GA적용 SW 스케줄링 연구(jh2018-03-11)...1.연구주제:...

전자정부표준프레임워크 기반 공공정보화사업의정보시스템 개발 스케줄링 최적화 모델 연구

연구논문

2018. 04. 06

서울과학기술대학교 IT정책전문대학원 산업정보시스템전공

정훈

0

서울과학기술대학교SEOUL NATIONAL UNIVERSITY OF SOCIENCE & TECHNOLOGYSEOULTECH

- 1 -

1 서론

2 스케줄링 모델

3 연구설계

4 결론 및 향후 과제

목 차


- 2 -

1. 서론

연구 개요연구 개요

1. 연구 주제 : 전자정부표준프레임워크 기반 공공정보화사업의 정보시스템 개

발 스케줄링 최적화 모델 연구

2. 연구 필요성

• 개발공정에 적절한 개발 인력을 할당하는 방법에 따라 사업 효율성이 달라짐.

• 제한된 개발인력으로 사업을 완수하기 위한 최적의 스케줄링 결과 필요.

3. 연구 목적

• 정보화사업을 완수하기 위해 필요한 최적의 인력 스케줄링 방법을 유전자 알

고리즘을 이용하여 찾고자 함.


- 3 -

2. 스케줄링 모델

문제 정의문제 정의

1) 프로젝트 공정

2) 개발인력

3) 할당(스케줄링)

할당

소요 비용소요 기간할당 균형인력의 만족도

1)

2)

3)

스킬숙련도연봉선호 영역

선행공정소요 기간필요 스킬


- 4 -

2. 스케줄링 모델

상황 시나리오(공정과 인력)상황 시나리오(공정과 인력)

1) 개발 공정

• 서버 및 어댑터 개발

• 업무 응용 개발

• 인프라 구축

• 데이터 전환

• 분석->설계->구현->테스트->운영전환

2) 개발 인력

• 보유기술(스킬): 디자인, WEB, Java, DB

• 기술 역량 : 초급,중급,고급

• 여러 개발자간 협업

• 선호 영역


- 5 -

3. 연구설계

유전자 해 표현(Encoding Scheme)유전자 해 표현(Encoding Scheme)

1) 의사결정 변수- 여러 개발 대상(프로그램)에 대해서 개발자에게 분배한다. - 개발 대상(프로그램) i가 작업자 j에게 배정되면 1, 배정되지 않으면 0.

개발자공정 WRKR1 WRKR2 WRKR3 … WRKRj

서버 분석 0 0 1 … 0어댑터 설계 1 0 0 … 1응용 구현 0 1 0 … 1

서버 테스트 1 0 1 … 0데이터 전환 0 1 0 … 1

… … … … … …공정 i 0 0 0 … 1 Z축 : 시간

(기간, 주/월 단위)


- 6 -

3. 연구설계

Fitness FunctionFitness Function

1) 목적함수1- 전체 공정의 처리 시간이 최소화 되어야 함.


- 7 -

3. 연구설계


1) 목적함수2- 개발자들 간에는 개발 분량이 균등 분배되어야 함.


- 8 -

3. 연구설계


1) 목적함수3- 여러 개발자들 협력하여 하나의 공정에서 개발하는 경우,

각 개발자들의 소요시간을 구하고, 개발자 중 가장 많은 소요시간이 해당 프로그램을 개발하는데 필요한 소요시간이 됨

공정i

개발자j 소요시간

(할당)


- 9 -

3. 연구설계


2) 제약식1

- 모든 프로그램은 반드시 한 사람 이상의 작업자에게 배정되어야 한다. 배

정이 안 되는 경우 패널티 값을 적용하여 부적절한 해로 처리한다.


- 10 -

3. 연구설계


2) 제약식2

프로그램을 여러 개발자들에게 할당되는 경우, 의사소통 시간이 추가되어

개발소요시간이 늘어난다. 추가되는 시간은 작업자들 간의 의사소통 채널 수

에 비례하여 소요된다.

의사소통 채널 수 = = n(n-1)/2

의사소통 반영 소요시간 = (예상 소요시간)ⅹ (의사소통 채널 수)ⅹ(1/4)

*1/4 가중치는 2명 일 때는 나은 생산성을, 3명 이상부터는 생산성이 떨어지도록 적용하기 위함.


- 11 -

3. 연구설계


2) 제약식3

작업자의 역량(기술등급)에 따라

초급의 경우 1.4 배,

중급의 경우 1 배,

고급의 경우 0.7 배 시간이 소요된다.


- 12 -

3. 연구설계


2) 제약식4

• 프로그램 처리순서를 고려하여, 균등하게 분배하고, 가능한 병렬처리를

찾아 빨리 끝낼 수 있는 개발자 할당 및 스케줄링을 목표로 한다.


- 13 -

3. 연구설계


3) 수리모형 요약 정리구분 수식 설명 비고

의사결정변수 • 프로그램i를 작업자 j에게 할당한다.

목적함수

• 각 작업자별 개발소요시간 중 최대값이전체 소요시간 임, 이를 최소화 해야 함.

• 각 개발자들간 개발분량 할당이균등해야 함

제약함수

• 작업 시간은 여러 사람이 함께하는 경우경감하여, 작업자의 역량(기술등급)에따른 소요시간을 반영한다.

초급: 1.4중급: 1고급: 0.7

• CSR을 여러 작업자들이 진행하는 경우, 의사소통 소요시간이 더 추가된다. 추가되는 시간은 작업자들 간의의사소통 채널수에 비례하여 소요된다.

1/4

• 모든 CSR은 최소한 1명 이상의작업자에게 배정한다.

패널티 1,000 시간

개발자 중복 체크 • 작업자가 중복되지 않는 다면 CSR은동시에 진행할 수 있다.

평가함수 • CSR 총 처리시간 + 개발자별 처리시간표준편차


- 14 -

3. 연구설계

협력 개발의 생산성(의사소통에 따른 부작용)협력 개발의 생산성(의사소통에 따른 부작용)

브룩스 법칙 : 일정 지연 시, 개발자를 추가 투입해도 생산성이 향상되지 않는다.


- 15 -

협력 개발의 생산성(의사소통에 따른 부작용) 고려협력 개발의 생산성(의사소통에 따른 부작용) 고려

작업의 성격에 따라 투입공수와 개발기간의 관계가 달라진다.

3. 연구설계


- 16 -

연구 결과연구 결과

유전 알고리즘을 통해 최적(에 가까운) 해, 즉 가장 단기간이면서 저비용, 균형

할당을 동시에 만족하는 스케줄링 결과를 도출하였다. 이는 관리자보다 빠르게

계산해 주며, 더 나은 결과를 찾아낼 수 있었다.

4. 결론 및 향후 과제

구분 작업자1 작업자2 작업자3 작업자4 작업자5 작업자6 작업자7 작업자8 작업자9 작업자10 소요시간

공정1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 17.5공정2 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 24.33공정3 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 28.5공정4 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 56공정5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 35공정6 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 57공정7 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 70공정8 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 60공정9 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 67.5공정10 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 60

소요시간 85.5 80.33 81.33 87.5 82.5 89.17 85 76.75 76.75 83 -

<적합도 추이><최적에 가까운 해>

감사합니다.

17

GA적용 SW 스케줄링 연구(jh2018-03-11)...1.연구주제:...

Documents

Transcript of GA적용 SW 스케줄링 연구(jh2018-03-11)...1.연구주제:...