[发明专利]利用组合型交叉熵实现多处理机调度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多处理机调度方法，具体涉及一种利用组合型交叉熵实现多处理 机调度的方法。

背景技术

当今世界发展的主要趋势是并行化、网络化、智能化，而并行分布式计算是这些发 展的主要难题之一，也是当前科学邻域研究的热点问题之一。并行算法的设计、任务的划 分、通信的协调和同步、多任务的调度是目前并行分布式计算需要解决的问题，而任务的调 度会直接影响计算的效率，所以如何合理高效的进行多任务的调度与分配是目前急需解决 的难题。于是多处理机调度问题的应用及理论方面的研究便得到了科学领域研究者极度关 注。现实生活中，很多规划任务分配的问题都与多处理机调度问题密切相关。如与我们生活 息息相关的工程技术、并行与分布式计算、工农业生产和交通运输等领域的具有组合优化 性质的问题便可转化为多处理机调度问题来求解。多处理机调度问题实质上是NP完全问 题，传统的线性规划无法解决，当前国内外多采用启发式算法如模拟退火算法、蚁群算法、 量子粒子群算法近似求解。但这些算法大都存在收敛速度慢、效率较低等问题。

交叉熵算法(CrossEntropyAlgorithm，CE)是以信息论中的交叉熵理论为基础 提出的一种全局随机优化算法，该算法利用参数化的概率密度分布产生随机样本，使每次 迭代使用的候选样本都发生变化，因此优化过程不易陷入局部最优解。目前，国内外学者已 将该算法应用到解决多种组合优化问题中，并取得了一些进展与成果。

发明内容

为了快速可靠的解决多处理机调度问题，本发明提供了一种利用组合型交叉熵实 现多处理机调度的方法，该方法具有迭代次数少、稳定性高、运行时间短等优点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种利用组合型交叉熵实现多处理机调度的方法，包括如下步骤：

步骤一：构建多处理机调度问题的数学模型，确立目标函数和约束条件，其中，多 处理机调度问题的数学模型如下：

z=max1≤n≤cΣm=1dynmtm]]>

s.t.Σn=1cynm=1]]>

y_nm＝0,1(m＝1,2,...,d；n＝1,2,...,c)；

式中，z表示完成d项作业所需要的时间，即目标函数；y_nm＝1表示作业T_m在处理机H_n上处理；表示处理机H_n完工的时间；t_m表示处理机完成作业T_m的时间；处理机表示作业T_m在一个处理机上完成，即约束条件；

步骤二：利用组合型交叉熵算法，通过Matlab对多处理机调度问题确立的目标函 数和约束条件进行编程、求解，得到目标函数最优解。

本发明具有如下优点：