ministere de l`enseignement superieur et de la recherche

MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR
ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITE SAAD DAHLEB-BLIDA
VICE RECTORAT CHARGE DE LA POST-GRADUATION ET DE LA
RECHERCHE
RAPPORT D’ACTIVITE RECHERCHE (CNEPRU )
ANNUEL : OUI
x
Faculté : SCIENCES
Département : MATHEMATIQUES
Spécialité : RECHERCHE OPERATIONNELLE
Domaine de Recherche : Ordonnancement déterministe et stochastique et combinatoire.
Intitulé du Projet : OASEO. Ordonnancement dans les ateliers et dans les systèmes
d’exploitation d’ordinateurs.
Chef du Projet :
Nom : DERBALA
Prénom : Ali
Grade pédagogique : Maître de Conférences
Code projet : B*0901/03/04
Membres de l’équipe de recherche :
N°
Nom
Prénom
Grade pédagogique
1
Derbala
Ali
Maître de
Conférences
2
Bendraouche
Mohamed
Maître-assistant,
chargé de cours
3
Boumédiene-Merouane
Hocine
Post-graduant
4
Kali
Abdesselem
Post-graduant
5
Lemdani
Rachid
Post-graduant
Remarque
Cet imprimé est un plan d’orientation et non un canavas.
Les différents points doivent être suffisamment dévéloppés; Il doit être transmis en deux exemplaires dûment
dactylographiés et reliés avec un support numérique CD ou disquette.
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Université de BLIDA. Rapport d’Activités Annuel 2006.
Liste et émargement des chercheurs confirmés et non confirmés ayant contribué
effectivement à la production de ces résultats
(A)
Intitulé du projet
Discipline ou Domaine
OASEO. Ordonnancement dans Mathématiques appliquées
Date d’agrément
Janvier 2004
les ateliers et dans les systèmes
d’exploitation d’ordinateurs.
Fiche de classement
(B)
Membres de l’équipe
Noms et prénoms
Grade
Etablissement
Emmargement
d’origine
DERBALA Ali
MC
USTBlida
BENDRAOUCHE Mohamed
CC
//
Kali Abdesselem.
Sans
Post-graduant
Lemdani Rachid
//
Boumédiene-Merouane
//
//
//
Hocine
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Université de BLIDA. Rapport d’Activités Annuel 2006.
FICHE D’EVALUATION ANNUELLE
Etablissement : Université de BLIDA
Année : 2006
Projet
: OASEO. Ordonnancement dans les ateliers et dans
les systèmes d’exploitation d’ordinateurs.
N° du Projet
: B*0901/03/04
Responsable du Projet : DERBALA Ali.
CRITERES
Note NOMBRE
NOTE
P.U.
TOTALE
PUBLICATION DANS UNE REVUE
( Lettre d’acceptation et documents joints ) .
5
‘ Note par auteur ‘ .
Communication à un colloque avec comité de lecture .
( Lettre d’acceptation et texte de la communication )
‘ Note par auteur ‘ .
4
2
8
Communication à un colloque sans comité de lecture
(Lettre d’acceptation et texte de la communication joints
) ‘ Note par Auteur ‘.
Pré-publication ou publication interne avec Maximum
deux auteurs . ( Document joint )
‘ Note par Auteur ‘ .
Pré-publication ou publication interne avec Maximum
trois auteurs . ( Document joint )
‘ Note par Auteur ‘ .
Exposé au Séminaire( Programme Affiche du séminaire
ou justificatifs joint )‘ Individuel ‘ .
Synthèse de travaux de recherche (25 pages ou plus )
( Document joint ) ‘ Individuel ‘ .
Publication d’un cours de spécialité( Niveau Magister et
plus ) ( Document joint ) ‘ Individuel ‘ .
Encadrement de PFE, Thèse de Magister et thèse de
Doctorat ( Thèse soutenue sans stage ) (justificatif joint )
‘ Individuel ‘ .
Organisation de Colloques
( Justificatif joint ) ‘ Note par personne ‘ .
2
4
1
4
1
2
4
1
4
3
2
6
2
2
3
2
TOTAL
24
Date et Signature
Du responsable du Projet
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Université de BLIDA. Rapport d’Activités Annuel 2006.
Documents Joints :
- copies de deux articles publiés dans deux proceedings de conférences internationales.
- Copie de la première version d’un article cosigné avec le Dr M. Boudhar, maître de
conférences à l’USTHB.
- invitation à une participation au jury et copie d’une page de garde de mémoire de thèse de
magister à l’USDBlida, le 20 Juillet 2006.
- attestation d’exposé à l’USTHB avec programme des séminaires
- Copie d’une page de garde de mémoire d’ingénieurs.
- invitation à une participation au jury de thèse de magister à l’USTHB, le 27 Avril 2006.
- invitation à une participation au jury de thèse d’habilitation universitaire à l’USTHB, le 16
Juillet 2006.
Nombre total de pages : 11
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Université de BLIDA. Rapport d’Activités Annuel 2006.
I. Résultats obtenus :
A) Par DERBALA Ali
Plusieurs résultats sont obtenus. Ils ont fait l’objet de publications.
1) Nous considérons les problèmes difficiles d’ordonnancement de tâches à contraintes de
précédence sur des machines parallèles identiques afin de minimiser la longueur de
l’ordonnancement. Ils sont tellement difficiles qu’il est important pour un décideur d’être
capable de déterminer des bornes de calculs et de leur associer des solutions réalisables. Six
listes de priorités ont été définies, implémentées et comparées. Leur comportement est
reproduit par une représentation graphique. Elles sont basées sur le plus long chemin, le
nombre de successeurs immédiats d’une tâche, le temps d’exécution le plus court d’abord,
l’ordre aléatoire et une variante du plus long chemin. Beaucoup d’expériences de calculs ont
été développés pour mesurer la qualité et l’efficacité de chaque liste. Un algorithme génétique
noté AG basé sur deux types de croisement est implémenté et il est comparé avec ces listes.
Après de nombreuses expériences numériques et avec des tests, les meilleurs résultats sont
obtenus avec des variantes utilisant les listes comme population initiale de l’algorithme
génétique. De même un second graphe comparatif avec les listes est obtenu. Les temps
d’exécution des six listes et de quatre variantes d’AG sont donnés sous forme d’un tableau
récapitulatif. Les algorithmes génétiques ne sont pas l’ultime réponse aux problèmes difficiles
à résoudre.
2) Des résultats sont obtenus. En effet mon étudiant, Kali Abdesselem, a fini la rédaction de
son mémoire de magister qui s'intitule " Les indices d'allocation dynamique: existence,
caractérisation et détermination". L'étude consiste en :
Dans un atelier, " N " tâches sont à exécuter sur une machine afin de maximiser l'espérance de
la somme des gains linéaires et prévisionnels. Les temps d’exécution des tâches sont supposés
aléatoires de lois connues. Les problèmes où les temps d’exécution des tâches sont incertains
sont dits stochastiques. Une approche théorique pour les résoudre est la théorie des processus
bandits, des processus de décision semi-Markoviens. On associe à chaque tâche une priorité
dynamique appelé indice d’allocation dynamique et est noté I.A.D. En tout instant, on exécute
la tâche qui a le plus grand indice. En cas de conflit ou d’égalité entre les plus grands indices,
on arbitrera en choisissant une tâche selon une règle connue de type SPT, LPT, FIFO…etc.
Si l’objectif du problème d'ordonnancement stochastique est une fonction à coûts séparables,
la politique d’indices est montrée optimale. Ces indices sont calculés en tout instant et durant
l’exécution des tâches. Un exemple de problème d’ordonnancement en temps réel modélisé
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Université de BLIDA. Rapport d’Activités Annuel 2006.
par ces derniers est exposé. Les preuves de l’existence et de la caractérisation des I.A.D sont
données en détail. De la bibliographie, trois algorithmes de détermination des IAD existent et
ont fait l’objet d'une étude approfondie. Un nouvel algorithme de détermination des I.A.D est
proposé et est exposé. Ces quatre algorithmes ont été implémentés en utilisant un langage
évolué de programmation. Une étude comparative entre eux est confectionnée. Des
expérimentations
numériques
sur
un
grand
nombre
d'exemples
de
problèmes
d’ordonnancement, de l’ordre de mille, ont été effectuées. Un générateur de jeux d'essais est
indispensable et est réalisé. Notre nouvel algorithme peut prendre en charge des problèmes à
cent soixante états. Le temps de calculs est négligeable. Il est le plus rapide parmi les
algorithmes cités. Un logiciel I.A.D version 1.0 a été réalisé. Son aide sur son fonctionnement
et son utilisation sont aussi fournies.
2) de projet de publication.
We deal with the NP-hard problems of scheduling precedence constrained tasks on identical
parallel processors expecting to minimize the schedule lenght or the makespan denoted
P⎟prec⎟Cmax. They are intractable so it is important to be able to compute bounds and their
solutions. Six lists of priority are defined, implemented and compared. They have been
predominantly based around the critical path, short processing time first, most immediate
successor first, a random order and a variant of the critical path. Extensive computational
experiments are developed to mesure the quality and the efficiency of each list. A genetic
algorithm for short GA is implemented based on three crossover and is compared with these
lists. After numerical experiments, with some tests, the differences are small. The genetic
algorithm has a very small advantage over the lists results. The best results are obtained using
the combined lists solutions. Most of the time, the GA generates obviously better schedule
than lists created schedules. Genetic algorithms are not the ultimate answer at solving
problems.
Par BENDRAOUCHE Mohamed
1. Nous avons étudié le problème d’ordonnancement de n tâches indépendantes T1 ,T2 , …Tn
sur m processeurs parallèles et identiques P1, P2, …Pm où on cherche à minimiser la date de
fin de traitement notée par Cmax (en anglais makespan ). Deux tâches sont dites parallèles si
elles peuvent être exécutées simultanément dans n’importe quel intervalle de temps durant le
traitement. Nous supposons qu’il existe une relation de parallélisme entre les tâches.
Elle peut être représentée par un graphe G= (V, E) où V est l’ensemble des tâches et {Ti ,Tj }
∈ E si et seulement si Ti et Tj sont parallèles. Chaque tâche Ti est caractérisée par un temps
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Université de BLIDA. Rapport d’Activités Annuel 2006.
de traitement pi,, une date de disponibilité ri et une date échue di qui sont des entiers naturels.
A tout instant, un processeur n’est alloué qu’à au plus une tâche et chaque tâche n’est traitée
que par au plus un processeur. D’après la littérature ce problème se note par :
P | G = (V, E)
| pi , ri ,di| Cmax . Il est appelé problème général.
V désignera l’ensemble des tâches, et n désignera le nombre de tâches ie ⎪ V⎪.
2. In the classical Parallel Machine Scheduling problem ( PMS in short ), there are n
independent jobs to be processed on m identical parallel processors. Each processor can
handle at most one job at a time and each job Ti has a processing time pi and can be processed
on at most one processor at a time. The preemption of the jobs is not allowed that is the
processing of a job once started cannot be interrupted and the aim is to minimise the total
completion time Cmax called also the makesepan. In our paper, we consider the PMS
problem besides which we assume that each job Ti becomes available at its release time ri
.and that there exists a compatibility relation between jobs : two jobs are said to be
compatible if they can be processed simultaneously in any time interval. This relation can be
represented by a graph G.=(V,E) . Compatible jobs are also called parallel jobs. The graph G
is called the compatibility graph. A schedule is an assignment of jobs to processors, it
specifies for each job
the time interval and the processors on which this job is to be
processed. The problem that we are interested in is the problem of minimising the total
completion time Cmax subject to the constraints previously cited.
II . Publications et communications
Articles publiés dans des Communications internationales
1) Boumédiène-Merouane Hocine et Derbala Ali. Les Problèmes d’Ordonnancement à
Machines Parallèles de
Tâches Dépendantes : une Evaluation de Six Listes et d’un
Algorithme Génétique. Actes du Colloque international sur l’optimisation et les systèmes
d’information, COSI’06, Alger, Algérie, 11-13 Juin 2006, pp. 279-289.
2) Kali Abdesselem et Derbala Ali. Détermination des Indices d’allocation dynamiques. MOSIM 2006, Actes
de la 6e Conférence Francophone de MOdélisation et SIMulation – « Modélisation, Optimisation et Simulation
des Systèmes : Défis et Opportunités » , volume 2, session 34- Modèles stochastiques, pp. 1742-1748, 3, 4 et 5
avril 2006, Rabat, Maroc.
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Université de BLIDA. Rapport d’Activités Annuel 2006.
Prépublications
1. M. Bendraouche et M. Boudhar. Scheduling Problems on identical parallel processors
subject to compatibility constraints. 2006, cinq pages. En préparation. A soumettre à un
journal scientifique.
Articles soumis pour publication dans des Journaux scientifiques
1) Boumediene-Merouane Hocine et Derbala Ali. Computational evaluation of lists and
genetic algorithms for a precedence constrained parallel machine scheduling problems.
Soumis à IJPR, International Journal of Production Research, 15 pages, Juin 2006.
III. Exposés
Lors du séminaire hebdomadaire du département de Recherche opérationnelle de la faculté
des mathématiques de l’ Université USTHB d’Alger et de l’USTBlida des communications
avec programme ci-joint sont faites.
1) Hocine BOUMEDIENE-MEROUANE et Ali DERBALA. Les problèmes
d’ordonnancement à machines parallèles de tâches dépendantes . Séminaire
hebdomadaire de RO, 09 Mai 2006, USTHB.
IV. Soutenances
1) Hocine BOUMEDIENE-MEROUANE. Les problèmes d’ordonnancement à machines
parallèles de tâches dépendantes. Thèse de Magister, Département de mathématiques,
USDBlida, 20 Juillet 2006. Encadré par moi-même.
Au département d’Electronique de la faculté des sciences de l’Ingénieur de l’université de
Blida, un binôme d’ingénieurs a été co-encadré.
1. Benlakehal Toufik et Cherifi Samia. Etude et réalisation d’un simulateur pour la régulation
de centrales électriques de puissance par optimisation du coût de production de l’énergie en
programmation linéaire. Dirigé par Bendraouche Mohamed et Abdelkader Saadi. Université
Saad Dahleb de Blida. Juin 2006.
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Université de BLIDA. Rapport d’Activités Annuel 2006.
VI. Encadrement de post graduants ( Magister)
A l’université de Blida, cinq sujets pour l’obtention du magister sont proposés et encadrés par
moi même.
1) Sakri Rédha. Le flow shop hybride. Sujet de magister proposé en Septembre 2006.
2) Mehdi Ouafia. Le flow shop stochastique à 2 et 3- machines. Septembre 2005-2007.
3) Kali Abdesselem. Les indices de Gittins dans les ordonnancements
stochastiques :
Existence, caractérisation et détermination. Septembre 2004-2006. Soutenance imminente.
4) Lemdani Rachid. Résolution des problèmes d’ordonnancement stochastiques par les
processus bandits. Septembre 2004-2006.
5) Boumédiéne-Merouane Hocine. Les problèmes d’ordonnancement à machines parallèles de
tâches dépendantes.
Thèse de Magister, Département de mathématiques, USDBlida, 20
Juillet 2006.
VII. Membre de Jury de soutenance
Nous participons et contribuons à la formation des enseignants de l’enseignement supérieur.
Thèse d’habilitation à la recherche
1) Chellali Mustapha. Thèse d’habilitation à la recherche. Faculté de mathématiques,
département de Recherche opérationnelle, 16 Juillet 2006.
de Magister :
1) Tchikou Hamza. Ordonnancement sur machines semi spécialisées. Faculté de
mathématiques, USTHB, Alger. 27 Avril 2006
VIII. Un chapitre du cours d’ordonnancement dans les ateliers est distribué aux étudiants
de magister. Il s’intitule « Parallel scheduling » par Derbala Ali.
IX. Conclusion
Des projets de rédaction de mémoire de magister et d’articles à proposer pour des conférences
et journaux sont en cours. Un logiciel I.A.D version 1.0 a été réalisé. Son aide sur son
fonctionnement et son utilisation sont aussi fournies.
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Université de BLIDA. Rapport d’Activités Annuel 2006.
Un article sur le problème d’ordonnancement cité ci dessus est en cours de préparation en
collaboration avec le Dr M.Boudhar maître de conférences à l’USTHB.
On vise à combiner la théorie des graphes et les théories de l’ordonnancement afin de
résoudre quelques problèmes d’ordonnancement ouverts sur les machines parallèles.
Polycôpes
1) Derbala Ali. Polycôpe de notes de cours de post-graduation, modélisation mathématique
pour l’aide à la décision. Module : ordonnancement dans les ateliers. Septembre 2006.
Etat d'avancement : 100 %
Evaluer en pourcentage l'état d'avancement de votre projet
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Université de BLIDA. Rapport d’Activités Annuel 2006.
Le Chef du Projet
Date :
Avis du Conseil Scientifique
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Le Président du C.S
Date : ...........................
Réservé au COMITE NATIONAL D’EVALUATION
Rapport reçu le : ...............................
Le Directeur de la Recherche
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Université de BLIDA. Rapport d’Activités Annuel 2006.