Multi-server queueing systems are widely used models for job scheduling in machine learning, wireless networks, and crowdsourcing. This paper considers a multi-server system with multiple servers and multiple types of jobs. The system maintains a separate queue for each type of jobs. For each time slot, each available server picks a job from a queue and then serves the job until it is complete. The arrival rates of the queues and the mean service times are unknown and even nonstationary. We propose the MaxWeight with discounted upper confidence bound (UCB) algorithm, which simultaneously learns the statistics and schedules jobs to servers. We prove that the proposed algorithm can stabilize the queues when the arrival rates are strictly within the service capacity region. Specifically, we prove that the queue lengths are bounded in the mean under the assumption that the mean service times change relatively slowly over time and the arrival rates are bounded away from the capacity region by a constant whose value depends on the discount factor used in the discounted UCB. Simulation results confirm that the proposed algorithm can stabilize the queues and that it outperforms MaxWeight with empirical mean and MaxWeight with discounted empirical mean. The proposed algorithm is also better than MaxWeight with UCB in the nonstationary setting.


翻译:多服务器队列系统是机器学习、无线网络和众包系统中广泛使用的工作时间安排模式。 本文考虑的是多服务器系统, 包含多种服务器和多种工作类型。 系统为每种类型的工作保留一个单独的队列。 每个可用的服务器每个时段都从队列中挑选一个工作, 然后在工作完成之前为工作服务。 队列的抵达率和平均服务时间并不为人知,甚至非静止。 我们建议使用低价上限信任约束算法的 MaxWeight MaxWeight 算法, 该算法同时学习统计和向服务器安排工作。 我们证明, 当抵达率严格在服务能力区域之内时, 提议的算法可以稳定队列。 具体地说, 我们证明, 队列长度与平均服务时间变化相对缓慢, 并且到达率与能力区域相隔开来, 这个常数的价值取决于贴现 UCB 使用的折扣系数。 模拟结果证实, 拟议的算法可以稳定队列, 并且它也比实际平均和MaxWeight 相形比在 MaxCVD 中以非 缩算法。

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