ( k + l ) ~ u z ' ( k) ‘ T z ' ( k) ~ U z '(* + 1 ) ' r z '(J t+ l) —

/ - w ( S s O ' r z ( A ) + ^ + i ) ( S K > ) ' rz(fc+i)] ~

•C(I+1) ) ■ T*W ~ /«[*) ( s w ^ w d ) ' ( rz(fc) + P*(*+1)) ’ gdzie — Ó X)t=fc Pz(i) 1 , 2 , , n).

Ze wzoru (13) wynika, że obliczenie wartości wyrażenia Q( z ) — Q ( z') w ym aga wyko­

nania elem entarnych operacji arytm etycznych (zakładając, że potrafim y łatw o w yzn aczyć postać funkcji f f 1( •)). Jeśli Q( z ) - Q (z') > 0, to oznacza, że perm utacja z' od pow ia­

da mniejszej wartości funkcji celu, a zatem celowa jest zam iana zadań na pozycjach k i k + 1. P ow yższa obserw acja-stanow i podstaw ę konstrukcji przybliżonego algorytm u 1 w yznaczania kolejności w ykonywania zadań.

A l g o r y t m 1 . P rzybliżon y algorytm w yzn aczan ia kolejności w ykonyw an ia za d a ń dla problem u (Ą).

1 z := „dowolna perm utacja ze zbioru Z”

2 fo r

i :=

n — l , n — 2 ,

...,

1d o

3 f o r k := 1 , 2 , . . . , t d o

4 z' : = [ z ( l ) , . . . , z ( f c - l ) , . ' . : , z ( & + l),z(A:),z(fc + 2 ) , . . . , z( n) ] 5 i f z' 6 Z t h e n

6 i f Q( z ) - Q (z') > 0 t h e n z := z' 7 z* := z

W kroku 1 n astępu je inicjalizacja algorytm u p o p rzez wybranie ze zbioru Z dow olnej perm u ta cji dopu szczalnej. W kroku \ utw orzona zo sta je perm u tacja z'. J eśli p erm u ta cja z'je s t dopu szczalna (krok 5) oraz odpowiada m n iejszej w artości fu n kcji celu n iż p erm u ta cja z (krok 6), to ta p erm u ta cja j e s t używana do dalszych obliczeń. P ętle 2 i 3 ste ru ją kolejną zam ian ą zadań w rozpatryw anych perm utacjach. Z łożon ość tego algorytm u w yn o si 0 ( n 2 • g( n) ) , gdzie g( n) j e s t zło żo n o ścią obliczania funkcji f f l {-).

(11)

M inim alizacja sum arycznej ilości. 189

Po zakończeniu działan ia powyższego algorytm u otrzym ujem y perm utację z*, która odpowiada sem ioptym alnej wartości funkcji celu d la rozw ażanego problem u, tj.

5. U w a g i k o ń c o w e i u o g ó ln ie n ia

G odnym uwagi uogólnieniem rozważanego problem u jest rozważenie problem u od ­ wrotnego do (4). P onad to, rozpatrywany w niniejszej pracy problem m ożn a u ogólnić na przypadek, gdy ilość zasobu d ostępn a do rozdysponowania w danej chwili jest ograniczo­

na. Istotnym rozszerzeniem tego problemu m oże być także przyjęcie dowolnych (nie tylko wklęsłych) funkcji m odeli term inów dostępności.

LITER A TU R A

1. Burkov W .N .: Sterow anie optym alne w kompleksach operacji, IF A C , 5:46-57, 1965.

2. Janiak A ., P rzysad a J.: M inim alizacja nieterm inow ości w ykonania zadań na równo­

ległych m aszynach, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, s. A utom atyka, z. 117, G liwice 1996, str. 8 5 -9 7 .

3. Janiak A.: D ok ład n e i przybliżone algorytm y szeregowania zadań i rozdziału zasobów w dyskretnych procesach przem ysłowych, M onografie 8 7 /2 0 , Politechnika W rocławska, In stytu t C ybernetyki Technicznej, 1991.

4. Janiak A.: W ybrane problem y i algorytm y szeregowania zadań i rozdziału zasobów , P roblem y w spółczesn ej nauki, Teoria i zastosow ania, Informatyka, Akadem icka O ficy­

na W yd aw n icza PL J, W arszawa, 1999.

5. Józefowska J.: D yskretn o-ciągłe problem y szeregowania zadań, Rozpraw y nr 318, W y­

daw nictw o P olitechniki Poznańskiej, Poznań, 1997.

6. W ęglarz J.: M ultiprocessor Scheduling w ith M em ory A llocation - A D eterm inistic Approach, IE E E T ran sactions on C om puters, C -29(8):703-709, A ugu st 1980.

n

Q (z ) — ■ r=_0')j

gdzie

(12)

190 A. Janiak,P. Słoniński

Recenzent: Prof. dr inż. T . Puchałka

A b s t r a c t

In this paper we present a solution o f th e problem o f m inim izing to ta l am ount of resource consum ed in th e resource allocation and scheduling problem w ith d ynam ic (dif­

ferential) m odels o f job release dates. T he considered problem is a very hard dynam ic optim ization problem (because of the m odels of release dates) and sta tic op tim ization problem (because o f th e scheduling). T h e dynam ic m odels are often m et in m any com ­ puter ap plications (e.g. preparing of anim ations and picture rendering in th e Com puter Aided Design program s) as well as in industrial ones.

Before a job is ready for processing on the critical m achine it m ust undergo in itial tre­

atm ent on parallel m achines. T he length o f this initial treatm ent can be considered as the release d ate and is d ynam ically dependent on th e am ount o f resource consum ed. T h e processing tim e o f each job on the critical m achine is constant and known a priori. There is also a constraint set on the tim e of finishing processing of all th e jobs in this problem .

M any im portan t properties o f this problem have been proven (e.g. those concerning th e character o f th e resource allocation function). T h e presented scheduling algorithm is based on the properties proven in this paper. There are also given som e generalizations of the considered problem.

Cytaty

Powiązane dokumenty

W żadnym z badanych przypadków rezultat otrzymany przez algorytm genetyczny nie okazał się lepszy od rozwiązań znalezionych przez konstrukcyjne algorytmy heurystyczne..

Jako kryterium przyjęto minimalizację czasu zakończenia wszystkich zadań, która jest równoważna minimalizacji przestojów maszyny krytycznej przy zadanym ograniczeniu

Podamy rozwiązanie problemu minimalizacji czasu zakończenia wykonywania wszystkich zadań przy ograniczeniu na ilość zasobu dostępnego do rozdy­.. sponowania w danej

W niniejszej pracy pokażemy, że jeśli pewien problem szeregowania zadań P o czasach wykonania zależnych liniowo od momentu rozpoczęcia i dostarczonego zasobu przy

Dla zadanej funkcji czasu realizacji zadań sformułowano model matematyczny zagadnienia i podano algorytm heurystyczny.. Przedstawiono wyniki eksperymentów

W zwlęzku z tym do rozwięzanla problemu uzasadnione Jest wykorzystanie algorytmu opartego na koncepcji metod podziału i ograniczeń (b-a-b), w których wybór kolejnego

W dotychczasowych pracach dotyczących problemów szeregowania zadań na procesorach maszyn cyfrowych zakładano, że każde zadanie może byó w każdej chwili wykonywane przez

Część autorów rozpatrywała rów nież problem y z term inam i dostępności oraz czasami przezbrojeń zależnym i od zasobów ([3,5]). W następnym rozdziale badany