실시간 시스템을 위한 다중프로세서 환경에서 스케줄링 문제는 대부분 NP hard 문제로서 최적의 해를 구하는 것은 매우 어려우나, 휴리스틱에 의한 여러 효율적인 방법이 계속 연구되고 있다. 이중 주기적인 타스크들을 여러 프로세서에 어떻게 배치하면서 실시간성을 보장하는 가에 대한 연구도 진행되고 있다. 그 동안 연구되었던 배치 방법인 RMNF, RMFF, FFDUF 및 NEXT-Fit-M과 유사한 그룹에 의한 배치로 보다 적은 프로세서를 요구하는 방식 및 알고리즘 네가지를 제안하고, 주기적인 타스크들을 임의로 발생시켜 시뮬레이션을 수행하였다. 이러한 분석결과 제안한 방법이 기존의 방식보다 프로세서 수를 더 줄일 수 있음을 보였다.
GOSST 문제에 대한 이전 휴리스틱의 성능 개선을 위한 새로운 제안이 본 논문에서 제시된다. 이 문제는 다양한 등급의 서비스를 제공할 수 있는 통신 네트워크의 설계 등에 적용될 수 있다. GOSST 문제는 G-Condition을 만족하는 최소 구축비용의 네트워크를 찾는 것으로 NP-HARD 문제에 포함된다. 우리는 이전의 연구에서 이 문제와 관련된 두개의 휴리스틱을 발표하였다. 본 연구에서는 스타이너 트리 생성 시 이용되는 G-Node와 제거되는 에지의 선택 방법을 제안하고, 이를 기존의 휴리스틱에 접목한 새로운 휴리스틱을 구현한다. 실험 결과는 이 휴리스틱이 이전 것에 비해 우수함을 나타내는데, 새 지역적 배치 휴리스틱은 17%, 새 전역적 배치 휴리스틱은 14%의 네트워크 구축비용 절감비율의 증가를 보였다.
We consider a time-cost tradeoff problem with multiple milestones under a chain precedence graph. In the problem, some penalty occurs unless a milestone is completed before its appointed date. This can be avoided through compressing the processing time of the jobs with additional costs. We describe the compression cost as the convex or the concave function. The objective is to minimize the sum of the total penalty cost and the total compression cost. It has been known that the problems with the concave and the convex cost functions for the compression are NP-hard and polynomially solvable, respectively. Thus, we consider the special cases such that the cost functions or maximal compression amounts of each job are identical. When the cost functions are convex, we show that the problem with the identical costs functions can be solved in strongly polynomial time. When the cost functions are concave, we show that the problem remains NP-hard even if the cost functions are identical, and develop the strongly polynomial approach for the case with the identical maximal compression amounts.
TSP(Traveling Salesman Problem)는 N개의 도시가 주어질 때 어떠한 임의의 도시에서 출발하여 모든 도시를 단 한번만 방문하여 다시 출발지로 되돌아오는 여려 경로들 중 가장 짧은 거 리를 구하는 문제이다. 방문 도시수가 증가함에 따라 계산량이 기하급수적으로 증가하게 되는 문제로 인해 NP-Hard문제로 분류되며 유전자 알고리즘이 대표적으로 이용된다. TSP문제에 있어서 보다 우수한 결과를 얻기 위해 현재까지 다양한 연산자들이 개발되고 연구되어 왔다. 본 논문에서는 새로운 집단 초기화 방법과 순차변환 방법을 제안하여 기존의 방법들과 비교를 통해 성능 향상을 입증하였다.
The fifth generation(5G) of wireless networks will connect not only smart phone but also unimaginable things. Therefore, 5G cellular network is facing the soaring traffic demand of numerous user devices. To solve this problem, a huge amount of 5G base stations will need to be installed. The base station positioning problem is an NP-hard problem that does not know how long it will take to solve the problem. Because, it can not find an answer other than to check the number of all cases. In this paper, to solve the NP hard problem, we compare the tabu search and the genetic algorithm using real maps for optimal cell planning. We also perform Monte Carlo simulations to study the performance of the Tabu search and Genetic algorithm for 5G cell planning. As a results, Tabu search required 2.95 times less computation time than Genetic algorithm and showed accuracy difference of 2dBm.
통신망의 신뢰도 계정을 하는데 있어서 대형망에서는 소자(component)들의 증가로 인한 계산상 어려움과 복잡성 때문에 NP,hard 문제가 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문에서는 통신망의 시점(source node)과 종점 (terminal node)간에 상한고 하한 근사 신뢰도를 구하는 알고리즘을 제시하였다. 계정 절차는 우선, 최소 경로 집합(minimal pathset)과 최소 컷셋(minimal cutest)을 구한다. 그 다음, 소자의 수가 동일한 사상(pathset, cutest)끼리 분리한 후 공통변수(common variable)를 추출한 부분함수를 구하여 근사 신뢰도를 계정하였다. 또한 본 논문에서 제시한 알고리즘의 성능을 평가하기 위하여 Esary-Proschan, Shogan과 Gopal의 대칭망 알고리즘고 비교 하였다.
The time slot assignment problem (TSAP) or Satellite Communications scheduling problem (SCSP) for a satellite performs $n{\times}n$ ground station data traffic switching has been known NP-hard problem. This paper suggests $O(n^2)$ time complexity algorithm for TSAP of a satellite that performs $n^2{\times}n^2$ ground station data traffic switching. This problem is more difficult than $n{\times}n$ TSAP as NP-hard problem. Firstly, we compute the average traffic for n-transponder's basic coverage zone and applies ground station exchange method that swap the ground stations until all of the transponders have a average value as possible. Nextly, we transform the D matrix to $D_{LB}$ traffic matrix that sum of rows and columns all of transponders have LB. Finally, we select the maximum traffic of row and column in $D_{LB}$, then decide the duration of kth switch mode to minimum traffic from selected values. The proposed algorithm can be get the optimal solution for experimental data.
병렬 처리시스템 환경에서 효율적인 타스크 스케줄링에 관한 연구로서 타스크 전체 수행 시간을 단축시는데 목적을 두고 있다. 멀티프로세서 시스템에서 선행 조건 을 갖는 타스크 그래프의 타스크 스케쥴링은 시스템 처리시간에 많은 영향을 준다. 이 문제는 NP-hard로 알려져 있으며, 많은 사람들이 heuristic 방법으로 최적해에 접근하려고 노력 하고 있다. 우리는 기존 여러 방법들 (swapping, MH, DL)과 개선된 critical path schedule 방법과 상호 비교하였다. 다수개의 root와 다수개의 terminate를 가지는 방향성 비순환 그래프(Directed Acyclic Graph : DAG)를 Random 생성하여 시뮬례이션 한 결과 프로세서 수를 증가한 경우 개선된 Critical Path알고리즘이 실행 타스크의 탐색 시간 개선에 더 우수한 것으로 판명되었다.
최소 제동 수를 갖는 홈 앤드 어웨이 라운드-로빈 경기일정 대진표를 작성하는 문제는 매우 어려워 NP-난제로 알려져 있다. 본 논문에서는 임의의 팀 수 n에 대해서도 항상 동일한 패턴으로 경기일정 대진표를 O(n) 수행 복잡도로 컴퓨터 프로그램 도움 없이 직접 손으로 작성할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 n=even 팀에 대해 $n{\times}n$ 정규형 라틴 방진을 작성하여 대진표를 작성하고, 최소 제동 수가 n-2 가 되도록 홈-어웨이를 배정하였다. 또한, n=odd에 대해서는 n=even 결과에서 최대 제동 수를 갖는 n번째 팀을 삭제하는 방법으로 제동이 전혀 없는 대진표를 작성하였다.
클러스터링 문제는 무선 애드 혹 네트워크의 네트워크 수명과 확장성을 향상시키는 문제 중 하나이다. 이 문제는 무선 애드 혹 네트워크의 설계 및 운영과 관련된 어려운 조합 최적화 문제이다. 본 논문에서는 네트워크 수명을 최대화하고 무선 애드 혹 네트워크의 확장성을 고려한 효율적인 클러스터링 알고리즘을 제안한다. 클러스터링 문제는 NP-hard 문제로 알려져 있습니다. 따라서 본 논문에서는 노드의 수가 많은 네트워크에서 합리적인 시간 내에 최적의 해를 효율적으로 얻을 수 있는 최적화 방식을 사용하여 문제를 해결한다. 제안된 알고리즘은 노드의 전력과 클러스터링 비용을 고려하여 클러스터 헤드를 선택하고 클러스터를 구성한다. 우리는 노드의 전송에너지 측면에서 시뮬레이션을 통해 성능을 평가한다. 시뮬레이션 결과는 제안된 알고리즘이 기존의 알고리즘보다 성능이 우수함을 보여 준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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