应用于图形处理的一个混合流水作业排序问题的多项式时间近似策略

由于早期的图形处理器浮点运算能力不强,所以在处理图形问题时一般由中央处理器处理数据运算环节,然后再由图形处理器进行图像处理.但是最近几年图形处理器的浮点运算能力得到很大提高,相信很快就能胜任原先只有中央处理器才能完成的图形问题中的数据运算任务,为此前瞻性的研究在这样一种新情况下如何合理调度中央处理器和图形处理器来更快的处理图形问题是很有必要的.事实上该问题其实相当于一个两阶段两台处理器的混合流水作业问题:有两台处理器和一批需要加工的工件,每个工件都包含两个任务,前一个任务是为第二个任务做准备的.第一个任务可以选择在任何一台处理器上处理,而第二个任务则必须当第一个任务完成后,在第二台处理器上处理,目标是尽可能早的处理完所有工件.对于该问题,设计了一个多项式时间近似策略(PTAS)来给出最优调度方案.

具有禁用区间的平行机排序时间表长问题的全多项式近似方案

近几年来,排序问题由于其深刻的实际背景和广泛的应用前景而受到关注,其自身也在不断的发展变化当中。传统模型通常假设机器是可以连续使用的,但实际上机器在加工期间也需要维护,所以有许多人考虑了机器具有禁用区间的排序模型,并指出了当机器具有多个不可用区间时是强NP-难的问题。对于普通NP-难的问题,他们提出了有效的动态规划算法或多项式时间近似算法。研究工件在两台平行机上加工的排序问题,其中第一台机器上有一段禁用区间,另一台机器是可以连续使用的。在整个加工过程中,工件不允许中断,目标函数是极小化时间表长,该问题是NP-难的。给出这一问题的一个全多项式时间近似方案,算法的时间复杂性是O(n4/ε3),其中n是工件的数量,ε是误差界。

并行机生产与成批配送协调调度问题的近似策略

为了提高供应链体系中企业的生产效率,降低生产和运输成本,针对钢铁企业生产与产品配送特点,提出了并行机生产与成批配送协调调度问题.并行机上加工完成的订单以组批的方式配送到相应的客户,每批配送的订单需要考虑运输时间和运输费用,目标为将总完工时间与配送费用之和最小化.通过对问题的最优解进行分析,利用程序划分和动态规划方法,提出了伪多项式时间算法.结果表明,伪多项式时间算法可以成为解决该问题的全多项式时间近似策略.

共享制造环境下的同类机排序问题

考虑了共享制造环境下的同类机排序问题.在共享制造环境中,每个工件Jj都有一个可以加工的机器集Mj,Jj可以被分别给Mj的某一台机器加工,也可以一定服务成本分配给其他剩余机器进行加工.该文的目标是最小化工件的最大完工时间加总服务成本.对于机器台数是固定常数情况,该文对经典加工模型和简单退化加工模型分别提出了基于程序划分的全多项式时间近似方案.对总服务成本不超过给定上界的限制下最小化最大完工时间问题,给出了其整数规划模型.

最大并行流问题

研究了Fleischer.L给出的求解最大并行流问题的一个近似算法,其求出的目标函数值为λ≥(1-ε)3OPT.对其算法进行了改进,给出了λ≥1/(1+3ε)OPT的最大并行流全多项式近似算法.最后给出数值例子,验证了算法的有效性.

广义最大并行流算法的改进

研究了Karakostas G给出的求解最大并行流问题的一个近似算法,将其算法的参数进行了改进,给出了算法的时间复杂性不依赖于物资数k的广义最大并行流的全多项式时间近似算法,该算法只适用于广义的lossy网络。用改进后算法求出的目标函数值更接近于最优值,对该近似算法的近似性和算法的时间复杂性进行了证明。最后,用C语言编程,计算数值例子,通过对比充分验证了改进后算法的正确性和有效性。

恢复鲁棒带惩罚费用的呼叫控制问题

基于带惩罚费用的呼叫控制问题,进一步讨论恢复鲁棒带惩罚费用的呼叫控制问题,并设计出一个1.58-近似算法.特别地,当赋权线路上边数为2,情景数为2时,设计了一个动态规划算法,最后基于动态规划算法思想,设计出一个全多项式时间近似方案解决该问题.

工件具有累积效应的两台同类机排序问题

研究了具有累积效应的两台同类机排序问题,目标是极小化机器总载重.半积函数在组合优化通常用于算法设计与分析.对该文中涉及的问题,用该函数设计了一个γ-完全多项式近似方案,并进行了算法分析.

带机器准备时间的平行机排序问题

研究了带机器准备时间的m台平行机排序问题,设计出了一个多项式时间近似方案(PTAS),并给出了一个机器数m为固定常数的情形下的全多项式时间近似方案(FPTAS).

组合最优化问题的近似算法

1980年第1期《Mathematics of Operations Research》上,刊登了一篇美国数学家 V.Klee 的文章,题目是“Combinatorial Optimization:What is the state of the art.在这篇文章中,V.Klee 指出,组合最优化今后研究的重要方向之一,是研究它们的近似算法.这样一种看法的依据是什么呢?这要从计算复杂性的理论谈起.一、计算复杂性的基本概念虽然高速度计算机的出现和广泛使电,使过去许多无法计算的问题得到了解决。

两台平行机环境下加工时间退化的可拒绝排序问题

研究两台平行机环境下加工时间线性退化的可拒绝排序问题,工件的实际加工时间是关于该工件开始加工时间的线性函数,每个工件都有一个独立的截止工期,在截止工期之前或之后完工的任务将分别受到提前和误工工件惩罚。工件允许被拒绝,如果工件被拒绝则需要支付一定的拒绝费用。目标是分别确定接受工件和拒绝工件的任务集合,找到接受任务的最优排序和每个被接受工件的最优任务工期最小化工期、误工工件惩罚、总完工时间以及被拒绝工件的惩罚费用之和。证明了此NP难问题可以通过动态规划方法求得最优解,并通过动态规划运用简化执行空间的方法给出了复杂度为O n5 D2/ε()2的全多项式近似策略(FPTAS),其中n表示工件的数量,ε是允许误差界。

带有分段线性递减加工时间和拒绝工件的单机排序问题

讨论了带有分段线性递减加工时间和拒绝工件的单机排序问题。在这一模型中,工件的实际加工时间是关于开始时间的分段线性递减函数,目标函数是极小化被接受工件的最大完工时间和被拒绝工件的总惩罚之和。这一问题是NP-难的。基于对问题的分析,给出了一个全多项式近似策略。全多项式近似策略的计算复杂性为O(n4 L4/ε3)。

限制性的带核元划分问题

考虑了限制性的带核元划分问题,即将一个整数集合划分为2个子集,使得2个核元分别在不同的子集里且每个子集至多包含k个元素,这里n/2+1≤k≤n+1,目标使2个子集中元素之和的最小者达尽可能大.对一般的k,给出了全多项式时间近似方案(FPTAS).当k=n+1时,给出了线性时间内的多项式时间近似方案(PTAS)和全多项式时间近似方案(FPTAS).

带有拒绝工件和机器具有不可用区间的单机排序问题

本文考虑带有拒绝工件和机器具有不可用区间的单机排序问题。目标是最小化被接受工件的特定加权总完工时间与被拒绝工件总费用的和。工件有不同的释放时间和权,权等于它们的加工时间。这个问题是一般NP-难的。为了能在较少的运行时间内得到该问题较好的近似解,利用削减状态空间的方法得到了一个全多项式时间近似方案(FPTAS),该FPTAS是一个具有强多项式运行时间的较优近似方案,其时间复杂性为O(n3/ε2),其中n为输入工件的个数,ε是误差界。

有预算限制的最大多种物资流问题

研究有预算限制的最大多种物资流问题,给出了这个问题的不依赖物资数k的全多项式时间近似算法,其算法复杂性是O^(-ε2m2).同时,利用有预算限制的最大多种物资流问题的研究结果,我们也得到了费用最小的最大多种物资流问题的近似算法和算法复杂性.