云平台上基于关键路径截取的有向无环图应用调度算法

针对云平台上有向无环图科学应用执行容易产生虚拟机资源过剩、资源使用率低及费用虚高的问题,给出一种基于关键路径截取的有向无环图应用调度算法。该算法采取关键路径截取技术,循环找出最晚完成的未分配任务,从该任务出发,在所有未分配任务构成的图中找出最大连通子图,并计算该子图的关键路径,然后将关键路径上的任务集调度到性能匹配的虚拟机上执行;同时通过任务回填技术充分利用虚拟机的空闲时间槽,提高资源使用率。实验结果表明,在云计算平台上,该算法不仅能够在截止时间内完成有向无环图科学应用,而且可以提高资源使用率,有效减少完成该应用所需整体费用。     

多核系统中基于动态松弛时间回收的节能实时调度算法

许多嵌入式实时任务的实际执行时间往往小于最坏情况执行时间,因此可以产生大量的动态松弛时间.针对时限等于周期的偶发任务集,提出一种基于动态松弛时间回收的多核系统节能实时调度算法LRE-DVFS-ALL.该算法基于最优在线调度算法LRE-TL,利用TL面内节能实时调度思想,在每个TL面的提前完成时刻实现动态松弛时间回收,降...     

基于局部评估的分布式图模式匹配算法

为了在分布式存储的大规模数据图上进行快速图模式匹配,提出了基于局部评估的分布式图模式匹配算法disGPM-PE。首先各计算节点并行地执行本地匹配,然后协调器节点收集局部匹配结果、计算边界点的匹配状态并发送给相应的计算节点,接着计算节点根据边界点的匹配状态确定与边界点相连的节点的匹配情况,最后协调器节点组合得出最大匹配集。实验结果表明：与已有的分布式图模式匹配算法相比,disGPM-PE算法都能够在不显著增加通信量的前提下避免数据片段间的依赖关系对执行时间的影响,减少了图模式匹配的时间。     

利用局部评估的分布式图模式匹配算法

为了在分布式存储的大规模数据图上进行快速图模式匹配,提出利用局部评估的分布式图模式匹配算法。各计算节点并行地执行本地匹配;协调器节点收集局部匹配结果、计算边界点的匹配状态并发送给相应的计算节点;计算节点根据边界点的匹配状态确定与边界点相连的节点的匹配情况;协调器节点组合得出最大匹配集。实验结果表明:与已有的分布式图模式匹配算法相比,dis GPM-PE算法都能够在不显著增加通信量的前提下避免数据片段间的依赖关系对执行时间的影响,从而减少图模式匹配的时间。     

卫星对地观测任务全周期规划模型

为解决应急条件下卫星对地观测任务时间紧迫的问题,从卫星执行对地观测任务的全过程出发,提出了卫星对地观测任务全周期规划模型,综合考虑卫星完成任务的各个阶段,缩短整个任务的执行时间,使其满足应急条件下的时间需求。采用启发式算法求解,并研究了基于冲突队列的解的调整优化策略。实验验证所提的模型和算法能够较好地解决卫星对地观测任务规划问题,在时间紧迫的条件下与传统的各阶段的独立任务规划相比,能够提高任务的完成率,具有实际的应用价值。     

基于逆向分层的工作流时间-费用优化方法

针对效用网格下基于优先级因子的工作流时间-费用优化问题,基于工作流的同步完成特征对任务进行分层并提出三种实时调度算法:基于逆向分层的sufferage(BLSuff)、基于逆向分层的min-min(BLMin)及基于逆向分层的min-max(BLMax)。算法设计基于优先级因子的衡量标准对时间与费用同时进行优化,并为任务设置期望完成时间以达到充分利用费用优化空间进行费用优化的目标。实验结果表明这三种算法在各种优先级因子下都能对工作流的执行时间与执行费用进行较好的优化。     

基于目标威胁度的相控阵雷达自适应调度方法

对时间资源的合理安排是相控阵雷达发挥自身优势的关键。将目标威胁度引入调度算法中,与工作方式和任务截止期共同进行综合优先级规划。通过构建目标威胁度的量化模型,使雷达在调度跟踪任务时依目标威胁度大小分配时间。提出了修正价值率和执行威胁率的概念,完善了性能评估指标。通过仿真,全面评价了新算法性能,验证了引入目标威胁度的合理性。结果表明,新算法可以有效提升相控阵雷达对高威胁度目标的处理能力。     

现场总线周期信号的实时调度算法

对基金会现场总线FF(foundation fieldbus)集中式介质访问控制方式中的周期信号所采用的总线调度算法进行了分析,并提出了改进算法.该算法首先对每个子节点总线占用时间进行分割,通过增加average判断环节使得微周期分配更加均匀;然后,采用最终节点自动调度环节减少了最终节点的调度次数,节省了系统开销,并利用改进算法制定了调度表,提出了调度表验证公式,搭建了实验平台模拟总线调度;最后,通过实际案例对比分析了原算法与改进算法的使用特点.结果表明:改进算法生成的调度表具有更大的调度范围和更高的时间利用率.     

一种基于周期分区的时间调度算法

针对多功能相控阵雷达任务实时调度问题,提出了一种基于采样周期分区的时间资源调度算法(记为PD)。该算法以各类任务采样周期的最大公约数为分区标准,将各采样周期均分为多个等长区间,再将各类任务平均分配到不同分区中调度执行,可解决调度过程中任务因采样周期不同产生冲突的难题。仿真结果表明,该算法可提高系统任务调度能力,可广泛应用于相控阵雷达任务调度及其他实时任务调度系统。     

面向连通性的空中分层网络中继航线规划方法

针对飞机编队执行任务的通信保障问题,依据空中网络分层环境特点,采用增加中继节点的方式实现网络的连通性。提出一种空中分层网络中继航线规划方法,以飞机任务航线为输入,通过比较最小生成树(minimum spanning tree,MST)中边顶点的连通分量是否与前一时刻相同,进行生成树优选;将中继段向量顶点的度和中继节点在2个中继段向量间的运动时间作为联合权重,进行中继段向量连接。仿真结果表明,该方法能够实现中继节点在时间和空间上的复用,相比传统算法,有效减少了中继节点个数,实现了中继节点航线优化。     

Hu's precedence tree scheduling algorithm: A simple proof

This article presents a simple proof of Hu's algorithm for scheduling in minimum time a set of tasks constrained by precedence tree constraints, each task requiring a unit time to complete, and where m processors are available.     

Scheduling coupled tasks

Consider a set of task pairs coupled in time: a first (initial) and second (completion) tasks of known durations with a specified time between them. If the operator or machine performing these tasks is able to process only one at a time, scheduling is necessary to insure that no overlap occurs. This problem has a particular application to production scheduling, transportation, and radar operations (send-receive pulses are ideal examples of time-linked tasks requiring scheduling). This article discusses several candidate techniques for schedule determination, and these are evaluated in a specific radar scheduling application.     

The stochastic U‐line balancing problem

A U‐line arranges tasks around a U‐shaped production line and organizes them into stations that can cross from one side of the line to the other. In addition to improving visibility and communication between operators on the line, which facilitates problem‐solving and quality improvement, U‐lines can reduce the total number of operators required on the line and make rebalancing the line easier compared to the traditional, straight production line. This paper studies the (type 1) U‐line balancing problem when task completion times are stochastic. Stochastic completion times occur when differences between operators cause completion times to vary somewhat and when machine processing times vary. A recursive algorithm is presented for finding the optimal solution when completion times have any distribution function. An equivalent shortest path network is also presented. An improvement for the special case of normally distributed task completion times is given. A computational study to determine the characteristics of instances that can be solved by the algorithms shows that they are able to solve instances of practical size (like the 114 Japanese and U.S. U‐lines studied in a literature review paper). © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2003     

An evaluation of scheduling heuristics for dynamic single-processor scheduling with early/tardy costs

In an endeavor to broaden the application of scheduling models to decisions involving the use of a manager's time we use simulation to investigate the performance of a number of simple algorithms (including eight priority rules and a construction heuristic) in a dynamic setting with tasks arriving (randomly) and scheduling decisions being made, over time. We compare these simple methods relative to a bound that uses an adjacent pairwise interchange algorithm. We model uncertainty in task durations, and costs being incurred for early and tardy task completion (representative of JIT settings). In addition to evaluating the efficacy of the scheduling rules and various preemption strategies (using ANOVA), we highlight the managerial implications of the effects of eight environmental parameters. © 1996 John Wiley & Sons, Inc.     

Minimizing makespan in a multimode multiprocessor shop scheduling problem

We study the problem of multimode scheduling tasks on dedicated processors, with the objective of minimizing the maximum completion time. Each task can be undertaken in one among a set of predefined alternative modes, where each mode specifies a required set of dedicated processors and a processing time. At any time each processor can be used by a single task at most. General precedence constraints exist among tasks, and task preemption is not allowed. The problem consists of assigning a mode and a starting time to each task, respecting processor and precedence constraints, to minimize the time required to complete all tasks. The problem is NP-hard in several particular cases. In previous works, we studied algorithms in which a solution was obtained by means of an iterative procedure that combines mode assignment and sequencing phases separately. In this paper, we present some new heuristics where the decision on the mode assignment is taken on the basis of a partial schedule. Then, for each task, the mode selection and the starting time are chosen simultaneously considering the current processor usage. Different lower bounds are derived from a mathematical formulation of the problem and from a graph representation of a particular relaxed version of the problem. Heuristic solutions and lower bounds are evaluated on randomly generated test problems. © 1999 John Wiley & Sons, Inc. Naval Research Logistics 46: 893–911, 1999     

基于时间序无圈有向图的多准则优化成像调度

合理有效地利用遥感卫星资源获取更多高质量影像数据是卫星成像调度的重要工作。提出了一种新的成像调度解决方案。应用图论相关理论,建立卫星成像时间序无圈有向图模型,利用多项准则作为衡量标准对不同成像路径进行评价,提出时间序多准则最短路径算法求取优化成像路径。理论分析和实验表明,该解决方案可以在较短时间内获得多条pareto优化成像路径,具有良好的调度性能。     

卫星任务调度问题的约束规划模型

卫星任务规划与调度是空间资源管理的重要内容之一,其目的在于为卫星系统的任务计划编制提供科学合理的决策手段与依据。卫星任务调度问题的重要特点在于,调度任务存在可见时间窗口约束。只有在可见时间窗口内,调度任务才可能执行并完成。在进行合理假设的基础上,建立卫星任务调度问题的约束规划模型。对基本禁忌搜索算法进行改进,提出了模型求解的变邻域禁忌搜索算法。应用结果表明,约束规划模型的建立与求解是合理的。     

基于改进快速扩展随机树的机械臂路径规划

针对机械臂路径规划问题,提出一种基于改进RRT算法的路径规划方法。改进RRT结合了目标偏置策略和贪婪生长策略的优点,在随机采样时,以一定概率使采样点偏置为目标节点,降低随机采样的盲目性,在目标节点方向上采用贪婪式扩展策略,增加随机树局部方向上的生长速度。RRT法规划路径结果并非最优,提出改进GPP法删除多余路径节点,优化机械臂运动路径。通过与Biased-RRT和Greedy-RRT数值仿真结果对比,证明了改进RRT在计算时间、迭代次数、扩展节点数上均优于以上方法。在机械臂两种典型工作环境中的仿真结果表明,使用该方法可以较好解决排爆机械臂避障路径规划问题。     

带时间窗的相控阵雷达实时任务调度方法

为了解决传统相控阵雷达任务调度中采用基于工作方式优先级的方法而存在忽略任务时间紧迫性和重要性的问题,提出了一种基于任务自身工作方式优先级、截止期和空闲时间3个特征参数的相控阵雷达任务调度方法,通过调整参数的权重来适应调度器不同的负载情况,并采用时间窗处理发生冲突的任务请求,确保更多的高优先级任务在调度间隔内被调度。仿真结果表明,所提出的方法能够有效提高任务的调度成功率,明显改善调度器性能。