In the moldable job scheduling problem one has to assign a set of $n$ jobs to $m$ machines, in order to minimize the time it takes to process all jobs. Each job is moldable, so it can be assigned not only to one but any number of the equal machines. We assume that the work of each job is monotone and that jobs can be placed non-contiguously. In this work we present a $(\frac 3 2 + \epsilon)$-approximation algorithm with a worst-case runtime of ${O(n \log^2(\frac 1 \epsilon + \frac {\log (\epsilon m)} \epsilon) + \frac{n}{\epsilon} \log(\frac 1 \epsilon) {\log (\epsilon m)})}$ when $m\le 16n$. This is an improvement over the best known algorithm of the same quality by a factor of $\frac 1 \epsilon$ and several logarithmic dependencies. We complement this result with an improved FPTAS with running time $O(n \log^2(\frac 1 \epsilon + \frac {\log (\epsilon m)} \epsilon))$ for instances with many machines $m> 8\frac n \epsilon$. This yields a $\frac 3 2$-approximation with runtime $O(n \log^2(\log m))$ when $m>16n$. We achieve these results through one new core observation: In an approximation setting one does not need to consider all $m$ possible allotments for each job. We will show that we can reduce the number of relevant allotments for each job from $m$ to $O(\frac 1 \epsilon + \frac {\log (\epsilon m)}{\epsilon})$. Using this observation immediately yields the improved FPTAS. For the other result we use a reduction to the knapsack problem first introduced by Mouni\'e, Rapine and Trystram. We use the reduced number of machines to give a new elaborate rounding scheme and define a modified version of this this knapsack instance. This in turn allows for the application of a convolution based algorithm by Axiotis and Tzamos. We further back our theoretical results through a practical implementation and compare our algorithm to the previously known best result.


翻译:在可塑作业调度问题中,需要将一组 $n$ 个作业分配给 $m$ 台机器,以最小化处理所有作业所需的时间。每个作业具有可塑性,即不仅可以分配给一台机器,还可以分配给任意数量的同构机器。我们假设每个作业的工作量是单调的,并且作业可以非连续放置。本文提出一种 $(\frac 3 2 + \epsilon)$ 近似算法,当 $m\le 16n$ 时,最坏情况运行时间为 ${O(n \log^2(\frac 1 \epsilon + \frac {\log (\epsilon m)} \epsilon) + \frac{n}{\epsilon} \log(\frac 1 \epsilon) {\log (\epsilon m)})}$。该结果相较于已知相同质量的最优算法,在 $\frac 1 \epsilon$ 因子及多个对数依赖性上实现了改进。针对机器数量较多的情况 $m> 8\frac n \epsilon$,我们进一步提出改进的完全多项式时间近似方案(FPTAS),运行时间为 $O(n \log^2(\frac 1 \epsilon + \frac {\log (\epsilon m)} \epsilon))$。当 $m>16n$ 时,该方案可得到运行时间为 $O(n \log^2(\log m))$ 的 $\frac 3 2$ 近似算法。这些成果基于一个核心观察:在近似设置中,无需为每个作业考虑全部 $m$ 种分配方案。我们将证明每个作业的相关分配数量可从 $m$ 降至 $O(\frac 1 \epsilon + \frac {\log (\epsilon m)}{\epsilon})$。该观察直接导出改进的FPTAS。对于另一结果,我们采用Mounié、Rapine 和 Trystram 首次提出的背包问题归约方法。利用缩减后的机器数量,我们设计了新的精细舍入方案,并定义了该背包实例的修正版本。这进一步允许应用 Axiotis 和 Tzamos 提出的基于卷积的算法。最后,我们通过实际实现验证理论结果,并将算法与已知最优结果进行比较。

0
下载
关闭预览

相关内容

自然语言处理顶会NAACL2022最佳论文出炉!
专知会员服务
43+阅读 · 2022年6月30日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
MoCoGAN 分解运动和内容的视频生成
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月21日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
16+阅读 · 2020年5月20日
Simplifying Graph Convolutional Networks
Arxiv
12+阅读 · 2019年2月19日
VIP会员
最新内容
面向国防作战的最佳自主与蜂群无人机技术
专知会员服务
4+阅读 · 今天8:04
《异构人类团队的协作决策过程混合建模研究》
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:59
博士论文 | 面向大模型推理的内存高效算法
专知会员服务
4+阅读 · 7月27日
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
7+阅读 · 7月27日
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
11+阅读 · 7月27日
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
10+阅读 · 7月26日
相关VIP内容
自然语言处理顶会NAACL2022最佳论文出炉!
专知会员服务
43+阅读 · 2022年6月30日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
MoCoGAN 分解运动和内容的视频生成
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月21日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】GAN架构入门综述(资源汇总)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年9月3日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员