2.5. Методы планирования работы систем с последовательными приборами. Различные маршруты.

Пусть имеется n требований и M обслуживающих приборов. Каждое требование обслуживается приборами в заданной специфической для него последовательности. Все требования поступают на обслуживание в момент времени d=0. Процесс обслуживания требования k не может включать повторных обращений к одним и тем же приборам. Каждый прибор обслуживает одновременно не более одного требования. Известны времена обслуживания t_ij - время обработки требования с номером i (i=1,2,3,...,m) прибором j. Прерывания в обслуживании каждого отдельного требования отдельным прибором не допускаются. Требуется определить порядок обслуживания требований, при котором суммарная длительность их обработки будет минимальной.

В тех случаях, когда порядок использования устройств в процессе выполнения работ либо не одинаков для всех работ, либо вообще не известен, планирование на основе критерия минимума суммарной длительности обслуживания чрезвычайно трудоемко. В таких ситуациях для планирования используется критерий максимальной загрузки устройств. Интуитивно можно предположит, что увеличение загрузки каждого устройства способствует уменьшению времени решения пакета заданий.

Принцип планирования сводится к следующему. Из пакета требований J1,...,Jм планировщик выбирает некоторую совокупность заданий J2,...Jw, которые будут выполняться совместно на основе разделения ресурсов системы между ними. Совокупность требований J2,...,Jw, выполняемых совместно, называется смесью требований. Смесь не является неизменной во времени. Первоначально она компонуется в момент поступления требований в систему. Затем, когда требование Jj будет обслужено, смесь может быть пополнена одним из требований, находящихся в пакете. Процесс продолжается до тех пор, пока не будут обслужены все требования из пакета. Стремясь обеспечить максимальную загрузку устройств, необходимо включить в смесь такое задание, которое в наибольшей степени займет свободные ресурсы устройств.

Планирование заданий основывается на использовании матрицы трудоемкости, в которой N столбцов определяет потребности в усройствах, а (N+1) столбец - в памяти.

Для планирования воспользуемся следующим алгоритмом:

1. Распределить задания по потокам. Задание Ji принадлежит потоку Рj тогда и только тогда, когда t_ij>t_iк для всех и k=j.

2. Составить начальную смесь. Из потоков Р1,...,РN выбираем по одному заданию.

3. Скорректировать смесь.По окончании обработки одного из требований Jw освобождается выделенное ему устройство. На место этого задания включаем задание из того же потока. Затем выполняем действия, аналогичные рассмотренным в пункте 2.

4. Повторить пункт 3 для полной обработки всех заданий пакета.

3. Задание на курсовое проектирование

В ходе курсового проектирования требуется разработать согласно варианту задания программу нахождения оптимального по заданному критерию порядка работ обслуживающих приборов. Решение поставленной задачи может быть получено прямым перебором всех вариантов или с помощью эвристического алгоритма.

После отладки следует провести эксперимент, позволяющий определить зависимость времени работы программы от мощности множества требований, подлежащих обслуживанию.