用于生物學(xué)分析的機(jī)電系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度程序的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于調(diào)度多個(gè)具有優(yōu)先約束和互斥約束的并行作業(yè)序列的方法和系統(tǒng)。具體地說，本發(fā)明涉及用于對(duì)臨床樣本執(zhí)行包括非搶占的作業(yè)的生物學(xué)分析的系統(tǒng)的調(diào)度程序，所述非搶占的作業(yè)必須使用一組資源(機(jī)器)并且具有關(guān)于釋放時(shí)間和執(zhí)行時(shí)間的約束。在現(xiàn)實(shí)工業(yè)系統(tǒng)中引起了調(diào)度問題。原則上，該問題可以被闡述為關(guān)于例如時(shí)間Petri網(wǎng)或者設(shè)定時(shí)間的自動(dòng)機(jī)的并行模型的實(shí)時(shí)模型檢驗(yàn)的例子。然而，在預(yù)期的運(yùn)行時(shí)嵌入式平臺(tái)中，該方法不是切實(shí)可行的。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的調(diào)度方法，其利用了從成熟的模型檢驗(yàn)工具的引擎提取DBM數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和Floyd-Warshall算法的核心的針對(duì)目的的算法解決方案，并且對(duì)其進(jìn)行調(diào)整以適應(yīng)該例子的特定要求。允許關(guān)于次優(yōu)解的啟發(fā)式大大降低了搜索的復(fù)雜度，并且通過遞增算法改進(jìn)的方式來容許獲得預(yù)期的性能要求。
【專利說明】用于生物學(xué)分析的機(jī)電系統(tǒng)的作業(yè)調(diào)度程序

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于調(diào)度受限于互斥約束和互相延遲約束的設(shè)定時(shí)間的作業(yè)的多個(gè)并行序列的方法和系統(tǒng)。具體地說，本發(fā)明涉及用于執(zhí)行多個(gè)并行生物學(xué)分析的系統(tǒng)的調(diào)度程序，所述并行生物學(xué)分析對(duì)不同的樣本應(yīng)用不同的分析協(xié)議，同時(shí)共享一組機(jī)電設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]盡管調(diào)度具有互相延遲約束和互斥約束的具有允許的有限空余時(shí)間的多個(gè)并行且設(shè)定時(shí)間的作業(yè)序列的問題可以適用于各種各樣的背景，但是在本發(fā)明中，我們參考用于生物學(xué)分析的機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)的調(diào)度程序的具體實(shí)例來討論該問題，而不失一般性，例如，所述機(jī)電系統(tǒng)諸如由b1M6rieux設(shè)計(jì)的VIDAS系統(tǒng)。
[0003]本實(shí)例的系統(tǒng)能夠運(yùn)行多個(gè)并行分析的組、每個(gè)并行分析都交替樣本的生物學(xué)反應(yīng)的步驟和由共享的機(jī)電設(shè)備執(zhí)行的傳送操作的步驟；每個(gè)反應(yīng)步驟的持續(xù)時(shí)間是由該分析的生物學(xué)協(xié)議(protocol)確定的，但是在每個(gè)反應(yīng)步驟完成之后，可以增加有限等待時(shí)間。
[0004]這引起了在每個(gè)步驟之后確定等待時(shí)間，以便符合最大允許延遲并且避免在共享資源的使用中的沖突，同時(shí)最大化并行分析的數(shù)量并且最小化它們的總完成時(shí)間的調(diào)度問題。
[0005]更詳細(xì)地說，每種類型的生物學(xué)分析是由預(yù)處理階段和分析協(xié)議組成的。在分析開始時(shí)，樣本被包含在通過條形碼唯一標(biāo)識(shí)的試管中，而其他的管子含有稀釋液和培養(yǎng)液并且其余的管子是空的。在預(yù)處理階段，自動(dòng)取樣器在各個(gè)管子之間反復(fù)地傾倒樣本；每個(gè)取樣器操作持續(xù)確定的時(shí)間量。在連續(xù)的操作之間允許等待時(shí)間，但是它們被約束為在由培養(yǎng)期/反應(yīng)期以及樣本變質(zhì)特性確定的最小值和最大值之間變化。在預(yù)處理階段完成之后，分析協(xié)議遵循固定的步驟序列，在這期間，樣本與試劑結(jié)合了并且通過其操作花費(fèi)確定持續(xù)時(shí)間的讀取頭進(jìn)行了多個(gè)測(cè)量(見圖1)。
[0006]為了機(jī)電組件的有效利用，多個(gè)可能為不同類型的分析被并行執(zhí)行。為此，該系統(tǒng)構(gòu)成了多個(gè)單元，每個(gè)單元都用于每個(gè)分析。進(jìn)而，每個(gè)單元被分成多個(gè)插槽，所述插槽攜帶可以經(jīng)過不同的預(yù)處理并且可以在不同對(duì)象的樣本上操作的不同的樣本。然而，由于讀取頭被設(shè)計(jì)為同時(shí)對(duì)整個(gè)單元進(jìn)行測(cè)量，因此在同一個(gè)單元中的所有插槽被約束為運(yùn)行相同的分析協(xié)議(見圖2)。
[0007]取樣器和讀取頭在不同的插槽和單元之間共享并且不能被兩種不同的分析同時(shí)使用。這引起了必須確定每個(gè)預(yù)處理的初始延遲以及在相同分析的事件之間的等待時(shí)間的可行值的調(diào)度問題。這種值必須避免取樣器和讀取頭同時(shí)期操作的需求，避免等待時(shí)間超過允許的界并且保持盡可能短的分析組的總時(shí)間間隔。
[0008]問題闡述
[0009]該問題可以采用如同獨(dú)立且非搶占的η個(gè)作業(yè)J1-.Jn的組的作業(yè)車間的調(diào)度的一般概念來正式建模，這η個(gè)作業(yè)J1--Jn的組具有釋放時(shí)間Ir...rn以及確定的執(zhí)行時(shí)間e^...en，每個(gè)作業(yè)被靜態(tài)分配到m個(gè)獨(dú)立的機(jī)器M^...Mni中的一個(gè)機(jī)器上，這受限于優(yōu)先約束和互斥約束:
[0010]-對(duì)于任意兩個(gè)作業(yè)Ji和Jk，優(yōu)先約束可能要求在Jk完成和Ji開始之間的延遲在最小量Cfik和最大量d+ik內(nèi)變化:
[0011](Tik≤ T1- (rk+ek)≤ d+ik
[0012]-對(duì)于任意兩個(gè)作業(yè)Ji和Jk，互斥約束可能要求Jk和Ji的執(zhí)行期不重疊；這可以使用以下兩個(gè)判定中的任意一個(gè)來實(shí)現(xiàn)，所述兩個(gè)判定保證Ji在Jk完成之后開始，或者保證Jk在Ji完成之后開始:
[0013]T1 ≤ rk+ek 或者 T^ei ( rk
[0014]該調(diào)度問題相當(dāng)于確定釋放時(shí)間y...rn，其受限于所有指定的優(yōu)先約束和互斥約束，以便最小化多個(gè)作業(yè)序列的總完成時(shí)間。圖3a示出了該問題的實(shí)例:作業(yè)Λ、J2、J3以及J4被分派到機(jī)器M1和M2上；作業(yè)J2具有相對(duì)J4的互斥以及相對(duì)于J1和J3的完成時(shí)間限制其開始時(shí)間的優(yōu)先約束。優(yōu)先約束還相對(duì)于J3的完成限制J4的開始時(shí)間的延遲。圖3b示出了對(duì)于該問題的解決方案。
[0015]上文定義的調(diào)度問題是以非確定的釋放時(shí)間與互斥約束和優(yōu)先約束的密切聯(lián)系為特征的，并且其因此可以根據(jù)例如時(shí)間Petri網(wǎng)(TPN)或者設(shè)置時(shí)間的自動(dòng)機(jī)(TA)的非確定形式，通過像作業(yè)、約束以及資源的調(diào)度概念到地點(diǎn)/位置、轉(zhuǎn)換、前提條件以及后置條件的直接轉(zhuǎn)變來方便地進(jìn)行闡述。這為建模工具和驗(yàn)證工具的應(yīng)用開辟了道路，所述應(yīng)用通過基于區(qū)域(見R.Alur, D.L.Dill在1990年的第17屆ICALP會(huì)議論文集中的“Automata for modeling real-time systems”)或者差分界矩陣(DBM)帶(見 D.Dill在 1989 年的 Workshop on Computer Aided Verificat1n Methods for Finite StateSystems 會(huì)議論文集中的“Timing Assumpt1ns and Verificat1n of Finite-StateConcurrent Systems” )的狀態(tài)空間的符號(hào)分析，管理并行約束和非確定的計(jì)時(shí)器的結(jié)合。從這個(gè)方面來看，該調(diào)度問題可以被闡述為對(duì)符號(hào)狀態(tài)空間中滿足實(shí)時(shí)模型檢驗(yàn)公式(例如，見 A.Fehnker 在 1999 年第 99 次 RTCSA 的 Real-Time Computing Systems andApplicat1ns中的以及1999年第6次國際會(huì)議上的第280-286頁的“Scheduling a steelplant withtimed automata”)中的見證實(shí)例的識(shí)別,所述實(shí)時(shí)模型檢驗(yàn)公式選擇了 “在僅遍歷在資源的使用中沒有沖突的狀態(tài)之后，在最大時(shí)間T內(nèi)達(dá)到完成狀態(tài)的所有行為”。T的最優(yōu)值可以通過其被各種工具并且尤其是Uppaal環(huán)境支持的多項(xiàng)式迭代來獲得(例如，見 K.Larsen 于 2003 年在 Springer Berlin-Heidelberg 的 Lecture Notes in ComputerScience 中的、編者為 Rajeev Alur 和 Insup Lee 的 Embedded Software 第 2855 卷第 16-19頁中的 “Resource-efficient scheduling for real time systems” ；或者見 AlAttil1、F.Houben>G.1gna、S.Michels、F.Zhu> 以及F.ff.Vaandrager 在 2009 年的 QFM第 1-11 頁中的“Adaptive scheduling of data paths using uppaal tiga”)。在 Oris 工具中(G.Bucci和 L.Carnevali 和 L.Ridi 以及 E.Vicar1.在 2010 年的 “ Internat1nal Journal ofSoftware Tools for Technology Transfer，，的第 12 卷第 5 其月的第 391-403 頁的“Oris:aTool for Modeling, Verificat1n and Evaluat1n of Real-Time Systems”)，通過估計(jì)在每個(gè)滿足預(yù)期的排序約束的轉(zhuǎn)換序列上花費(fèi)的最少時(shí)間和最多時(shí)間來采用直接方式導(dǎo)出最優(yōu)值T(E.Vicar1 在 2001 年8 月的 IEEE Trans, on Sff Eng.的第 27 卷第 I 期第 728-748頁的“Static Analysis and Dynamic Steering of Time Dependent Systems Using TimePetri Nets”)。
[0016]不幸的是，這種類型的符號(hào)狀態(tài)空間分析技術(shù)的直接應(yīng)用面臨狀態(tài)空間爆炸(由于狀態(tài)的數(shù)量隨著作業(yè)的數(shù)量呈指數(shù)增長(zhǎng))和維數(shù)災(zāi)難(由于編碼每個(gè)狀態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的大小隨著序列的數(shù)量呈平方增長(zhǎng))的問題。這導(dǎo)致了目前為止在線調(diào)度程序無法承受的存儲(chǔ)器復(fù)雜度和時(shí)間復(fù)雜度，即使在通常不是在工業(yè)應(yīng)用中會(huì)有的情況下，即在通常的PC上執(zhí)行計(jì)算，也是如此。
[0017]要計(jì)算出實(shí)際復(fù)雜度的大小的量級(jí)，在TPN表示上使用Oris工具試驗(yàn)了基于DBM帶的狀態(tài)空間分析，該TPN表示由每單元三個(gè)插槽以及確定的延遲的兩個(gè)單元組成的簡(jiǎn)單化的情況:TPN枚舉程序?qū)a(chǎn)生255128個(gè)DBM狀態(tài)類的巨大的狀態(tài)空間，這需要在雙核2千兆赫茲的臺(tái)式計(jì)算機(jī)上執(zhí)行約20分鐘，使用從初始狀態(tài)到終端節(jié)點(diǎn)的4216條可能的路徑。
[0018]即使應(yīng)用通過模型簡(jiǎn)化來降低復(fù)雜度的現(xiàn)有技術(shù)，最終甚至通過DBM帶(這比區(qū)域要緊湊的多)分割狀態(tài)空間，此類狀態(tài)空間分析技術(shù)的處理時(shí)間和存儲(chǔ)器需求也不會(huì)與如上文描述的那個(gè)工業(yè)應(yīng)用內(nèi)的預(yù)期用途一致:這需要調(diào)度問題采用準(zhǔn)實(shí)時(shí)方法被在線解決，并且在運(yùn)行在有限處理資源和存儲(chǔ)器資源上的嵌入式組件內(nèi)可承受其執(zhí)行。在這種生物學(xué)測(cè)試機(jī)器(但更普遍是在工業(yè)機(jī)電機(jī)器中)中通?？捎玫挠布Y源是非常有限的，并且不與這種復(fù)雜數(shù)學(xué)算法實(shí)施的巨大需求相一致。
[0019]因此，將非常需要能在特定的問題中對(duì)換關(guān)于效率的普遍性分析，以便更快地運(yùn)行并且對(duì)存儲(chǔ)器和處理能力的要求更低的解決方案。
[0020]本公開目標(biāo)
[0021]本公開的目標(biāo)是克服至少一些與現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的問題。
[0022]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供需要有限的存儲(chǔ)器和處理時(shí)間的方法，所述有限的存儲(chǔ)器和處理時(shí)間用于計(jì)算符合要求并且有效的調(diào)度，該調(diào)度用于多個(gè)受限于互斥約束和互相延遲約束并且允許被延遲有限等待時(shí)間的設(shè)置時(shí)間的步驟的并行序列。
[0023]這被表示為在現(xiàn)實(shí)工業(yè)機(jī)電系統(tǒng)中引起的調(diào)度問題，其包括找到關(guān)于由一組共享的機(jī)電組件執(zhí)行的操作的可行的時(shí)間安排，以便在最小的可能時(shí)間間隔中完成一組并行生物學(xué)分析，同時(shí)滿足互斥約束和互相延遲約束。在這里描述的特定實(shí)例中，要求調(diào)度算法在裝有目前配備了 200兆赫茲CPU和小于10兆字節(jié)的存儲(chǔ)器的機(jī)電系統(tǒng)的硬件板上運(yùn)行。此外，為了保證用于操作員和系統(tǒng)交互的足夠的響應(yīng)度，允許算法找到次優(yōu)但有效的解，但是要求其在數(shù)秒量級(jí)的短時(shí)間內(nèi)最終結(jié)束。
[0024]本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供執(zhí)行多個(gè)并行生物學(xué)分析的機(jī)電系統(tǒng)，每個(gè)并行生物學(xué)分析根據(jù)由生物學(xué)分析協(xié)議確定的時(shí)間安排約束和互相延遲約束，以及根據(jù)由對(duì)共享設(shè)備的互斥的使用確定的互斥約束，交替反應(yīng)持續(xù)時(shí)間并且轉(zhuǎn)換由共享設(shè)備執(zhí)行的操作。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0025]本公開提供了如附圖中說明的調(diào)度方法。
[0026]根據(jù)第一種實(shí)施方式，本公開提供一種調(diào)度方法，其在適合于執(zhí)行具有確定的執(zhí)行時(shí)間e^...en的多個(gè)非搶占作業(yè)Λ....Jn系統(tǒng)中，每個(gè)作業(yè)被靜態(tài)分配到m個(gè)獨(dú)立的機(jī)器Μ^...Mm中的一個(gè)上，以便確定關(guān)于每個(gè)作業(yè)Jf.Jn的釋放時(shí)間ly...rn,以最小化整個(gè)作業(yè)集的完成時(shí)間，同時(shí)遵守以下優(yōu)先約束:
[0027]-對(duì)于多個(gè)作業(yè)的預(yù)先確定的對(duì)Jx和Jy的集，在Jy完成和Jx開始之間的延遲在最小延遲d xy和最大延遲d+xy范圍內(nèi):
[0028]d'y ≤ rx - (ry+ey) ( d+xy
[0029]以及遵守以下排斥約束:
[0030]-對(duì)于多個(gè)作業(yè)的預(yù)先確定的對(duì)Ji和Jk的集，其滿足排斥約束的以下兩個(gè)判定中的一個(gè):
[0031]T1 ≤ rk+ek 或者 T^ei ( rk
[0032]因此，Jk和Ji的執(zhí)行期不重疊，
[0033]該方法包含以下步驟:A)建立包括了收集滿足優(yōu)先約束的釋放時(shí)間的差分界矩陣(DBM)帶的邊界集；B)選擇DBM帶中的一個(gè)并且將其從邊界集移除；C)響應(yīng)于被選擇的DBM帶不滿足預(yù)先確定的對(duì)集合中的一對(duì)Ji和Jk的至少一個(gè)排斥約束，根據(jù)解決沖突的兩個(gè)判定中的每個(gè)判定，建立被選擇的DBM帶的一個(gè)限制帶Cri≥rk+ek或者I^ei ( rk) ；D)檢查被限制的DBM帶是否是非空的并且將非空的被限制的DBM帶添加到邊界集；E)重復(fù)步驟B到D，直到被選擇的DBM帶滿足所有的排斥約束。
[0034]本發(fā)明的方法通過捕捉經(jīng)由差分界矩陣(DBM)帶的等價(jià)可能解集，并且通過將可行的解的識(shí)別安排為在圖論結(jié)構(gòu)中的搜索來允許對(duì)具有互斥約束和互相延遲約束的設(shè)置時(shí)間的作業(yè)的并行序列的調(diào)度。這使一系列算法優(yōu)化和啟發(fā)式方法成為可能，以加速對(duì)解的搜索，同時(shí)保持可能的時(shí)間安排配置集的準(zhǔn)確(即，既不量化也不近似)表示。
[0035]根據(jù)另一種實(shí)施方式，執(zhí)行重復(fù)步驟，直到邊界集中的所有DBM帶滿足所有的排斥約束?；蛘?，當(dāng)已經(jīng)達(dá)到了預(yù)先確定的最大搜索時(shí)間時(shí)，停止該重復(fù)步驟。在另一種實(shí)施方式中，在滿足所有排斥約束的所有DBM帶內(nèi)選擇最優(yōu)解(調(diào)度)。
[0036]根據(jù)另一種實(shí)施方式，步驟B的選擇是基于包括所謂的最長(zhǎng)間隔啟發(fā)式(安全的)或者所謂的最短間隔啟發(fā)式(貪婪的)的啟發(fā)式估計(jì)的。
[0037]根據(jù)另一種實(shí)施方式，提供了用于執(zhí)行該方法的計(jì)算機(jī)程序。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，提供了實(shí)施上述方法的系統(tǒng)。例如，這種系統(tǒng)可用在用于執(zhí)行生物學(xué)分析的機(jī)電設(shè)備中。
[0039]本發(fā)明提供了大量的益處。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是可以使用有限的時(shí)間和硬件資源執(zhí)行復(fù)雜的調(diào)度操作。原則上，該問題可以被闡述為實(shí)時(shí)模型檢驗(yàn)，并且通過很好建立的狀態(tài)空間分析方法來解決的例子。然而，由于被預(yù)期的嵌入式平臺(tái)施加的硬件限制，這種枚舉方法在特定的設(shè)置中不是切實(shí)可行的。使用本發(fā)明的方法，對(duì)DBM理論直接的有目的的調(diào)整，并且通過允許采用驅(qū)動(dòng)搜索面向可行解的啟發(fā)，大大降低了算法的復(fù)雜度。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，之后的算法改進(jìn)容許進(jìn)一步減少計(jì)算時(shí)間，獲得預(yù)期的性能要求。
[0040]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的方法和系統(tǒng)的其他優(yōu)勢(shì)是允許該情況:其中通過回收未使用的資源，將一個(gè)或者多個(gè)分析添加到正在進(jìn)行的調(diào)度，而沒有危害已經(jīng)被調(diào)度的分析的執(zhí)行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]現(xiàn)在將通過實(shí)例的方式參考附圖，其中:
[0042]圖1是在用于執(zhí)行生物學(xué)測(cè)試的機(jī)電設(shè)備中運(yùn)行單個(gè)分析的系統(tǒng)組件的物理結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0043]圖2是包含在用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的生物學(xué)測(cè)試的機(jī)電設(shè)備中的插槽和單元中的多個(gè)分析的整個(gè)系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0044]圖3a是確定釋放時(shí)間ri…rn的調(diào)度問題的實(shí)例的示意圖，該調(diào)度問題受限于所有指定的優(yōu)先約束和互斥約束，以便最小化整個(gè)作業(yè)集的完成時(shí)間。圖3b是確定釋放時(shí)間值的可能解；
[0045]圖4a示出了編碼用于一對(duì)變量\和tj的解集的2維DBM ；
[0046]圖4b示出了突出顯示非有效約束的存在的2維DBM ；
[0047]圖4c示出了涉及三個(gè)變量tp tj和tk的DBM的圖論表示；
[0048]圖5示出了由之后的關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的調(diào)度方法的排斥約束的選擇構(gòu)成的二叉樹的實(shí)例。
[0049]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式使用兩個(gè)不同的啟發(fā)式的性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。

【具體實(shí)施方式】
[0050]為了之后的處理的目的，我們?cè)谶@里介紹調(diào)度解依據(jù)的主要概念:差分界矩陣(DBM)和 Floyd-Warshall 算法。
[0051]DBM編碼了識(shí)別關(guān)于N個(gè)變量的向量τ = (T1...Tn)的解集的不等式組的系統(tǒng):

【權(quán)利要求】
1.一種調(diào)度方法，其在適合于執(zhí)行具有確定的執(zhí)行時(shí)間ei....en的多個(gè)非搶占的作業(yè)Λ....Jn，且每個(gè)作業(yè)被靜態(tài)分配到m個(gè)獨(dú)立的機(jī)器M1--Mni中的一個(gè)機(jī)器上的系統(tǒng)中，以便確定關(guān)于每個(gè)作業(yè)J1--Jn的釋放時(shí)間IV...rn，目的是最小化整個(gè)作業(yè)集的完成時(shí)間，同時(shí)遵循以下優(yōu)先約束: -對(duì)于所述多個(gè)作業(yè)的預(yù)先確定的對(duì)Jx和Jy的集合，在Jy完成和Jx開始之間的延遲在最小延遲d xy和最大延遲d+xy范圍內(nèi):
d、y ≤ rx - (ry+ey) ( d+xy 以及遵循以下排斥約束: -對(duì)于所述多個(gè)作業(yè)的預(yù)先確定的對(duì)Ji和Jk的集合，滿足排斥約束的以下兩個(gè)判定中的一個(gè):
T1 ≤ rk+ek 或者!T^ei ( rk 使得Jk和Ji的執(zhí)行期不重疊，所述方法包含以下步驟: -A)建立包括了收集滿足所述優(yōu)先約束的釋放時(shí)間的差分界矩陣(DBM)帶的邊界集； -B)選擇所述DBM帶中的一個(gè)并且將其從所述邊界集移除； -C)響應(yīng)于所選擇的DBM帶不滿足所預(yù)先確定的對(duì)集合中的一對(duì)Ji和Jk的至少一個(gè)排斥約束，根據(jù)解決沖突的兩個(gè)判定Cri ^ rk+ek或者I^ei ( rk)中的每個(gè)判定,建立所選擇的DBM帶的一個(gè)限制帶； -D)檢查被限制的DBM帶是否是非空的并且將非空的被限制的DBM帶添加到所述邊界集; -E)重復(fù)所述步驟B到D，直到被選擇的DBM帶滿足所有的所述排斥約束。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，執(zhí)行所述重復(fù)步驟，直到所述邊界集中的所有DBM帶都滿足所有的所述排斥約束。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述重復(fù)步驟在達(dá)到了預(yù)先確定的最大搜索時(shí)間時(shí)停止。
4.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其還包括: -在所有的滿足所有的排斥約束的DBM帶內(nèi)選擇最優(yōu)調(diào)度。
5.如任一前述權(quán)利要求所述的調(diào)度方法，其中，步驟B是依據(jù)啟發(fā)式估計(jì)來執(zhí)行的。
6.如權(quán)利要求5所述的調(diào)度方法，其中，所述啟發(fā)式包括估計(jì)所選擇的滿足所有排斥約束的DBM帶的性能的最長(zhǎng)間隔的(安全的)啟發(fā)式。
7.如權(quán)利要求5或6所述的調(diào)度方法，其中所述啟發(fā)式包括估計(jì)所選擇的最小化總完成時(shí)間的DBM帶的性能的最短間隔的(貪婪的)啟發(fā)式。
8.如任一前述權(quán)利要求所述的調(diào)度方法，其中，在步驟C的執(zhí)行中，使用將復(fù)雜度從O (η3)降低到0(η2)的Floyd-Warshall算法的優(yōu)化版本，通過避免重新計(jì)算沒有被限制影響的DBM系數(shù)，導(dǎo)出了限制帶的標(biāo)準(zhǔn)形，其中η是作業(yè)的數(shù)量。
9.如任一前述權(quán)利要求所述的調(diào)度方法，其中，為了限制算法的時(shí)間復(fù)雜度以及所利用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的空間占用，實(shí)施代碼優(yōu)化。
10.如任一前述權(quán)利要求所述的方法，其中，所述系統(tǒng)包括多個(gè)資源，每個(gè)作業(yè)要求所述多個(gè)資源中的至少一個(gè)資源的可用性，以便執(zhí)行，在每個(gè)預(yù)先確定的作業(yè)對(duì)之間的排斥約束表示所述對(duì)的兩個(gè)作業(yè)對(duì)相同資源的可用性要求。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述資源包括被任何所調(diào)度的作業(yè)用于對(duì)其任務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)而利用的任何邏輯單元、電子單元或者機(jī)械單元。
12.—種計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序包括程序代碼裝置，以便當(dāng)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行所述程序時(shí)，執(zhí)行根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的調(diào)度方法。
13.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括存儲(chǔ)根據(jù)權(quán)利要求X所述的計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀裝置。
14.一種用于對(duì)多個(gè)非搶占的作業(yè)1....Jn的執(zhí)行進(jìn)行調(diào)度的系統(tǒng)，其中所述多個(gè)非搶占的作業(yè)Λ....Jn具有釋放時(shí)間ly...rn以及確定的執(zhí)行時(shí)間er..en,每個(gè)作業(yè)被靜態(tài)分配到m個(gè)獨(dú)立的機(jī)器Μ^...ΜΠ*的一個(gè)機(jī)器上，所述系統(tǒng)包括一個(gè)或者多個(gè)適合于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到11中的任意一個(gè)所述的調(diào)度方法的步驟的組件。
15.—種用于執(zhí)行 生物學(xué)分析的機(jī)電系統(tǒng),所述機(jī)電系統(tǒng)包括如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】G06F9/48GK104081352SQ201280065420
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月30日
【發(fā)明者】恩里科·維卡里奧, 洛倫佐·理迪, 安德里亞·卡里尼亞諾, 雅格布·特瑞妮 申請(qǐng)人:生物梅里埃公司