An algorithmic study of the machine reassignment problem

• Autor(a) principal: Portal, Gabriel Marques
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/54137
• topic: Teoria : Computação; Algoritmos; Heuristic algorithms; Scheduling; Resource optimization

O trabalho realizado propõe uma abordagem para resolver o problema de Reatribuição de Máquinas (Machine Reassignment Problem). O problema consiste em otimizar o uso de recursos computacionais dado um conjunto de processos que devem ser executados. Portanto, deve-se encontrar uma atribuição de processos a máquinas. Além disso, existem diversas restrições para aumentar a segurança e confiabilidade do sistema. O problema tem uma relevância prática bastante grande atualmente. Com um uso cada vez maior de computação nas nuvens (Cloud Computing), é importante a otimização dos recursos dessas grandes infra-estruturas computacionais. Este é um problema de otimização combinatorial NO-Difícil muito complexo. Portanto, é natural a escolha de um método heurístico para resolvê-lo de forma aproximada. A solução proposta é uma heurística baseada em Simulated Annealing que utiliza duas vizinhanças. Os resultados são bem satisfatórios, visto que soluções quase-ótimas são encontradas em pouco tempo. Além do método de solução proposto, obteve-se outras constribuições no decorrer do trabalho. Uma formulação com programação inteira foi proposta e implementada, sendo capaz de encontrar soluções ótimas para instâncias pequenas. Para avaliar a solução encontrada pelo método para instâncias grandes, foram desenvolvidos limitantes inferiores para a solução ótima. Os limitantes inferiores encontrados parecem ser bons comparados com a solução ótima na maioria dos casos. O problema de Reatribuição de Máquinas foi proposto no contexto do desafio ROADEF, um desafio internacional proposto pela Sociedade Francesa de Pesquisa Operacional. O problema apresentado para ser resolvido é sempre um problema com relevância no meio industrial. Este ano, quem propôs o problema foi a empresa Google, interessada em métodos para otimização de sua infra-estrutura computacional. Dentre as 83 equipes participantes, 30 classificaram-se para a fase final e a nossa equipe (representando a UFRGS) ficou em quarto lugar com uma versão preliminar do método proposto. Os resultados finais ainda não haviam sido publicados na data de publicação deste trabalho.