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[算法理论] 并行任务调度与多集群调度的改进近似算法

发布于:2026-07-02 22:00 最后更新:2026-07-04 11:13
#algorithm #optimization #C++

在并行任务调度(PTS)问题中,我们需要调度 $n$ 个作业,每个作业都有固定的处理时间和机器需求,以最小化最后一个作业的完成时间。Jansen 和 Rau(2019)提出了一种 PTS 算法,其近似比为 $(3/2)\mathrm{OPT} + p_{\max}$。他们还提出了一个开放性问题,即是否可能实现近似比为 $(4/3)\mathrm{OPT} + p_{\max}$。在本研究中,我们展示了一种这样的算法,运行时间为 $O(n\log n)$。

多集群调度(MCS)是 PTS 的自然扩展,其中我们有 $N$ 个集群,每个集群有 $m$ 台机器来调度作业。Jansen 和 Rau(2019)将他们的 PTS 算法适应于 MCS,取得了以下结果:(1)2 的近似,和(2)如果 $N$ 能被 3 整除,则近似比为接近线性的 $9/4$。我们改进了他们的 2-近似的运行时间,并将 $9/4$ 的近似推广到一般情况。MCS 的 2-近似是紧的,因为除非 P=NP,否则无法期望获得比 2 更好的近似比 [Zhuk, 2006]。除了我们的理论结果,我们还实现了我们的算法,并展示了它的实际适用性。

博主点评: 本文提出的算法在理论与实践上都具有重要意义,尤其是对于并行任务调度和多集群调度问题的高效解决方案,展示了优化算法在处理复杂调度问题中的潜力。

原文链接: https://arxiv.org/abs/2607.00878

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