I. Giới thiệu luận văn
Luận văn thạc sĩ này tập trung vào lập lịch công việc có chu kỳ và không có chu kỳ trong môi trường máy đơn. Nghiên cứu này thuộc chuyên ngành Khoa học máy tính, với mục tiêu giải quyết các bài toán phức tạp liên quan đến quản lý tài nguyên máy tính và tối ưu hóa lập lịch. Luận văn đã chứng minh bài toán thuộc lớp NP-Hard và đề xuất các thuật toán heuristic để tối ưu hóa thời gian hoàn thành và tổng độ trễ.
1.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của luận văn là nghiên cứu và giải quyết bài toán lập lịch công việc có chu kỳ và không có chu kỳ trong môi trường máy đơn. Cụ thể, luận văn tập trung vào việc tối ưu hóa thời gian hoàn thành (makespan) và tổng độ trễ của các công việc không có chu kỳ. Các thuật toán heuristic được đề xuất nhằm giải quyết bài toán này một cách hiệu quả.
1.2. Đóng góp của luận văn
Luận văn đã chứng minh bài toán thuộc lớp NP-Hard, đồng thời đề xuất hai thuật toán heuristic để tối ưu hóa thời gian hoàn thành và tổng độ trễ. Các kết quả thực nghiệm đã được thực hiện để đánh giá hiệu quả của các thuật toán này. Những đóng góp này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có ứng dụng thực tiễn trong các lĩnh vực như sản xuất công nghiệp và quản lý tài nguyên máy tính.
II. Lý thuyết lập lịch
Chương này trình bày lý thuyết lập lịch, tập trung vào các khái niệm cơ bản như định nghĩa bài toán lập lịch, dữ liệu công việc, và môi trường máy. Luận văn cũng phân tích các tính chất đặc trưng của công việc và tiêu chuẩn tối ưu trong lập lịch. Các khái niệm này là nền tảng để hiểu và giải quyết bài toán lập lịch công việc có chu kỳ và không có chu kỳ trong môi trường máy đơn.
2.1. Định nghĩa bài toán lập lịch
Bài toán lập lịch được định nghĩa là quá trình phân bổ tài nguyên để xử lý các công việc sao cho thỏa mãn các ràng buộc và tối ưu hóa mục tiêu đề ra. Trong môi trường máy đơn, bài toán trở nên phức tạp hơn khi cần xử lý cả công việc có chu kỳ và không có chu kỳ.
2.2. Tiêu chuẩn tối ưu
Các tiêu chuẩn tối ưu trong lập lịch bao gồm thời gian hoàn thành (makespan), tổng độ trễ, và tổng thời gian xử lý. Luận văn tập trung vào việc tối ưu hóa hai tiêu chí chính: thời gian hoàn thành và tổng độ trễ của các công việc không có chu kỳ.
III. Bài toán NP Hard
Chương này chứng minh rằng bài toán lập lịch công việc có chu kỳ và không có chu kỳ trong môi trường máy đơn thuộc lớp NP-Hard. Các bài toán con như tối ưu thời gian hoàn thành và tối ưu tổng độ trễ cũng được chứng minh là NP-Hard. Điều này cho thấy sự phức tạp của bài toán và cần thiết phải sử dụng các thuật toán heuristic để giải quyết.
3.1. Tối ưu thời gian hoàn thành
Bài toán tối ưu thời gian hoàn thành (makespan) được chứng minh là NP-Hard thông qua việc quy về bài toán MAKESPAN-APER-SCHED. Điều này cho thấy việc tìm lời giải tối ưu cho bài toán là rất khó khăn và cần các phương pháp gần đúng.
3.2. Tối ưu tổng độ trễ
Tương tự, bài toán tối ưu tổng độ trễ cũng được chứng minh là NP-Hard thông qua bài toán TOTAL-TARDINESS-APER-SCHED. Điều này nhấn mạnh sự cần thiết của các thuật toán heuristic để giải quyết bài toán một cách hiệu quả.
IV. Giải thuật heuristic
Chương này trình bày các giải thuật heuristic được đề xuất để giải quyết bài toán lập lịch công việc có chu kỳ và không có chu kỳ trong môi trường máy đơn. Các thuật toán bao gồm LPT heuristic để tối ưu thời gian hoàn thành và EDF heuristic để tối ưu tổng độ trễ. Ngoài ra, luận văn cũng áp dụng giải thuật di truyền để cải thiện hiệu quả của các thuật toán này.
4.1. LPT heuristic
LPT heuristic là một thuật toán được sử dụng để tối ưu thời gian hoàn thành của các công việc không có chu kỳ. Thuật toán này dựa trên nguyên tắc ưu tiên các công việc có thời gian xử lý dài hơn, giúp giảm thiểu makespan.
4.2. EDF heuristic
EDF heuristic được sử dụng để tối ưu tổng độ trễ của các công việc không có chu kỳ. Thuật toán này ưu tiên các công việc có thời hạn hoàn thành sớm hơn, giúp giảm thiểu tổng độ trễ.
V. Kết quả thực nghiệm
Chương này trình bày các kết quả thực nghiệm của việc áp dụng các giải thuật heuristic được đề xuất. Các kết quả cho thấy hiệu quả của LPT heuristic và EDF heuristic trong việc tối ưu thời gian hoàn thành và tổng độ trễ. Ngoài ra, việc kết hợp giải thuật di truyền cũng giúp cải thiện đáng kể hiệu suất của các thuật toán.
5.1. Hiệu suất của LPT heuristic
Các kết quả thực nghiệm cho thấy LPT heuristic có hiệu suất cao trong việc tối ưu thời gian hoàn thành. So sánh với các phương pháp thông thường, LPT heuristic giúp giảm thiểu makespan một cách đáng kể.
5.2. Hiệu suất của EDF heuristic
Tương tự, EDF heuristic cũng cho thấy hiệu quả cao trong việc tối ưu tổng độ trễ. Các kết quả thực nghiệm chứng minh rằng thuật toán này giúp giảm thiểu tổng độ trễ của các công việc không có chu kỳ.
VI. Kết luận và hướng phát triển
Luận văn kết luận rằng bài toán lập lịch công việc có chu kỳ và không có chu kỳ trong môi trường máy đơn là một bài toán phức tạp thuộc lớp NP-Hard. Các giải thuật heuristic được đề xuất đã chứng minh hiệu quả trong việc tối ưu thời gian hoàn thành và tổng độ trễ. Hướng phát triển trong tương lai bao gồm việc cải tiến các thuật toán và áp dụng vào các hệ thống máy tính phức tạp hơn.
6.1. Kết luận
Luận văn đã chứng minh bài toán thuộc lớp NP-Hard và đề xuất các giải thuật heuristic hiệu quả để giải quyết bài toán. Các kết quả thực nghiệm cho thấy hiệu suất cao của các thuật toán này trong việc tối ưu thời gian hoàn thành và tổng độ trễ.
6.2. Hướng phát triển
Hướng phát triển trong tương lai bao gồm việc cải tiến các giải thuật heuristic và áp dụng chúng vào các hệ thống máy tính phức tạp hơn. Ngoài ra, việc nghiên cứu các phương pháp kết hợp giữa lý thuyết lập lịch và công nghệ thông tin cũng là một hướng đi tiềm năng.
