arXivDaily arXiv每日学术速递 周一至周五更新
arXiv 2312.03495cs.DS

具有优先约束的单位作业完工时间调度的次指数时间算法

A Subexponential Time Algorithm for Makespan Scheduling of Unit Jobs with Precedence Constraints

Jesper Nederlof, Céline M. F. Swennenhuis, Karol Węgrzycki

AI总结:

针对经典的单位作业优先约束调度问题 $Pm|\text{prec}, p_j=1|C_{\max}$,论文提出次指数时间及 $O(1.997^n)$ 精确算法,突破了长期未变的复杂性上界。

摘要:

在一个经典调度问题中,给定一组长度均为单位长度的 $n$ 个作业以及优先约束,目标是在 $m$ 台相同机器上找到这些作业的调度方案,以使 makespan(最大完工时间)最小。使用标准的三字段表示法,该问题被记为 $Pm|\text{prec}, p_j=1|C_{\max}$。即使对于 $m=3$ 台机器,确定 $Pm|\text{prec}, p_j=1|C_{\max}$ 的复杂性也是 Garey 和 Johnson 的著作 [GJ79] 中最后一个尚未解决的问题;自 [GJ79] 出版以来,求解这些问题的精确算法在最坏情况运行时间上的上界和下界基本保持不变。我们提出了一种该问题的算法,其运行时间为 $(1+\frac{n}{m})^{\mathcal{O}(\sqrt{nm})}$。当 $m=o(n)$ 时,该算法具有次指数时间复杂度。在 $m=Θ(n)$ 的情形下,我们给出一种运行时间为 $\mathcal{O}(1.997^n)$ 的算法。在我们的工作之前,即使对于 $m=3$ 台机器,也不存在任何已知算法能够对某个 $\varepsilon>0$ 达到 $\mathcal{O}((2-\varepsilon)^n)$ 的运行时间。

英文摘要:

In a classical scheduling problem, we are given a set of $n$ jobs of unit length along with precedence constraints, and the goal is to find a schedule of these jobs on $m$ identical machines that minimizes the makespan. Using the standard 3-field notation, it is known as $Pm|\text{prec}, p_j=1|C_{\max}$. Settling the complexity of $Pm|\text{prec}, p_j=1|C_{\max}$ even for $m=3$ machines is the last open problem from the book of Garey and Johnson [GJ79] for which both upper and lower bounds on the worst-case running times of exact algorithms solving them remain essentially unchanged since the publication of [GJ79]. We present an algorithm for this problem that runs in $(1+\frac{n}{m})^{\mathcal{O}(\sqrt{nm})}$ time. This algorithm is subexponential when $m = o(n)$. In the regime of $m=Θ(n)$ we show an algorithm that runs in$\mathcal{O}(1.997^n)$ time. Before our work, even for $m=3$ machines there were no algorithms known that run in $\mathcal{O}((2-\varepsilon)^n)$ time for some $\varepsilon > 0$.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

↑