ministere de l`enseignement superieur et de la recherche
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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. __________________________________________________________________________________________ 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 __________________________________________________________________________________________ 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 __________________________________________________________________________________________ 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 __________________________________________________________________________________________ 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 __________________________________________________________________________________________ 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 __________________________________________________________________________________________ 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. __________________________________________________________________________________________ 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. __________________________________________________________________________________________ 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. __________________________________________________________________________________________ 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 __________________________________________________________________________________________ Université de BLIDA. Rapport d’Activités Annuel 2006. Le Chef du Projet Date : Avis du Conseil Scientifique ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ....................................................................................... Le Président du C.S Date : ........................... Réservé au COMITE NATIONAL D’EVALUATION Rapport reçu le : ............................... Le Directeur de la Recherche __________________________________________________________________________________________ Université de BLIDA. Rapport d’Activités Annuel 2006.