
多机调度问题就是:使用m台相同机器对n个独立作业进行加工处理。每个作业均可在任何一 台机器上加工处理。但不可间断、拆分。多机调度问题要求给出一种作业调度方案,使所给的n个作业在尽可能短的时间内由m台机器加工处理完成。作业需要随机生成,计算最短时间。
一般来说求解多机调度问题采用贪心算法,最长处理时间的作业优先,使机器工作时间尽可能平均分。即把处理时间最长的作业分配给最先空闲的机器,保证处理时间长的作业优先处理,这样可以使机器的工作时间尽可能平均分配从而在整体上获得尽可能短的处理时间。
设计思路:
作业的个数为n,机器的数目为m
情况一:n<m,这种情况很简单,将n个作业分配给m个机器中的n个就可以了。
情况二:n>m,设5个独立作业{1, 2, 3, 4, 5}由3台机器{x, y, z}加工处理,各作业所需的处理时间分别为{1, 3, 2, 7, 4}。
第1步:将5个作业按其所需处理时间从大到小排列,将排完序的前三个作业分配给 3个机器;
第2步:将3个机器按照工作时长从小到大排列;
第3步:将“耗时最长的作业”分配给“最先空闲的机器”,增加该机器的工作时 长。
重复第二步和第三步,直到所有作业都被处理。这种情况下,累加耗时最长的机器的工作时长就是所求的最短时间。
流程图:

代码:
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
struct work{//定义作业类
int i;//作业序号
int ti;//作业时间
};
//*****************************定义函数**************************************************************
int searchmin(int m[],int k){//求当前机器工作时间中的最小值
int min=m[0];
for(int i=1;i<k;i++){
if(min>m[i]){
min=m[i];
}
}
return min;
}
void selectsort(work w[],int N){//从大到小排序
for(int i=0;i<N;i++)
for(int j=i;j<N;j++)
if(w[i].ti<w[j].ti){
work a;
a=w[i];
w[i]=w[j];
w[j]=a;
}
}
//*************************************准备阶段·情况选择******************************************************
int main(){
int n,m;
printf("请输入作业数:");
scanf("%d",&n);
printf("请输入机器数:");
scanf("%d",&m);
int manchine[m];//机械数
int manchineresult[m][n];
//赋初始值为0
for(int i=0;i<m;i++)
for(int j=0;j<n;j++)
manchineresult[i][j]=0;
work w[n];
printf("\n");
//是否自己输入作业时间
int k;
printf("如果想要随机得到值请输入1,反之输入2\n");
scanf("%d",&k);
switch(k)
{
case 1:
for(int i=0;i<n;i++){
w[i].i=i;
w[i].ti=rand()%100+1;//随机生成作业所需时间
printf("作业序号为%d的作业所需时间:%d\n",w[i].i+1,w[i].ti); //输出每一个作业相关数据
}
break;
case 2:
for(int i=0;i<n;i++){
w[i].i=i;
printf("作业序号为%d的作业所需时间:", i+1);
scanf("%d",&w[i].ti);
}
break;
}
//***********************************************************执行**************************************************************
selectsort(w,n);
cout<<endl;
printf("排序后:\n");
for(int i=0;i<n;i++){
printf("作业序号为%d的作业所需时间为%d\n",w[i].i+1,w[i].ti); //输出排序后每一个作业相关数据
}
//当机器数大于等于作业数时
printf("\n处理作业明细");
while(m>=n){
cout<<endl;
for(int i=0;i<n;i++){
manchine[i]=w[i].ti;//记录工作时间
printf("机器%d处理作业%d,机器%d累计工作时间为%d\n",i+1, w[i].i+1,i+1,manchine[i]);//输出机器处理作业的详细情况
}
printf("\n");
printf("%d台机器处理%d个作业所需要的最短时间为%d\n",m,n,w[0].ti);
break;
}
//当机器数小于作业数时
if(m<n){
printf("\n");
for(int i=0;i<m;i++){//先按作业时间大小给每一个机器分配一项作业
manchineresult[i][0]=w[i].i+1; //记录机器处理此次作业
manchine[i]=w[i].ti;//记录机器处理作业的时间
printf("机器%d处理作业%d,机器%d累计工作时间为%d\n",i+1, w[i].i+1,i+1,manchine[i]);//输出机器处理作业的详细情况
}
for(int j=m;j<n;j++) {//处理剩余的n-m个作业
for(int i=0;i<m;i++){//每个机器都进入循环判断累计工作时间最小值
if(manchine[i]==searchmin(manchine,m)){//找出最小值
manchineresult[i][j]=w[j].i+1;//记录机器处理此次作业
manchine[i]=manchine[i]+w[j].ti;//将此次工作时间加入累计时间最少的机器
printf("机器%d处理作业%d,机器%d累计工作时间为%d",i+1,w[j].i+1,i+1,manchine[i]);//输出每一次机器处理作业的详细情况
break;
};
}
}
//*******************************************输出阶段*********************************************************************
printf("\n");
int max=manchine[0];
for(int i=0;i<m;i++){//循环得到最大累计时长
printf("机器%d累计工作时长为%d\n",i+1,manchine[i]); //输出每一个机器工作的累计时长
if(max<manchine[i])
max=manchine[i];
}
printf("\n");
printf("完成%d项作业所需的最短时长为%d\n\n",n,max); //输出最后结果
//直观看出结果
for(int i=0;i<m;i++){
cout<<"机器"<<i+1<<"需完成";
for(int j=0;j<n;j++){
if(manchineresult[i][j]!=0){
printf("作业%d ",manchineresult[i][j]);
}
}
printf("\n");
}
}
}