Редактирование: Участник:Dominica

<tex dpi = "200" >1 \mid\mid \sum w_i U_i</tex>

Для каждой работы заданы время выполнения <tex> p_i,</tex> дедлаин <tex>d_i</tex> и стоимось выполнения этой работы <tex>w_i \geqslant 0</tex>
Необходимо сотавить такое расписание, что  <tex>\sum w_i U_i</tex> будет минимальна.

==Решение==
Применим для решения данной задачи [[Динамическое программирование|динамическое программирование]].
Обозначим <tex>T = \sum\limits_{i=1}^n p_i</tex>/
Для всех <tex>t = 0, 1, \ldots, T </tex> и <tex>j = 1, \ldots, n</tex> будем рассчитывать <tex>F_j(t)</tex> {{---}} значение целевой функции при условии, что были рассмотрены первые <tex>j</tex> работ и общее время выполнения тех из них, что будут закончены вовремя, не превышает <tex>t</tex>.
Если <tex>0 \leqslant t \leqslant  d_j </tex> и работа <tex>j</tex> успевает выполниться вовремя в расписании, соответствующем <tex>F_j(t)</tex>, то <tex>F_j(t) = F_{j- 1}(t - p_j)</tex>, иначе <tex>F_j(t) = F_{j- 1}(t) + w_i</tex>. Если <tex>t > d_j</tex>, то <tex>F_j(t) = F_{j}(d_j)</tex>, поскольку все работы с номерами <tex>j = 1, \ldots, j</tex>, законченные позже, чем  <tex> d_j \geqslant \ldots \geqslant d_1 </tex>,  будут выполнены с опозданием.
Отсюда, получим соотношение:
<p>
<tex>
F_j(t) =
\left \{\begin{array}{ll} \min(F_{j-1}(t-p_j), F_{j-1}(t) + w_j), &  0 \leqslant t \leqslant  d_j \\
F_j(d_j), &  d_j < t < T
\end{array} \right.
</tex>
</p>
При этом, <tex>F_j(t) = \infty </tex>  при  <tex>t < 0, j = 0,\ldots, n </tex>  и  <tex>F_0(t) = 0 </tex>  при  <tex>t \geqslant 0 </tex>.



  отсортиртировать работы по неубыванию времен дедлайнов <tex>d_i</tex>
  <tex>t_1</tex> = <tex>r_1</tex>
  '''for''' <tex>t = -p_{max}</tex> '''to''' <tex>-1</tex>
    '''for''' <tex>j = 0</tex> '''to''' <tex>n</tex>
      F_j(t) = \infty
  '''for''' <tex>t = 0</tex> '''to''' <tex>T</tex>
    F_0(t) = 0
  '''for''' <tex>j = 1</tex> '''to''' <tex>n</tex>
    '''for''' <tex>t = 0</tex> '''to''' <tex>d_j</tex>
      '''if''' <tex> F_{j-1}(t) + w_j  < F_{j-1}(t-p_j) </tex>   
         <tex> F_j(t) = F_{j-1}(t) + w_j </tex>
      '''else'''
        <tex>  F_j(t) = F_{j-1}(t-p_j) </tex>
    '''for''' <tex>t = d_j + 1</tex> '''to''' <tex>T</tex>
      <tex> F_j(t) = F_{j}(d_j) </tex>


  t = d_n
  L = \varnothing
  '''for''' <tex>j = n</tex> '''downto''' <tex>1</tex>
    <tex>t = \min(t, d_j)</tex>
    '''if''' <tex> F_j(t) = F_{j-1}(t) + w_j </tex> 
      <tex> L = L \cup \{j\} </tex> </tex>
    '''else'''
      <tex> t = t - p_j </tex>

==Доказательство корректности и оптимальности==

{{Лемма
|id=lemma1
|statement= Пусть все работы отсортированы в порядке неубывания дедлайнов <tex>d_i</tex>.
Тогда существует оптимальное расписание вида <tex>i_1, i_2, \ldots, i_s, i_{s+1}, \ldots, i_n </tex>, такое, что  <tex>i_1 < i_2 < \ldots < i_s </tex> {{---}} номера работ, которые успеют выполниться вовремя, а  <tex>i_{s+1}, \ldots, i_n </tex> {{---}} номера просроченных работ.
|proof= Пусть у нас есть некоторое оптимальное раписание <tex>S</tex>. Получим необходимое нам расписание путем переставления некоторых работ. 
#Если работа с номером <tex> i</tex>  выполнится  в <tex>S</tex> с опозданием, то переставим эту работу в конец. При этом, так как работа просрочна в оптимальном расписании <tex>S</tex>, при такой перестановке не произойдет увеличения целевой функции. 
#Если работы с номерами <tex>i</tex> и <tex>j</tex> в расписании <tex>S</tex> выполняются вовремя, но при этом <tex>d_i < d_j </tex>, но <tex>j</tex> стоит в <tex>S</tex> раньше <tex>i</tex>. Тогда переставим работу с номером <tex>j</tex> так, чтобы она выполнялась после работы <tex>i</tex>. Таким образом, каждая из работ, находившихся в <tex>S</tex> между <tex>j</tex> и <tex>i</tex>, включая <tex>i</tex>, будет выполняться в новом расписании на <tex>p_j</tex> единиц времени раньше. Эта перестановка не повлияет на оптимальнось расписания:
#*Ни одна из работ, котарая успевала выполниться в расписании <tex>S</tex>, не попадет в список просроченных работ при переставлении её на более раннее время.
#*Число работ, не успевающих выполниться вовремя, не может уменьшится, иначе бы возникло противоречие в исходным выбором <tex>S</tex>, как оптимального решения.
#*Поскольку <tex>d_i < d_j </tex> и работа <tex>i</tex> будет заканчиваться на <tex>p_j</tex> единиц времени раньше, то стоящая сразу послее нее работа <tex>j</tex> тоже будет успевать выполниться.
}}

==См. также ==
* [[Классификация задач]]
* [[1ripipsumwu|<tex> 1 \mid r_i,p_i=p \mid \sum w_i U_i</tex>]]
* [[1pi1sumwu|<tex>1 \mid p_{i} = 1 \mid \sum w_{i}U_{i}</tex>]]
* [[R2Cmax|<tex>R2 \mid \mid C_{max}</tex>]]

== Источники информации ==
* P. Brucker. Scheduling Algorithms (2006), 5th edition, стр. 26 - 28
@@ Строка 1: / Строка 1: @@
 <tex dpi = "200" >1 \mid\mid \sum w_i U_i</tex>
-{{Утверждение
-|id=krit_dol3
-|statement=
-Критерии Делоне для ребер и треугольников равносильны.
-|proof=
-[[Файл:dol3.png|400px|thumb|right|]]
-Из треугольника в ребра: если для каждого треугольника выполнен критерий, то для каждого ребра можно рассматривать плоскость при любом треугольнике при ребре.
-Обратно: Рассмотрим треугольник <tex>ABC</tex>, для каждого из ребра можно провести плоскость и они образуют трехмерный угол, снаружи которого нет точек. В пересечении угла и плосокости <tex>ABC</tex> образуется тетраэдр. Если в нем есть точки, то точки есть внутри треугольника, тогда это не триангуляция <tex>\implies</tex> точек в тетраэдре нет <tex>\implies</tex> плоскостью <tex>ABC</tex> можно отделить пространство с точками <tex>\implies</tex> выполняется глобальный критерий.
-}}
-Будем называть '''хорошими''' те рёбра, для которых выполняется локальный критерий Делоне.
-{{Лемма
-|about=4
-|id=fliplemmasphere
-|statement=
-Из двух рёбер, которые можно провести для пары треугольников, как минимум одно хорошее.
-|proof=
-}}
-{{nohate2}}
+Для каждой работы заданы время выполнения <tex> p_i,</tex> дедлаин <tex>d_i</tex> и стоимось выполнения этой работы <tex>w_i \geqslant 0</tex>
-{{wasted}}
+Необходимо сотавить такое расписание, что  <tex>\sum w_i U_i</tex> будет минимальна.
-{{под кат
-|title = Заголовок блока
- |content = Содержимое
- |frame-style = border:1px solid Plum
- |title-style = color:black;background-color:lavender;font-weight:bold
- |content-style = color:black;background-color:ghostwhite;text-align:center
- |footer = См. [[другая статья|другую статью]]
- |footer-style = background-color:lightgray;text-align:right
-}}
-{{Задача
-|definition= Есть один станок и <tex>n</tex> работ. Для каждой работы заданы время выполнения <tex> p_i,</tex> дедлаин <tex>d_i</tex> и стоимось выполнения этой работы <tex>w_i \geqslant 0</tex>.
-Необходим минимизировать <tex>\sum w_i U_i</tex>.
-}}
 ==Решение==
 Применим для решения данной задачи [[Динамическое программирование|динамическое программирование]].
+Обозначим <tex>T = \sum\limits_{i=1}^n p_i</tex>/
-Обозначим <tex>T = \sum\limits_{i=1}^n p_i</tex>.
+Для всех <tex>t = 0, 1, \ldots, T </tex> и <tex>j = 1, \ldots, n</tex> будем рассчитывать <tex>F_j(t)</tex> {{---}} значение целевой функции при условии, что были рассмотрены первые <tex>j</tex> работ и общее время выполнения тех из них, что будут закончены вовремя, не превышает <tex>t</tex>.
-Для всех <tex>t = 0, 1, \ldots, T </tex> и <tex>j = 1, \ldots, n</tex> будем рассчитывать <tex>F_j(t)</tex> {{---}} значение целевой функции, при условии, что были рассмотрены первые <tex>j</tex> работ и общее время выполнения тех из них, что будут закончены вовремя, не превышает времени <tex>t</tex>.
+Если <tex>0 \leqslant t \leqslant  d_j </tex> и работа <tex>j</tex> успевает выполниться вовремя в расписании, соответствующем <tex>F_j(t)</tex>, то <tex>F_j(t) = F_{j- 1}(t - p_j)</tex>, иначе <tex>F_j(t) = F_{j- 1}(t) + w_i</tex>. Если <tex>t > d_j</tex>, то <tex>F_j(t) = F_{j}(d_j)</tex>, поскольку все работы с номерами <tex>j = 1, \ldots, j</tex>, законченные позже, чем  <tex> d_j \geqslant \ldots \geqslant d_1 </tex>,  будут выполнены с опозданием.
-#Если <tex>0 \leqslant t \leqslant  d_j </tex> и работа <tex>j</tex> успевает выполниться вовремя в расписании, соответствующем <tex>F_j(t)</tex>, то <tex>F_j(t) = F_{j- 1}(t - p_j)</tex>, иначе <tex>F_j(t) = F_{j- 1}(t) + w_i</tex>.
-#Если <tex>t > d_j</tex>, то <tex>F_j(t) = F_{j}(d_j)</tex>, поскольку все работы с номерами <tex>j = 1, \ldots, j</tex>, законченные позже, чем  <tex> d_j \geqslant \ldots \geqslant d_1 </tex>,  будут выполнены с опозданием.
 Отсюда, получим соотношение:
 <p>
@@ Строка 51: / Строка 18: @@
 </tex>
 </p>
-В качестве начальных условий следует взять <tex>F_j(t) = \infty </tex>  при  <tex>t < 0, j = 0,\ldots, n </tex>  и  <tex>F_0(t) = 0 </tex>  при  <tex>t \geqslant 0 </tex>.
+При этом, <tex>F_j(t) = \infty </tex>  при  <tex>t < 0, j = 0,\ldots, n </tex>  и  <tex>F_0(t) = 0 </tex>  при  <tex>t \geqslant 0 </tex>.
-Ответом на задачу будет <tex>F_n(d_n)</tex>.
-Приведенный ниже алгоритм вычисляет <tex>F_j(t)</tex> для <tex>j = 0,\ldots, n </tex> и <tex>t = 0,\ldots, d_j </tex>. За <tex>p_{max}</tex> обозначим самое большое из времен выполнения заданий.
    отсортиртировать работы по неубыванию времен дедлайнов <tex>d_i</tex>
@@ Строка 73: / Строка 38: @@
        <tex> F_j(t) = F_{j}(d_j) </tex>
-Время работы данного алгоритма {{---}} <tex>O(n \sum\limits_{i=1}^n p_i)</tex>.
-Для того, чтобы найти само расписание, по доказанной ниже лемме, нам достаточно найти множество работ, которые будут выполнены с опозданием. Это может быть сделано следующим способом:
    t = d_n
    L = \varnothing