Makespan minimization on identical machines is a fundamental problem in online scheduling. The goal is to assign a sequence of jobs to $m$ identical parallel machines so as to minimize the maximum completion time of any job. Already in the 1960s, Graham showed that Greedy is $(2-1/m)$-competitive. The best deterministic online algorithm currently known achieves a competitive ratio of 1.9201. No deterministic online strategy can obtain a competitiveness smaller than 1.88. In this paper, we study online makespan minimization in the popular random-order model, where the jobs of a given input arrive as a random permutation. It is known that Greedy does not attain a competitive factor asymptotically smaller than 2 in this setting. We present the first improved performance guarantees. Specifically, we develop a deterministic online algorithm that achieves a competitive ratio of 1.8478. The result relies on a new analysis approach. We identify a set of properties that a random permutation of the input jobs satisfies with high probability. Then we conduct a worst-case analysis of our algorithm, for the respective class of permutations. The analysis implies that the stated competitiveness holds not only in expectation but with high probability. Moreover, it provides mathematical evidence that job sequences leading to higher performance ratios are extremely rare, pathological inputs. We complement the results by lower bounds, for the random-order model. We show that no deterministic online algorithm can achieve a competitive ratio smaller than 4/3. Moreover, no deterministic online algorithm can attain a competitiveness smaller than 3/2 with high probability.


翻译:将相同机器的最小化在相同机器上是一个根本性的问题。 目标是将工作序列分配成以美元为单位的相同平行机器, 以便最大限度地减少任何工作的最大完成时间。 早在1960年代, Graham就显示贪婪是1美元( 2/ m) 的竞争力。 目前已知的最佳确定性在线算法具有1. 9201的竞争力。 没有确定性在线战略可以取得比1.88的竞争力。 在本文中, 我们研究在广受欢迎的随机排序模型中将某一输入的概率降到最低, 从而随机调整。 众所周知, 贪婪不会达到一个竞争因素, 仅次于此背景中的2个。 我们提出了第一个改进性保证。 具体地说, 我们开发了一种确定性在线算法, 达到1.8478的竞争性比率。 结果依赖于新的分析方法。 我们发现一套性能, 输入工作的随机模型变换得更小, 概率很高。 然后, 我们用最坏的算法分析, 来进行相应的不易变换的类别。 分析意味着, 最难的计算结果是: 最高级的排序是, 最终的计算结果是, 我们的概率只能性判断性判断性判断性判断性判断性判断性能,,, 只能 只能提供比更低的。

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