简述分支限界法求解流水作业调度问题的思路,举例说明给出计算步骤。
时间: 2024-03-29 12:39:17 浏览: 101
可视计算及应用第1次作业答案
分支限界法是一种求解优化问题的算法,可以用来解决流水作业调度问题。该问题的目标是通过合理的任务分配,使得总完成时间最小。
该算法的思路是通过搜索所有可能的解,并逐步缩小解的范围,最终找到最优解。在搜索过程中,我们会维护一个候选解的集合,称为活节点。每次从活节点中选择一个节点进行扩展,生成新的节点,并将这些新节点加入到活节点中。同时,我们会记录每个节点的下界值,即该节点所代表的解的最小可能值。当一个节点的下界值大于已知的最优解时,我们就可以剪枝,即将该节点从活节点中删除,不再进行扩展。
举例说明:
假设有3个任务,其处理时间分别为3、5、7。我们需要将这些任务分配给3个机器,使得总完成时间最小。我们可以使用分支限界法求解该问题。
首先,我们将所有任务都放在第一个机器上,计算出当前解的完成时间为 3+5+7=15。这个解的下界值为15。
然后,我们将第一个机器上的任务依次移到第二个和第三个机器上,生成两个新节点。分别计算这两个节点的完成时间和下界值。
- 当我们将第一个任务移到第二个机器上时,完成时间为 5+3+7=15。该节点的下界值为15。
- 当我们将第一个任务移到第三个机器上时,完成时间为 7+3+5=15。该节点的下界值为15。
我们将这两个节点加入到活节点中,并选择下界值最小的节点进行扩展。由于两个节点的下界值相同,我们可以任选一个节点进行扩展。
假设我们选择将第二个任务移到第二个机器上,生成一个新节点。计算该节点的完成时间和下界值。
- 当我们将第二个任务移到第二个机器上时,完成时间为 3+5+7=15。该节点的下界值为15。
由于新节点的下界值与已知的最优解相同,所以我们继续选择一个节点进行扩展。假设我们选择将第三个任务移到第二个机器上,生成一个新节点。计算该节点的完成时间和下界值。
- 当我们将第三个任务移到第二个机器上时,完成时间为 3+7+5=15。该节点的下界值为15。
由于新节点的下界值与已知的最优解相同,所以我们继续选择一个节点进行扩展。但是,此时所有可能的节点都已经生成过了,我们无法继续扩展了。此时,我们可以得到一个最优解,其完成时间为15。
总的来说,分支限界法通过搜索所有可能的解,逐步缩小解的范围,最终找到最优解。在搜索过程中,我们会维护一个候选解的集合,并记录每个节点的下界值,以便进行剪枝。
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