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Applying extra-resource analysis to load balancing

Journal of Scheduling 2000年第5期3卷 273-288页

作者： Brehob, Mark Torng, Eric Uthaisombut, Patchrawat Department of Computer Science Michigan State University East Lousing MI 48824 United States Department of Computer Science 3115 Engineering Building Michigan State University East Lansing MI 48824 United States

Previously, extra-resource analysis has been used to argue that certain on-line algorithms arc good choices for solving specific problems because these algorithms perform well with respect to the optimal off-line algorithm when given extra resources. We now introduce a new application for extra-resource analysis: deriving a qualitative divergence between off-line and on-line algorithms. We do this for the load-balancing problem, the problem of assigning a list of jobs on m identical machines to minimize the makespan, the maximum load on any machine. We analyze the worst-case performance of on-line and off-line approximation algorithms relative to performance of the optimal off-line algorithm when the approximation algorithms have k extra machines. Our main result are the following: The longest-processing-time (L P J) algorithm will produce a schedule with makespan no larger than that of the optimal off-line algorithm if L P J has at least (4m -1)/3 machines while the optimal off-line algorithm has m machines. In contrast, no on-line algorithm can guarantee the same with any number of extra machines. Copyright © 2000 John Wiley and Sons, Ltd.

关键词： load balancing extra-resource analysis longest-processing-time algorithm on-line algorithm approximation algorithm

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