[发明专利]一种基于分组和禁忌搜索的并行测试任务调度方法

摘要

本发明公开了一种基于分组和禁忌搜索的并行测试任务调度方法，属于自动测试测量技术领域，首先，确定并分析测试任务之间的约束关系，建立图论模型对任务进行分组，采用图论中的顶点染色理论进行处理，根据分组结果构造并行测试任务调度的初始调度序列，最后利用禁忌搜索方法进行迭代寻优，搜寻一个最优的调度序列，根据该序列依次确定每一个任务的尽早测试开始时间，快速完成基于测试时间最短的任务调度规划。本发明结合并行测试任务调度的实际问题，通过分析禁忌搜索方法的特点，解决传统方法搜索过程中对初始值选择的不确定性，构造了很好的初始调度序列，提高方法的搜索速率，快速找到较优的任务调度方案。

主权项

1.一种基于分组和禁忌搜索的并行测试任务调度方法，其特征在于，包括以下几个步骤：步骤1：确定和分析测试任务建立用于描述测试任务与测试资源之间占用关系的资源占用模型矩阵TR_n×m，以及表示测试任务之间约束关系的任务相关模型矩阵RE_n×n，其中，n表示测试任务总数，m表示测试资源总数：TRn×m=tr11tr12···tr1mtr12r22···tr2m············trn1trn2···trnm,REn×n=re11re12···re1nre12re22···re2n············ren1ren2···renn]]>其中，资源占用模型矩阵TR_n×m的行表示测试任务T_i，1≤i≤n，列表示测试资源R_j，1≤j≤m，若TR_n×m中某元素tr_ij＝0，表示任务T_i在测试过程中不占用资源R_j；反之，若tr_ij≠0，则tr_ij＝t_i，表示任务Ti在测试过程中占用资源R_j，且占用时间为任务T_i的测试时间t_i；任务相关模型矩阵的行和列均代表测试任务，如果任务T_l和T_k在测试过程中需要占用相同的测试资源，其中1≤l≤n，1≤k≤n，那么任务相关模型矩阵RE_n×n中的元素re_lk＝1，即T_l和T_k任务相关，否则re_lk＝0，即T_l和T_k任务不相关；步骤2：测试任务分组根据步骤1建立的测试任务资源占用模型和任务相关模型，确立测试任务的图论模型，利用最大度优先的Welsh-Powell方法对任务顶点进行染色，根据任务顶点颜色划分结果完成测试任务的分组；步骤3：构造任务调度优化的初始调度方案由步骤2所得任务分组结果构造待测任务调度序列表示调度序列中第i个要安排调度的任务，根据序列依次确定每一个测试任务的最早开始测试时间、测试完成时间以及完成所有测试任务所需时间，得到初始任务调度方案；步骤4：禁忌搜索优化调度方案具体的实施步骤如下：步骤4.1输入步骤3所得的初始调度序列以及由该调度序列所确定的时间目标函数值f；步骤4.2确定邻域的生成规则，构造出禁忌搜索方法的邻域，采用λ交换法，将λ值取为2，即交换调度序列中两个任务的调度顺序，具体构造过程如下：(a)依次交换初始调度序列中最后一个任务与前面各个任务的次序，构造邻域N1，邻域规模为(n-1)，n为测试任务总数，对当前解序列进行集中搜索；(b)交换初始调度序列中任意两个任务的次序，构造邻域N2，规模为n为测试任务总数，扩大搜索的空间；步骤4.3构造方法的禁忌表，根据邻域生成规则，将交换测序的两个任务序号作为禁忌对象，并确定禁忌表的大小，即禁忌长度L，使得一个禁忌对象加入禁忌表后，经过L次的迭代运算，实现对该禁忌对象的解禁；步骤4.4根据步骤4.2确定的邻域生成规则构造当前调度序列的邻域；步骤4.5从邻域中选择序列作为新的当前调度序列，具体实现过程如下：(1)确定择优规则，从邻域中选择一个好解作为下一次迭代初始解，采用第一个改进解优先策略；(2)确定搜索规则，结合N1和N2邻域进行动态变邻域搜索，根据确定的择优规则，从当前解序列的N1邻域中选择第一个改进目标值的解序列，若N1邻域中没有满足条件的解，则进入N2邻域进行更大范围搜索，如果仍然没有满足择优规则的解序列，则从N2邻域中选择一个最好的解作为当前解序列；(3)按照任务的排列次序，依次计算邻域中的各序列进行调度的测试完成总时间，选择出满足搜索规则和择优规则的解序列作为新的当前解序列；步骤4.6判断是否满足禁忌搜索优化调度的搜索停止条件，搜索停止条件为给定一个最大的方法迭代次数；若不满足，则对步骤4.4和步骤4.5进行迭代，不断选择新的解序列，同时生成新的邻域逐步寻优；否则，转下步；步骤4.7输出最后的任务调度方案，包括：满足搜索停止条件前最后得到的当前调度序列、序列中各个任务的开始测试时间规划和并行调度完成所有测试任务的总时间。