I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.  12 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 22 ,   p p .   880 ~ 895   I SS N:  2088 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 1 2 i 1 . pp 8 8 0 - 895          880     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   H y brid sc hedulin g  alg o rith m s in  cl o ud co m p uting:   a   revi ew       Nee ra j   Aro ra 1 ,   Ro hit a s h K um a B a ny a l 2   1 S c h o o l   o f   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   V a r d h ma n   M a h a v e e r   O p e n   U n i v e r si t y ,   K o t a ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   R a j a st h a n   T e c h n i c a l   U n i v e r si t y ,   K o t a ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   3 ,   2 0 2 1   R ev i s ed   J u l 1 8 ,   2 0 2 1   A cc ep ted   A u g   9 ,   2 0 2 1       Clo u d   c o m p u ti n g   is o n e   o f   th e   e m e rg in g   f ield s in   c o m p u ter sc ien c e   d u e   to   it s   se v e r a a d v a n c e m e n ts  li k e   o n - d e m a n d   p ro c e ss in g ,   re so u rc e   sh a rin g ,   a n d   p a y   p e u se .   T h e re   a re   se v e r a c lo u d   c o m p u ti n g   issu e li k e   se c u rit y ,   q u a li ty   o f   se rv ice   ( Qo S )   m a n a g e m e n t,   d a ta   c e n ter  e n e rg y   c o n su m p ti o n ,   a n d   sc a li n g S c h e d u l in g   is  o n e   o f   th e   se v e r a c h a ll e n g in g   p ro b lem in   c lo u d   c o m p u ti n g ,   w h e re   se v e ra ta sk n e e d   to   b e   a s sig n e d   to   re so u rc e to   o p ti m ize   th e   q u a li ty   o f   se r v ice   p a ra m e ters .   S c h e d u li n g   is  a   w e ll - k n o w n   NP - h a r d   p ro b lem   in   c lo u d   c o m p u ti n g .   T h is  w il re q u i re   a   su it a b le  sc h e d u l in g   a lg o rit h m .   S e v e r a h e u risti c a n d   m e ta - h e u risti c a lg o rit h m w e r e   p ro p o se d   f o sc h e d u li n g   th e   u se r' tas k   to   th e   re so u rc e a v a il a b le  in   c lo u d   c o m p u ti n g   in   a n   o p t i m a w a y .   H y b rid   sc h e d u li n g   a lg o rit h m h a v e   b e c o m e   p o p u lar  in   c lo u d   c o m p u ti n g .   In   th is  p a p e r,   w e   re v ie w e d   th e   h y b r id   a lg o rit h m s,  w h ich   a re   th e   c o m b in a ti o n s   o f   t w o   o m o re   a lg o rit h m s,  u se d   f o sc h e d u li n g   in   c lo u d   c o m p u ti n g .   T h e   b a sic   id e a   b e h in d   t h e   h y b rid iza ti o n   o f   th e   a lg o rit h m   is  to   tak e   u se f u f e a tu re o f   th e   u se d   a lg o rit h m s.  T h is  a rti c le  a lso   c las sif i e th e   h y b rid   a lg o rit h m a n d   a n a ly z e th e ir  o b jec ti v e s,  Qo S   p a ra m e ters ,   a n d   f u tu re   d irec ti o n f o h y b rid   sc h e d u li n g   a lg o rit h m s.   K ey w o r d s :   C lo u d   co m p u tin g   H y b r id   alg o r ith m s   Me tah e u r is tic  al g o r ith m s   Op ti m iza tio n   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Nee r aj   A r o r a   Sch o o l o f   Scie n ce   an d   T ec h n o lo g y Var d h m a n   Ma h a v ee r   Op en   Un iv er s it y   Ko ta,   R aj asth an ,   I n d ia   E m ail:  n ar o r a@ v m o u . ac . i n ,   n e er aj . a r o r a0 0 0 7 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N     C lo u d   co m p u ti n g   p r o v id es   ap p licatio n s   an d   s er v ice s   o n   d e m an d   th r o u g h   th e   in ter n et.   I t   is   g ai n in g   p o p u lar it y   i n   i n f o r m atio n   te ch n o lo g y   d u to   ad v an ce m e n ts   li k h id in g   a n d   ab s tr ac ti o n   o f   co m p lex it y ,   v ir tu a lizes  r eso u r ce s ,   an d   e f f i cien u s o f   d is tr ib u ted   r eso u r ce s .   T h clo u d   co m p u ti n g   ar ch itect u r is   d i v id ed   in to   t w o   co m p o n e n ts   f r o n t - en d   an d   th b ac k - en d .   T h ele m en ts   o f   b o th   co m p o n e n ts   ar l o o s el y   co u p led .   T h ar ch itect u r e's  f r o n t - e n d   p r o v id es  th ap p licatio n s   an d   in ter f ac es  f o r   th u s er   to   u s th clo u d   s er v ice.   T h e   b ac k - e n d   co n s i s ts   o f   all  t h r eso u r ce   n ee d s   i n   clo u d   co m p u ti n g ,   li k d ata  s to r a g e,   p r o ce s s i n g   ele m e n t s ,   an d   ap p licatio n s .   T h b ac k - en d   i s   also   r esp o n s ib le  f o r   p r o v id in g   m an a g ea b ilit y   a n d   s ec u r it y   m e ch an i s m   n ee d ed   in   clo u d   co m p u ti n g   en v ir o n m e n t.  T h n et w o r k   o r   t h i n ter n e d o es  th e   co m m u n icatio n   b etw ee n   t h b ac k - e n d   an d   th f r o n t - en d .   T h ab s tr ac t a r ch itect u r o f   clo u d   co m p u t in g   i s   s h o w n   i n   Fi g u r 1 .     C lo u d   co m p u ti n g   is   d is tr ib u t ed   p ar ad ig m   w h er t h I T   r eso u r ce s   ar av a ilab le  o n - d e m a n d   o v er   th e   in ter n e b ased   o n   a   p a y - p er - u s b illi n g   m o d el  [ 1 ] .   T h s er v i ce s   d eliv er ed   b y   th c lo u d   is   b r o ad ly   ca te g o r ized   as  s o f t w ar a s   a   s er v ice  ( Saa S )   f o r   e n d - u s er   A P I s   lik e   s ale s f o r ce . co m ,   p lat f o r m   a s   a   s er v ic ( P aa S)  f o r   r u n - ti m e n v ir o n m en lik W i n d o w s   Azu r e,   Go o g le  ap p   en g in e,   an d   i n f r astru c tu r as   s er v ice  ( I aa S)  f o r   h ar d w ar r e s o u r ce s   lik e   Go o g le  C lo u d ,   Am az o n   E C 2   [ 2 ] .   T h s er v ice  o f   clo u d   co m p u ti n g   is   o f f er ed   u s i n g   v ir tu a lizatio n .   T h p h y s ical  m ac h in e s   ar v ir tu a ll y   d iv id ed   in to   s ev er al  v ir tu al  m ac h in e s   ( VM )   ac co r d in g   to   s ev er al  p ar a m eter s   an d   r eso u r ce   t y p es,  li k o p er atin g   s y s te m s ,   p r o ce s s i n g   ele m en t s ,   m e m o r y ,   o r   s to r ag e,   a s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8708         Hyb r id   s ch ed u lin g   a lg o r ith ms in   clo u d   co mp u tin g :   a   r ev iew   ( N ee r a j A r o r a )   881   p er   th u s er   r eq u ir e m e n t.  T h u s er ' s   tas k s   ar r u n   o n   v ir t u a m ac h i n e s .   T h v ir tu al  m ac h in es  ca n   s h ar t h p h y s ical  m ac h i n e 's  h ar d w ar a n d   r eso u r c es  to   ac h iev e   p ar allel  an d   d is tr ib u ted   co m p u ti n g   [ 3 ] .   I is   ess en tial  to   h av g o o d   s ch ed u li n g   alg o r ith m   f o r   ass ig n i n g   t h u s er s   t ask s   to   th ap p r o p r iate  r eso u r ce s   to   o p tim ize  t h e   v ar io u s   Qo S p ar a m e ter s   li k co s t,  ti m e,   an d   e n er g y   co n s u m p tio n .           Fig u r e   1 .   C lo u d   ar ch itect u r e       Sch ed u l in g   i s   o n e   o f   t h p r o m in en t is s u es i n   clo u d   co m p u tin g .   T h s c h ed u li n g   i n   clo u d   co m p u ti n g   i s   d if f er e n f r o m   th e   tr ad itio n al   s y s te m   b ec au s o f   clo u d   co m p u tin g   f ea t u r es  lik e   elast icit y ,   p a y - p er - u s m o d el,   on - d e m an d ,   m u l ti - ten a n t.  T h s ch ed u lin g   h as  t w o   p h a s es  r eso u r ce   p r o v is io n i n g   an d   ta s k   s c h ed u li n g .   T h r eso u r ce s   ar s elec ted   b ased   o n   th e   q u alit y   o f   s er v ice  ( Qo S)   p ar a m eter s   a n d   th e n   s elec th s u itab le  VM   in s ta n ce   f o r   t h o s tas k s   in   r eso u r ce   p r o v is io n .   F in all y ,   th e   d esire d   VM   i n s tan ce   is   allo t ted   to   th e   av a ilab le   h o s ts   o r   p h y s ica m ac h i n es.  T h r eso u r ce   p r o v is io n i n g   i s   s ig n i f ica n tl y   r elate d   to   b alan ce   t h lo ad .   T h o p tim a l o r d er   o f   th task s   is   to   f in d   ac co r d in g   to   t h s c h ed u li n g   o b j ec tiv es i n   tas k   s c h ed u li n g .   A lt h o u g h   s ev er al  tr ad itio n al  alg o r ith m s   li k f ir s co m f ir s s er v ( F C FS ) ,   a n d   s h o r tes j o b   f ir s ( SJ F),   w er p r o p o s ed   b u n o p er f o r m ed   w e ll  as  t h e s ar d ev elo p ed   f o r   th tr ad itio n al   co m p u tatio n .   T h e   s ch ed u lin g   i n   clo u d   co m p u ti n g   is   a n   NP - h ar d   p r o b lem .   So ,   th m eta - h e u r is tic   alg o r it h m s   li k g en e tic   alg o r ith m   ( G A ) ,   an d   p ar ticle  s w ar m   o p ti m izatio n   ( P SO) ,   ar e   g o o d   o p tio n ,   w h er y o u   f i n d   th n ea r - o p ti m al   s o lu tio n .   B u t   w it h   th e   i n cr ea s in   t h p r o b le m   s p ac e,   t h m eta - h eu r i s tic  al g o r it h m s   s h o wed   s o m e   li m itatio n s   lik s t u c k   i n   th lo ca o p ti m al  s o lu tio n .   W ith   t h f u r t h er   r is in   t h clo u d ' s   co m p lex   s ch ed u li n g   p r o b lem ,   v ar io u s   h y b r id   al g o r ith m s   w e r p r o p o s ed ,   co m b in i n g   t w o   o r   m o r alg o r it h m s   a n d   tak i n g   th ad v an tag e s   o f   in v o l v ed   alg o r it h m s   to   ef f icie n tl y   s o lv t h p r o b le m .   Th m aj o r   o f   r ev ie w   p ap er s   w a s   f o c u s ed   o n   t h r eso u r ce   s ch ed u li n g   b ased   o n   h e u r is t ics   an d   m eta - h eu r i s tics   m et h o d s   lik i n   [ 1 ] ,   [ 4 ] - [ 6 ] .   L iv n y   et  a l.   [ 7 ]   th r ev ie w   w a s   b ased   o n   w o r k f lo w   s c h ed u li n g   ac co r d in g   to   th o b j ec tiv an d   ex ec u tio n   m o d el.   So m o th er   p a p er s   lik [ 8 ] - [ 1 0 ]   w er also   f o cu s ed   o n   w o r k f lo w   s ch ed u li n g   a n d   d ev elo p   tax o n o m y   o f   w o r k f lo w   m a n ag e m e n a n d   s c h ed u li n g .   I n   t h i s   p ap er ,   w e   co n s id er   th h y b r id   s ch ed u l in g   alg o r it h m s   in   clo u d   co m p u t in g   f o r   r ev ie w .   W d is cu s s ed   v ar io u s   o b j ec tiv es   in v o l v ed   in   o p ti m izatio n ,   t h s i m u lato r   u s ed   an d   cla s s i f ies ac co r d in g   to   th i n v o l v ed   alg o r it h m s .   T h r est  o f   th e   ar ticle  is   o r g a n ized   as   f o llo w s .   I n   s ec t io n   2 ,   w e   g av e   g en er al   in tr o d u ct io n   to   t h e   s ch ed u lin g   p r o b le m ,   d if f er en t   t y p es  o f   s ch ed u li n g   p r o b le m s   in   clo u d   co m p u ti n g .   T h v a r io u s   o b j ec tiv es  o r   Qo S p ar a m eter s   f o u n d   i n   t h l iter atu r ar d is c u s s ed   i n   s ec ti o n   3   w it h   t h eir   m a th e m atica l   d ef i n itio n .   T h e n ,   w e   class i f y   t h h y b r id   al g o r ith m s   ac co r d in g   to   t h i n v o lv ed   alg o r ith m s .   W also   g a v a n   o v er v ie w   o f   th e s e   h y b r i d   al g o r ith m s   a lo n g   w it h   t h r esear ch   d ir ec tio n s   a n d   is s u es r elate d   to   s c h ed u li n g   i n   clo u d   co m p u t in g .   T h co m p lete  d etail s   ar g i v e n   in   s ec tio n   4 .   I n   s ec tio n   5 ,   w d is cu s s   t h tr en d s   a n d   f u t u r d ir ec tio n   o f   h y b r i d   s ch ed u lin g   al g o r ith m s   i n   clo u d   co m p u t in g .   T h p ap er   is   en d ed   w it h   co n cl u s io n   as  m e n tio n ed   in   s ec tio n   6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  12 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 22 8 8 0 - 895   882   2.   SCH E DU L I NG   P RO B L E M     T h s ch ed u li n g   ar ch itec tu r o f   clo u d   co m p u ti n g   is   il lu s tr at ed   in   Fi g u r 2 .   T h u s er s   s u b m itted   t h e   task   to   th s c h ed u li n g   s er v e r .   T h s ch ed u ler   ass i g n s   th e   ap p r o p r iate  r eso u r ce s   f o r   task   ex ec u tio n   u s i n g   s ch ed u lin g   alg o r it h m s   ac co r d in g   to   th u s er   r eq u ir e m e n ts .   T h r eso u r ce s   ar av ailab le  o n   th h o s ts   o r   p h y s ical  m ac h in e s   o f   th e   clo u d   p r o v id er .   E ac h   h o s i s   d i v id ed   in to   v ar io u s   v ir t u al  m ac h i n es.  W h e n   th tas k   co m p lete s   it s   e x ec u tio n ,   t h r esu lt  w i ll r etu r n   to   th r esp ec ti v u s er .           Fig u r 2 Sch ed u li n g   in   clo u d   co m p u ti n g   e n v ir o n m en t       T h s ch ed u ler   g e n er ates  th m ap p in g   b et w ee n   tas k s   a n d   v ir tu al  m ac h i n es  o r   v ir tu a m a ch in e s   an d   h o s ts   f o r   allo t m en ac co r d in g   to   th p er f o r m a n ce   p ar a m e ter s .   Fig u r 3   s h o w s   s a m p le  m a p p in g   o f     n u m b er   o f   task s   to   th   n u m b er   o f   th v ir tu al  m ac h in e s ,   th e n   th er e   ar   co m b i n atio n   is   p o s s ib le  if   b r u te  f o r ce   alg o r ith m   i s   u s ed .   Si m ilar   i s   th ca s w it h   v ir tu al  m ac h i n es  a n d   h o s ts .   T h s c h ed u li n g   is   co n s id er ed   co m p le x   p r o b lem ,   an d   t h s o lu tio n   i s   n o co m p leted   in   p o l y n o m ial  ti m [ 1 1 ] .   I is   g o o d   to   f in d   n ea r - o p ti m al   s o lu tio n   to   th s c h ed u li n g   p r o b le m   w it h   th h elp   o f   m eta - h e u r is tic  al g o r ith m s .           Fig u r 3 Ma p p in g   a m o n g   ta s k s ,   VM s   a n d   h o s t s       T h p o p u latio n - b ased   m e ta - h eu r i s tic  s c h ed u li n g   alg o r ith m s   ta k s et  o f   s o lu tio n s   k n o w n   a s   p o p u latio n .   E ac h   m e m b er   o f   th p o p u latio n   r ep r esen ts   t h e   s o lu tio n   to   th p r o b le m .   Fo r   ea ch   iter atio n ,   th e   s o lu tio n s   w ill  i m p r o v to   m o v to w ar d s   th n ea r - o p ti m al  r es u lt s .   Fig u r 4   s h o w s   th s a m p le  en co d in g   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8708         Hyb r id   s ch ed u lin g   a lg o r ith ms in   clo u d   co mp u tin g :   a   r ev iew   ( N ee r a j A r o r a )   883   p o p u latio n   o f     m e m b er s ,     task s ,   an d     v ir t u al  m ac h in e s   co n c er n in g   t h tas k   s c h ed u l in g   p r o b lem .   I n   tas k   s ch ed u lin g   al g o r ith m s ,   ea c h   s o lu tio n   h as t h m ap p i n g   o f   ta s k s   a n d   v ir t u al  m ac h i n es.           Fig u r 4 E n co d in g   o f   s ch ed u l in g   p r o b le m   i n   clo u d   co m p u ti n g       2 . 1 .     B a s ic  s cheduli ng   pro ble m   T h s ch ed u li n g   p r o b le m   in   clo u d   co m p u ti n g   h as  t w o   p ar ts   r eso u r ce   p r o v is io n i n g   an d   task   s ch ed u lin g .   T h task   s c h ed u li n g   p r o b le m   is   co n s id er ed   m ap p in g   p r o b lem .   Se v er al  tas k s   ar m ap p ed   to   th v ar io u s   a v ailab le  v ir t u al  m ac h in s u c h   th a it  o p ti m izes  t h o b j ec tiv co n s id er ed   b y   t h p r o p o s ed   alg o r ith m .   Ma th e m atica ll y ,   th p r o b le m   ca n   b s ee n   as  m ap p in g   (  , ) :      ,   s et  o f   v ir t u al  m ac h i n es  VM   i s   { 1 , 2 , . . . , }   an d   s et  o f   ta s k s   T   is   =   { 1 , 2 , . . . , } .   E ac h   v ir t u al  m ac h in   h as   its   ch ar ac ter is tic s   li k id ,   clo ck   s p ee d   in   MI P S,  R A M   s ize,   a n d   s e v er al  p r o ce s s o r s .   E ac h   t ask     also   h as  it s   ch ar ac ter is tic s   li k id ,   len g t h ,   ar r iv al  ti m e,   an d   f ile  s iz e.   Usi n g   t h ese   ch ar ac ter is tics   o f   tas k s   an d   v ir tu a m ac h in e s ,   o n n ee d s   to   d esig n   t h s c h ed u li n g   alg o r it h m   f o r   g en er ati n g   th m ap p in g   s o   th at  th tar g eted   o b j ec tiv es  w i ll  b o p ti m ized .   W h er ea s ,   in   r eso u r ce   p r o v i s io n in g ,   t h VM s   ar allo tted   to   av ailab le  p h y s ical  m ac h in e s   ac co r d in g   to   t h eir   ch ar ac ter is tics .   T h b asic in te n ti o n   o f   r eso u r ce   p r o v is io n in g   i s   to   b alan ce   th lo ad   a m o n g   th av ai lab le  s er v er s   f o r   b etter   f u n ctio n i n g   [ 5 ] .   Ma th em atica ll y ,   th p r o b lem   ca n   b s ee n   as  m ap p in g   (  ,  ) :       ,   s e o f   p h y s ical  m ac h i n e s   o r   h o s ts    =   { 1 , 2 , . . . , }   an d   s et  o f   v ir tu a l   m ac h in e s   VM   is   { 1 , 2 , . . . , }   as sh o w n   in   th Fi g u r 3 .     2 . 2 .     Schedu lin g   pro ble m   w it h c o ns t ra ints   T h s ch ed u li n g   ca n   b d o n b y   co n s id er in g   s o m co n s tr ai n ts ,   w h er th v al u es  o f   o b j e ctiv es  ar e   l y i n g   b et w ee n   s o m p r ed ef in e d   th r esh o ld   li m its .   T h m o s co m m o n   ar th b u d g e an d   d ea d lin co n s tr ai n t s .   I n   b u d g et  co n s tr ai n ts ,   th e   u s er ' s   ta s k s   n ee d   to   b co m p l ete  i n   s o m e   p r ed ef in ed   th r es h o ld   o f   t h co s t,   w h er ea s   in   d ea d lin e   co n s tr ai n t,  t h m a k esp an   v al u is   co n s id er ed   [ 1 2 ] .   Ma th e m at icall y ,   th e   s c h ed u li n g   p r o b lem   w it h   co n s tr ain ts   ca n   b d escr ib ed   u s in g   ( 1 )   an d   ( 2 ) :       min / ma x   f ( x )   =   x   ( 1 )     s u b j ec t to :     x   ob je c ti ve s   |   { y   x   z }   ( 2 )     w h er ( )   is   th f it n ess   f u n ctio n   ( d is cu s s ed   in   s ec tio n   3 )     a r th o b j ec tiv v alu es  an d   t h v al u o f     s h o u ld   lies   in   b et w ee n   p r ed ef i n ed   th r es h o ld   v al u es    an d       2 . 3 .     Wo rk f lo w   s chedu lin g   pro ble m   T h w o r k f lo w   s ch ed u li n g   is   s ch ed u lin g   w it h   p r ec ed en ce   c o n s tr ain t,  w h er t h o r d er   o f   ar r iv al  o f   task s   is   co n s id er ed   [ 8 ] .   T h is   s ch ed u lin g   i s   also   ca lled   d e p en d en tas k   s ch ed u li n g .   T h e   w o r k f lo w   ca n   b r ep r esen ted   u s i n g   d ir ec ted   ac y clic  g r ap h   ( D AG) ,   w h er t h e   n o d es  in   th D A r ep r esen th task s   ( T ) ,   an d   th e   ed g es  ( E )   j o in i n g   th e   n o d es  r ep r esen t h d ep en d e n c y   b et w ee n   t h e   tas k s .   s a m p le   w o r k f lo w   is   s h o w n   i n   Fig u r 5 ,   co n tain in g   s ix   ta s k s   { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 } .   T h task s   1   an d   { 4 , 5 , 6 }   ar th e n tr y   an d   e x it  task s ,   r esp ec tiv el y .   E ac h   ed g o f   th D A s h o w s   th d ep en d en cies  b et w ee n   th tas k s .   Fo r   ex am p le,   2   ex ec u ted   a f ter   1   is   s h o w n   b y   t h p air ed   s et  { 1 , 2 } .   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                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  12 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 22 8 8 0 - 895   884       Fig u r 5 s i m p le  w o r k f lo w       I n   r ec en t   y ea r s ,   t h p r o p o s ed   s ch ed u li n g   alg o r it h m s   wer test ed   i n   t h e   r ea w o r k   s cie n ti f ic   w o r k lo ad s .   T h ese  w o r k lo ad s   ex p r ess   th co m p lex   co m p u tati o n   p r o b lem s   t h at  ca n   b s o lv e d   u s in g   d is tr ib u ted   an d   p ar allel  co m p u ti n g   [ 1 3 ] .   T h er ar s ev er al  ty p es  o f   s ci en ti f ic  w o r k f lo w   li k C y b er Sh ak e,   I n s p ir al,   Mo n tag e,   an d   Sip th ,   av a ilab le  b y   P eg a s u s   [ 1 4 ] .   T h C y b e r Sh ak e   w o r k f lo w   a n al y ze s   t h d is aster   m o d eli n g   an d   p r ed ictio n   o f   th e   p ar ticu l ar   g eo g r ap h ical   lo ca tio n   b y   d esig n i n g   t h h az ar d   m ap s   [ 1 5 ] .   Fo r   s tu d y in g   a n d   an a l y z in g   t h g r a v itatio n al  w a v ef o r m ,   t h i n s p ir al  w o r k f lo w   is   u s ed   [ 1 2 ] .   T h m o n tag e   wo r k f lo w   i s   u s ed   b y   NAS A   in   astro p h y s ic s   to   cr ea te  th e   c u s to m   m o s aic s   o f   t h s k y   b y   ta k i n g   m u l tip le  i n p u t   i m ag e s   [ 1 6 ] .   Sip h t   w o r k f lo w   ap p licatio n   i s   m ai n t ain ed   b y   Har v ar d   to   u s i n   th e   f ield   o f   b io in f o r m atic s   [ 1 7 ] .       3.   F I T N E SS   F U NCT I O N   T h f itn e s s   f u n ctio n   d escr ib ed   th tar g eted   o b j ec tiv es  to   b o p tim ized   u s i n g   th p r o p o s ed   s ch ed u lin g   alg o r ith m   [ 9 ] .   I f   o n l y   o n o b j ec tiv i s   p r esen i n   t h f it n es s   f u n ctio n ,   th e n   it   is   a   s i n g le  o b j ec tiv f u n ctio n ,   also   k n o w n   a s   o b j ec tiv f u n c tio n   [ 7 ] .   Si m ilar l y ,   i f   it  co n ta in s   t w o - o b j ec tiv e,   it  is   k n o w n   as  b i - o b j ec tiv e   f u n ctio n ,   a n d   it  h as   m o r t h a n   t w o   o b j ec tiv es  a n d   is   th e n   k n o w n   as   m u lti - o b j ec tiv f u n c tio n .   Ge n er all y ,   th e   f it n es s   f u n ctio n   c a n   b r ep r esen ted   as ( 3 ) ,     ( 1 , 2 ,   ) =   1 × 1 +   2 × 2 +     +   ×         ( 3 )     w h er 1 , 2 ,     ar th o b j ec tiv es  an d   1 , 2 , . . . . .   ar th w e ig h as s i g n ed   f o r   ea ch   o b j ec tiv es.  Fig u r 6   s h o w s   t h d i f f er e n o b j ec tiv es  co n s id er ed   in   t h e   ex i s ti n g   s ch ed u lin g   al g o r ith m s .   T h d if f er en o b j ec tiv e s   co n s id er ed   in   th li ter atu r w il l b ex p lain ed   in   t h f o llo w i n g   s u b - s ec tio n s .             Fig u r 6 Ob j ec tiv es o f   s ch ed u lin g   alg o r it h m s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8708         Hyb r id   s ch ed u lin g   a lg o r ith ms in   clo u d   co mp u tin g :   a   r ev iew   ( N ee r a j A r o r a )   885   3 . 1 .     M a k esp a n   T h m a k esp an   is   t h m a x i m u m   co m p letio n   ti m tak e n   b y   v ir tu al  m ac h i n es.  I n   o th er   w o r d s ,   th ti m e   tak en   w h e n   all  th tas k s   a r f in is h ed   its   ex ec u tio n   o n   th v ir t u al  m ac h i n is   t h m a k esp an   [ 1 8 ] Ma th e m atica ll y ,   th m a k esp a n   ca n   b d er iv ed   u s in g   ( 4 ) ,         =    {   |   =   1 , 2 , . . . }           ( 4 )     w h er   is   th co m p letio n   ti m o f   v ir t u al  m ac h i n .   T h co m p letio n   ti m is   t h m a x i m u m   e x ec u t io n   ti m o f   ta s k s .   I n   ca s e   tas k s   ar d ep en d en t,  t h e n   t h w ai tin g   ti m o f   ta s k s   i s   al s o   co n s id er ed .   T h co m p letio n   ti m   is   d ep icted   in   ( 5 ) .       = { ma x ( )                                                             if f    ( )   =      ( +   )                         if f    ( )       ( 5 )     T h w aiti n g   t i m o f   tas k     is   th m a x i m u m   co m p letio n   ti m e   o f   all  th p r ed ec ess o r   task s   o f   w o r k f lo w ,   a s   s h o w n   in   ( 6 ) .   T h ex ec u tio n   ti m o f   tas k   ca n   b ca lc u lated   u s i n g   ( 7 ) ,       = { 0                                         if f    ( )   =   ma x ( )   if f   ( )     ( 6 )           =     ( ) ×   ( 7 )     w h er     is   th s ize  o f   th tas k   in   m illi o n   i n s tr u ctio n   ( MI ) ,    ( )   is   th n u m b er   o f   co r ass ig n e d   to   th VM ,   s ize  o f   ea c h   co r in   MI P S.     3 . 2 .     Co s t   T h co s t is th cr u cia l o b j ec tiv to   b o p tim ized ,   as c lo u d   co m p u ti n g   f o llo w s   p a y - as - y o u - g o   b illi n g   s ch e m e,   u s i n g   a n   e f f icie n s c h ed u li n g   al g o r ith m .   Ge n er all y ,   t h clo u d   s er v ice  p r o v id er s   ch ar g es   f o r   s o m e   s p ec if ic  ti m i n ter v al   b ased   o n   t h a m o u n o f   s to r ag e.   E x e cu tio n   co s ts ,   co m m u n icatio n   co s ts ,   an d   s to r ag e   co s ts   ar co n s id er ed   in   clo u d   co m p u ti n g .   VM 's  to tal  ex e cu tio n   co s is   t h co s ch ar g ed   o f   VM   p er   u n it   in ter v a an d   th ex ec u tio n   ti m o f   task s   o n   t h at  VM .   Ma th e m atica ll y ,   th to tal  ex ec u tio n   co s ( T E C )   o f   VM   is   s h o w n   in   ( 8 ) .         =     , = 1 × :       ( 8 )     Si m i lar l y ,   t h to tal  ex ec u tio n   co s t o f   w o r k f lo w   W   is   g i v en   i n   ( 9 )   [ 7 ] ,      =    , = 1 × :       ( 9 )     w h er   is   t h co s t   o f   t y p e - V in s tan ce   f o r   u n it   t i m e   in   th clo u d   d ata  ce n ter .     is   t h t i m p er io d   f o r   w h ic h   th u s er   u s es t h r eso u r ce s .      is   th e x ec u t io n   ti m o f   t ask     b y   t y p e - i V i n s tan ce .   W h en   th e   tas k   is   a llo tted   o n   t h d i f f er e n m ac h i n es,  th e   co m m u n icatio n   co s t   is   al s o   in c l u d ed .   I t   is   also   k n o w n   as d ata  tr an s f er   co s t a n d   m a th e m atica l l y   s h o w n   i n   ( 1 0 )   [ 1 9 ] ,              =    ( , ) ( , )   ( 1 0 )     w h er    is   t h co m m u n icatio n   co s b et w ee n   ta s k s     an d    ( , )   is   th len g th   o f   t h o u tp u f i le  o f   t as k     an d   ( , )   is   t h b an d w id th   b e t w ee n   t h r eso u r ce s .   I f   th e   task s   ar o n   th s a m m a ch in e,   t h e   co m m u n icatio n   co s    b ec o m e   ze r o .   Oth er   t y p es  o f   co s t s   i n clu d t h co s t   o f   s to r in g   th task s   o n   t h e   r eso u r ce .   T h is   t y p o f   co s d ep en d s   u p o n   t h s ize  o f   t h t ask   allo tted   to   t h r e s o u r ce s ,   th clo u d   p r o v id er   ch ar g e,   ac co r d in g   to   t h v o l u m o f   d ata  f i les s to r ed   o n to   th m ac h i n e s .     3 . 3 .     Ut iliza t io n   T h VM   u tili za tio n   i s   t h r atio n   o f   p r o ce s s i n g   ti m a n d   m a k e s p an   an d   ex p r es s ed   u s i n g   ( 1 1 ) ,                 =     = 1     ( 1 1 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  12 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 22 8 8 0 - 895   886   w h er e,      is   th p r o ce s s i n g   ti m o f   tas k     o n   .     3 . 4 .     T hro ug hp ut   T h th r o u g h p u i s   ca lc u lated   as  t h n u m b er   o f   ta s k   in s tr u c t io n s   co m p leted   i n   a   u n it   ti m e   [ 2 0 ] .   T h th r o u g h p u t o f     is   ca lcu lated   as  p er   ( 1 2 ) ,               =    (  ) = 1   ( 1 2 )     w h er   is   t h co m p letio n   ti m o f   th   an d    (  )   is   th s ize  o f      in   m illi o n   i n s tr u ctio n s .     3 . 5 .     L o a ba la ncing   T h L o ad   b alan cin g   i s   m ea s u r ed   u s in g   t h d eg r ee   o f   i m b a la n ce   as  m en t io n ed   in   t h ( 1 3 )   [ 2 1 ] ,                =        ( 1 3 )     w h er   an d     ar m a x i m u m ,   m i n i m u m ,   a n d   av er a g to tal   e x ec u t io n   t i m e s   a m o n g   all   VM s ,   r esp ec tiv el y .   E T   ca n   b f in d   u s in g   ( 1 3 ) .     3 . 6 .     O t her   T h er ar o th er   Qo S p ar am ete r s   m e n tio n ed   in   [ 5 ] :     Scalab ilit y T h is   m etr ics  i s   u s ed   to   ch ec k   th p er f o r m an ce   o f   an   alg o r it h m   i n   t h in cr ea s in g   n u m b er   o f   n o d es.     Fau lt   to ler an ce I t   is   u s ed   to   ch ec k   th e   ca p ab ilit y   o f   t h a l g o r ith m   w o r k in g   i n   u n d er   s o m f ail u r li k lin k s ,   an d   p r o ce s s i n g   u n its .     E n er g y   co n s u m p tio n :   I s h o ws  th to tal  a m o u n o f   e n er g y   co n s u m ed   b y   th s y s te m .   T h i s   p ar a m eter   is   u s ed   to   av o id   o v er h ea ti n g   o f   p ar ticu lar   n o d b y   u s i n g   an   e f f icie n en er g y - s a v i n g   lo ad   b alan cin g   alg o r ith m .       4.   H YB RID SCH E D UL I N G   A L G O R I T H M S   Fro m   t h liter at u r e,   w f o u n d   th at  m o s t   o f   t h p r o p o s ed   h y b r id   alg o r ith m s   w er t h co m b i n atio n   o f   th p o p u lar   m e ta - h e u r is tic  al g o r ith m s   li k p ar ticle  s w ar m   o p ti m izatio n   ( P SO)   [ 2 2 ] ,   g en etic  alg o r ith m s   ( G A )   [ 2 3 ] ,   an co lo n y   o p ti m izatio n   ( AC O)   [ 2 4 ] ,   o r   its   v ar ian ts .   W class i f y   th e   h y b r id   alg o r it h m   ac co r d in g   to   th e   in v o l v ed   al g o r ith m s   d u r in g   t h h y b r id izatio n ,   a s   s h o w n   i n   Fig u r 7 .   T h f o llo w in g   s u b - s ec tio n   w i ll  r ev ie w   th h y b r id   alg o r ith m s   ar p er   th class if icatio n .           Fig u r 7 .   C lass if ica tio n   o f   h y b r id   s ch ed u li n g   al g o r it h m s   in   cl o u d   co m p u ti n g       4 . 1 .     H y brid us ing   P SO   Sh ir v an i   [ 2 5 ]   p r o p o s ed   h y b r id   d is cr ete  p ar ticle  s w ar m   o p ti m izatio n   ( HDP SO)   al g o r it h m ,   w h ich   w a s   d esig n ed   u s i n g   d is cr ete  p ar ticle  s w ar m   al g o r ith m   a n d   h ill - cli m b i n g   al g o r ith m .   T h b asic  id ea   w as  to   u s h il l - c li m b i n g   alg o r it h m   f o r   lo ca s ea r ch   to   b alan c b etw ee n   ex p lo r atio n   an d   e x p lo itatio n .   T h o b j ec tiv Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8708         Hyb r id   s ch ed u lin g   a lg o r ith ms in   clo u d   co mp u tin g :   a   r ev iew   ( N ee r a j A r o r a )   887   w a s   to   m i n i m ize  th e   m a k e s p an .   T h HDP SO   p er f o r m ed   b et ter   in   s c h ed u le   len g t h   r atio   ( S L R ) ,   Sp ee d - Up ,   a n d   ef f icien c y   th a n   th o th er   ex iti n g   h eu r i s tics   ap p r o ac h es  an d   m eta - h e u r is tics   ap p r o ac h es  lik G A ,   P SO .   I n   th n ea r   f u tu r e,   t h au t h o r s   w ill co n s id er   th m a k esp an   a n d   co s t o b j ec tiv es f o r   o p ti m izi n g   th s ch ed u li n g .   Do m an al  e a l.   [ 2 6 ]   p r esen te d   th alg o r it h m ,   w h ic h   w as  t h h y b r id   v er s io n   o f   m o d i f ie d   P SO  an d   Mo d if ied   C at  S w ar m   A l g o r ith m t h al g o r ith m   r ed u ce d   t h a v er ag r esp o n s ti m e.   I t   in cr ea s ed   r eso u r ce   u tili za t io n   co m p ar ed   w it h   r o u n d - r o b in   ( R R ) ,   m o d if ied   P SO  ( MP SO ) m o d if ied   ca s w ar m   o p ti m iza tio n   ( MCS O ) ,   AC O,   a n d   E x ac al g o r ith m .   T h s i m u lato r   u s ed   was  P y Si m   to   v alid ate  t h r e s u l ts .   T h a u th o r s   w il l   co n s id er   th d y n a m ic  s ch ed u li n g   i n   w h ich   ta s k s   w ill  b en te r in g   t h clo u d   w it h   d if f er en i n ter - ar r i v al  ti m es  i n   f u tu r w o r k .   J en et  a l.   [ 2 7 ]   w a s   co n s id er   m o d i f ied   p ar ticle  s w ar m   o p ti m izatio n   ( MP SO)   an d   i m p r o v ed   th Q - lear n in g   al g o r ith m   to   p r o p o s h y b r id   alg o r ith m   n a m ed   QM P SO  f o r   lo ad   b alan cin g   in   clo u d   co m p u ti n g .   T h v elo cit y   i n   MP SO  i s   ad j u s ted   u s in g   t h b es ac tio n   g e n er a ted   b y   t h i m p r o v ed   Q - lear n i n g   alg o r it h m .   T h o b j ec tiv es  o f   th al g o r i th m   wer to   o p tim ize  t h m a k esp a n ,   th r o u g h p u t,  an d   en er g y   u tili za tio n .   T h r esu lts   w er v alid ated   u s in g   th e   C lo u d Si m   3 . 0 . 3   s i m u lato r .   T h r es u lts   s h o w ed   r ed u ctio n   i n   t h e   w aiti n g   ti m e   o f   th e   task s   co n ce r n in g   MP SO  a n d   Q - lear n i n g   al g o r ith m s .   I n d ep en d en ta s k s   w er co n s id er ed   f o r   t h e   i m p le m en ta tio n   i n   th n ea r   f u t u r as th a u t h o r s   co n s id er ed   o n l y   t h d ep en d en t ta s k s .   Fire f l y   al g o r ith m   w as  co m b in ed   w it h   a n   i m p r o v ed   P SO  al g o r ith m   ( I P SO)   to   m ak a n o t h er   h y b r id   alg o r ith m   n a m ed   I P SO - Fire f l y   al g o r ith m   [ 2 8 ] .   T h e   b asic  id ea   w as  to   u s t h f ir e f l y   al g o r ith m   f o r   p r o v id in g   th in i tial  s o l u tio n   o f   I P SO.  T h I P SO - Fire f l y   al g o r ith m   p er f o r m ed   w el in   ter m s   o f   av er ag lo ad ,   av er ag e   tu r n ar o u n d   ti m e,   av er ag r esp o n s ti m co m p ar ed   to   R R ,   F C FS ,   SJ F,  G A ,   I P SO,  P SO,  Fire f l y .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   co n v er g ed   f a s in   c o m p ar is o n   to   o th er   s tate - of - ar alg o r ith m s .   T h s i m u lato r   u s ed   w as  M A T L A B   s o f t w ar f o r   ca r r ied   o u t w o r k .   Ma n s o u r et  a l.   [ 2 9 ]   p r o p o s ed   h y b r id   task   s ch ed u li n g   alg o r ith m   u s i n g   th f u zz y   s y s te m   a n d   m o d i f ied   p ar ticle  s w ar m   o p tim izatio n   tech n iq u es.  T h o b j e ctiv es  w er to   m i n i m ize  m ak e s p an   an d   m ax i m ize   r eso u r ce   u tili za tio n .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   ( FMP SO)   i n cr ea s ed   th e   ex p lo r atio n   ab ilit y   b y   i n tr o d u cin g   f o u r   m o d i f ied   v elo cit y   u p d atin g   m eth o d s .   Fu r t h er ,   th cr o s s o v er   an d   m u ta tio n   o p er ato r   is   co m b in ed   w it h   th P SO   alg o r ith m   f o r   m o r i m p r o v e m en t.  T h r es u lt s   s h o w ed   i m p r o v e m e n in   th e   d eg r ee   o f   i m b alan ce ,   m a k esp an ,   ex ec u t io n   ti m e,   ef f icie n c y ,   an d   im p r o v e m en r atio   co m p ar ed   to   s tan d ar d - P SO  ( SP SO ) s tan d ar d - G A   ( SG A ) m o d i f ied - PS ( MP SO ) ,   an d   s tan d ar d   GA   w ith   f u zz y   th eo r y   ( FUGE )   alg o r ith m .   T h p r ec e d en ce   o f   task s   a n d   f au lt to ler an ce   p ar a m eter   w ill  b co n s id er ed   f o r   f u r th er   s t u d y   in   t h f u t u r e.   Do r d aie  an d   Nav i m ip o u r   [ 3 0 ]   u s ed   h il l - c li m b i n g   al g o r ith m   f o r   lo ca s ea r c h   to   m o d i f y   t h e x is ti n g   P SO  alg o r it h m   a n d   p r o p o s ed   h y b r id   p ar ticle  s w ar m   o p ti m izat io n   a n d   h ill - cli m b i n g   alg o r ith m   f o r   ta s k   s ch ed u lin g   in   t h clo u d   en v ir o n m e n t.  T h aim   w a s   to   r ed u ce   th m ak e s p an   o f   tas k   s ch e d u lin g .   T h au th o r s   u s ed   C #   in   an   A z u r clo u d   e n v ir o n m en t to   g en er ate   th e   ex p er i m en t r es u lts .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   a n d   s o m e   ex is t in g   alg o r it h m s   w er tes ted   u n d er   r an d o m   a n d   s cien tif ic  D A to   s h o w   t h ef f ic ien c y   i n   ter m s   o f   m ak e s p an   a n d   f o u n d   b en ef icia co m p ar ed   to   o th er   alg o r ith m s .   I n   th f u t u r e,   r ea l - w o r ld   D A w a s   u s ed   to   test   th p r o p o s ed   alg o r ith m   b y   co n s id er in g   lo ad   b alan ci n g .   J an an d   P o r a y   [ 3 1 ]   u s ed   t wo   p o p u lar   b io - in s p ir ed   m eta - h eu r i s tics   al g o r ith m s ,   g e n etic   an d   P SO   alg o r ith m ,   f o r   task   s c h ed u lin g   in   clo u d   co m p u ti n g .   T h o b jectiv is   to   r ed u ce   th r esp o n s t i m o f   t h VM .   T h au th o r s   u s ed   t h C lo u d Si m   s i m u lato r   to   s i m u late  t h p r o p o s ed   alg o r ith m   a n d   ev al u a ted   w it h   Ma x - Mi n   an d   m i n i m u m   e x ec u tio n   t i m alg o r ith m .   T h r esu lt s   s h o w ed   t h at  t h p r o p o s ed   alg o r i th m   m in i m ize s   t h e   w ait in g   ti m a n d   r esp o n s ti m e.   T h a u t h o r   w ill   co n s id er   d y n a m ic  tas k   allo ca tio n ,   m i n i m izatio n   o f   elec tr ic   co s t,  an d   in ter n a l c o m m u n icat io n s   i n to   ac co u n t i n   t h n ea r   f u tu r e.   Ver m an d   Ka u s h al  [ 3 2 ]   p r o p o s ed   h y b r id   m u lti - o b j ec tiv p ar ticle  s w ar m   o p ti m iza tio n   ( HP SO)   f o r   s cien t if ic  w o r k f lo w   s c h ed u li n g   p r o b lem s   i n   th I aa clo u d   en v ir o n m e n t.  T h p r o p o s ed   alg o r ith m   ( HP SO)   u s ed   m u lti - o b j ec tiv p ar ticle  s w ar m   o p ti m iza tio n   a lg o r i th m   w it h   a   lis t - b ased   h e u r is t ic  i.e . ,   b u d g et  a n d   d ea d lin co n s tr ai n ed   h eter o g e n eo u s   ea r lies f i n is h   t i m ( B DHE FT ) .   T h f it n e s s   f u n ctio n   w as  co m p o s ed   o f   t w o   co n f lic tin g   o b j ec tiv es  m a k esp an   a n d   co s u n d er   t h d ea d lin an d   b u d g et  co n s tr ain t s .   T h au th o r s   e x ten d   th f u n ctio n al it y   o f   C lo u d Si m   f o r   w o r k f lo w   s ch ed u li n g   f o r   s i m u lat io n   an d   an al y s is   o f   r es u lts .   T h s i m u la tio n   r esu lt s   s h o w ed   th at  t h p r o p o s ed   HP SO  co n v er g ed   f ast  a n d   h as   u n i f o r m   s p ac in g   a m o n g   t h s o l u tio n s   co m p ar ed   w ith   o t h er   s tate - of - ar m u lt i - o b j ec tiv m e ta - h e u r i s tics   li k n o n - d o m in a ted   s o r g en et ic  alg o r it h m - II  ( NSG A - II ) m u lt i - o b j ec tiv P SO  ( MO P SO ) ,   an d   f u zz y   d o m in an ce   s o r b ased   d is cr ete  P SO  ( ϵ - FDP SO ) .   So m e   o th er   Qo co n s tr ain t s ,   lik r el iab ilit y ,   tr u s m a n a g e m e n t,  V m ig r atio n ,   w ill  b co n s id er ed   f o r   f u tu r w o r k .   C o n ce p ts   li k n e u r al  n et w o r k s ,   an d   f u zz y   lo g ic  ca n   b test ed   to   im p r o v t h p r o p o s ed   alg o r ith m .   A   h y b r id   h e u r is tic  b ased   o n   p ar ticle  s w ar m   o p ti m izatio n   ( P SO)   an d   g r av itat io n   s ea r c h   alg o r ith m s   ( GSA )   w as  p r o p o s ed   in   [ 3 3 ]   f o r   w o r k f lo w   s c h ed u li n g   in   t h clo u d   e n v ir o n m e n t.  T h s i m u latio n   w as  d o n e   u s i n g   th C lo u d S i m   to o l k it  w it h   t h a m az o n   E C 2   r ef er e n cin g   p r ice.   T h p r o p o s ed   al g o r ith m   n o ti f ie s   t h e   s ig n i f ica n r ed u ct io n   in   co s co m p ar ed   to   e x i s tin g   n o n - h e u r is tic,   P SO,  an d   GS alg o r i th m   u n d er   d ea d li n e   co n s tr ain t.  On ca n   i m p r o v t h p r o p o s ed   alg o r ith m   b y   c h o o s in g   th VM   n u m b er   ac co r d in g   to   th h is to r ical   d ata   in   f u t u r w o r k .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  12 ,   No .   1 Feb r u ar y   20 22 8 8 0 - 895   888   Au t h o r s   p r o p o s ed   T w o - h y b r id   alg o r it h m s   in   [ 3 4 ]   n a m ed   b e s t f i t P SO ( B FP SO)   a n d   P SO - t ab u   s ea r c h   ( P SOT S) .   T h b asic  id ea   o f   B FP SO  w as  to   in it ialize  th P S u s i n g   t h B est  f it  alg o r it h m   in s tead   o f   r an d o m   v alu e s .   I n   P SOT S,  th lo ca s ea r ch   ab il it y   w a s   i m p r o v e d   b y   ap p l y   T ab u   s ea r ch   ( T S )   to   P SO.  B o th   th p r o p o s ed   h y b r id   alg o r ith m s   p er f o r m ed   b etter   in   ter m s   o f   m ak esp an ,   co s t,  a n d   r eso u r ce   u t ilizatio n   co m p ar ed   to   s tan d ar d   P SO  w h e n   s i m u la ted   u s i n g   th C lo u d S i m   to o lk i t.  T h au th o r s   p lan   to   i m p r o v th e   s ta n d ar d   P SO  u s i n g   o th er   g r ee d y   m et h o d s   in   th f u t u r e.     Geo r g [ 3 5 ]   p r o p o s ed   a   h y b r id   p ar ticle  s w ar m   o p ti m izat i o n ,   an d   m u l ti  o b j ec tiv b at  alg o r ith m   ( P SO - MO B A )   a lg o r it h m   f o r   m i n i m izi n g   th p r o f i u s i n g   r eso u r ce   s c h ed u li n g ,   lo w   p o w er   co n s u m p tio n   i n   clo u d   c o m p u ti n g .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   w as  t h co m b i n atio n   o f   P SO  an d   m u lti - o b j ec tiv b at  a lg o r it h m   ( MO B A )   an d   r eso l v ed   th g lo b al  co n v er g e n ce   p r o b le m .   I n   t h f u t u r e,   o th er   f ac to r s   w ill  b e   in cl u d ed   to   r ed u ce   th co s t a n d   m ax i m ize  th p r o f it.     4 . 2 .     H y brid us ing   GA   T h alg o r ith m   h y b r id   elec tr o   s ea r ch   w it h   g en e tic  al g o r ith m   ( HE SG A )   w as   p r o p o s ed   b y   V ellian g ir i   et  a l.   [ 3 6 ]   to   o p ti m ize   t h e   r es u lts   i n   ter m s   o f   m a k esp a n ,   e x ec u tio n   ti m e,   a n d   co s t .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   tak es   ad v a n tag e   o f   b o t h   t h i n v o l v ed   al g o r ith m s .   T h G A   w a s   ad eq u ate   to   ac h iev e   th e   lo ca o p ti m izatio n   r esu lt s   w h ile  t h elec tr o   s ea r c h   al g o r ith m   b est  ac h ie v ed   th e   g lo b al  r esu l ts .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   i s   test ed   u s i n g   C lo u d Si m   3 . 0 . 3   s i m u lat o r   an d   f i n d s   th at   th e   p r o p o s ed   alg o r ith m s   o u tp er f o r m   t h at  GA ,   E S ,   AC O,   a n d   h y b r id   p ar ticle  s w ar m   o p ti m i za tio n   g en et ic  al g o r ith m   ( HP SOG A ) .   T h d ep en d en c y   o f   task s   a n d   s cie n ti f ic   w o r k f lo w   w ill   ev al u ate   o th er   p ar a m eter s   li k t h d e g r ee   o f   i m b ala n ce   a n d   e n er g y   e f f ici en c y   i n   t h f u t u r w o r k s .     A ziza   a n d   Kr ich e n   [ 3 7 ]   co n s i d e r   th d ep en d en c y   o f   tas k s   a n d   p r o p o s ed   h y b r id   alg o r ith m   w it h   t w o   p o p u lar   Hete r o g en eo u s   ea r lie s f i n i s h   t i m ( HE FT )   an d   GA   al g o r ith m s ,   n a m ed   h y b r id   o f   HE FT   an d   GA  ( HE FT - GA ) .   T h i n itia p o p u latio n   o f   G is   in itialized   u s i n g   t h r es u lt  g e n er ated   b y   t h HE F T   alg o r ith m .   T h HE FT GA   ex p er i m en ted   w it h   r ea w o r k   s cie n ti f ic  w o r k f lo w s   li k Mo n tag e,   C y b er s h ak e,   E p i g en o m ics ,   L aser   i n ter f er o m eter   g r a v itati o n al - w a v o b s er v ato r y   ( L I G O ) ,   an d   s R N A   id e n ti f icatio n   p r o to co u s in g   h i g h -   th r o u g h p u tec h n o lo g ies  ( SIP HT )   to   o p tim ize   th r e s u l ts   i n   ter m s   o f   e x ec u tio n   ti m a n d   ex ec u t io n   co s u s in g   th w o r k f lo w s i m   s i m u lato r .   P o w er   co n s u m p tio n   w ill b co n s id er ed   in   f u tu r w o r k .   T h Gen etic  alg o r ith m   w as  co m b i n ed   w ith   t h g r a v itatio n al  s ea r ch   al g o r ith m   to   o v er co m t h e   d r a w b ac k   o f   g r a v itat io n al  s e ar ch   b y   s to r in g   t h b est  p ar t icle  p o s itio n   [ 3 8 ] .   C h au d h ar y   a n d   Ku m ar   [ 3 8 ]   p r o p o s ed   h y b r id   g e n etic - g r a v itatio n al  s ea r c h   al g o r ith m   ( HG - G S A )   to   r ed u ce   t h to tal   co s t.  T h p r o p o s ed   alg o r ith m   r ed u ce s   t h to tal  co s an d   in cr ea s e s   u til izatio n   co m p ar ed   w it h   P SO,  C lo u d - G S A ,   an d   lin ea r   i m p r o v ed   GS A   ( L I GS A - C )   ap p r o ac h es.  T h s i m u la to r   u s e d   w as  C lo u d Si m   3 . 0 . 3 .   I n   th e   f u tu r e,   t h au t h o r s   w il f o c u s   o n   t h n e w   h y b r id   alg o r ith m   b ased   o n   t h b io - i n s p ir ed   h eu r is t ics.  T h au t h o r s   w il also   w o r k   o n   th co n ce p t s   b ased   o n   t h ce n t er   o f   m a s s - b ased   cr o s s o v er   an d   d iv er s it y - b ased   cr o s s o v er   te ch n iq u es  to   r ed u ce   co s ts   in   t h f u t u r e.   Nate s an   a n d   C h o k k ali n g a m   [ 3 9 ]   p r o p o s ed   h y b r id   m u l ti - o b j ec tiv ta s k   s c h ed u li n g   alg o r ith m   co m b i n i n g   w h ale  o p ti m izatio n   al g o r ith m   ( W O A )   w it h   G A   to   o p ti m ize  m a k esp a n   an d   co s t,  en ac t m en t   a m elio r atio n   r ate  ( E AR ) .   T h e   b asic  id ea   w as  f ir s to   u s W OA   a n d   u p d ate  th w o r s ch r o m o s o m u s i n g   t h e   GA   al g o r ith m 's  o p er atio n s   li k cr o s s o v er   an d   m u tatio n .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m ,   n a m ed   W h ale  Gen etic   Op t i m izatio n   A l g o r ith m ,   w as  s i m u lated   u s i n g   C lo u d Si m   s i m u lato r   an d   f o u n d   t h at  it  g a v o p tim ized   r esu lt s   in   co m p ar is o n   to   o th er   s tan d ar d   alg o r ith m s   li k f ir s co m f ir s s er v e,   Mi n - Min ,   Ma x - Min   alg o r it h m .   T h e   p r o p o s ed   alg o r ith m   w as   also   p er f o r m ed   b etter   i n   c o m p ar is o n   to   s ta n d alo n G A   a n d   W O A .   T h au th o r s   w i ll   co n s id er   o th er   p ar am e ter s   li k e   en er g y   co n s u m p t io n ,   s ec u r it y ,   an d   r eliab ilit y   in   t h n ea r   f u t u r e.     Sric h a n d an   et  a l.   [ 4 0 ]   p r o p o s ed   h y b r id   m u lti - o b j ec tiv g en etic  an d   b ac ter ial  f o r ag i n g   alg o r ith m   n a m ed   M HB F A ,   f o r   task   s c h ed u li n g   in   clo u d   co m p u ti n g .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   ta k es  ac co u n o f   t h e   ad v an ta g es  a n d   d is ad v a n ta g e s   o f   t h in v o l v ed   alg o r ith m s .   T h g en etic  a lg o r it h m   h a s   lo w   lo ca s ea r ch   ca p ab ilit y   b u e x ce lle n i n   g l o b al  s ea r ch   w h ile   b ac ter ial  f o r ag in g   w as  g o o d   in   lo ca s ea r ch   b u d ef icien i n   g lo b al  s ea r ch .   T h t w o   o b j ec tiv es,  m ak e s p an ,   an d   en er g y ,   wer co n s id er ed   f o r   t h e   m in im i z a t i o n   o f   t h e   f i tn es s   f u n c t i o n .   T h e   s im u la t i o n   ex p e r im en t s   w e r e   c a r r i e d   o u t   u s in g   M a tl a b   R 2 0 1 3 a .   T h e   p r o p o s e d   a l g o r ith m   m in im i z es   th e   m ak e s p an   an d   r e d u c es   en e r g y   c o n s u m p ti o n   in   c o m p a r is o n   w ith   GA ,   PS O ,   b ac ter ial  f o r ag i n g   alg o r ith m   ( B FA ) .   T h e   s a m w o r k   ca n   b ca r r ied   o u u n d e r   d e p e n d e n t   t a s k s .   T h e   f u r t h e r   i m p r o v e m e n t   i n   t h e   p r o p o s e d   a l g o r i t h m ' s   c o n v e r g e n c e   r a t e   w a s   p o s s i b l e   b y   r e d u c i n g   e x t r a   t i m i n g   t a k e n   b y   t h e   c r o s s o v e r   a n d   m u t a t i o n   o p e r a t i o n s   i n   t h f u t u r e.     Ma n asra h   an d   A li   [ 4 1 ]   u s ed   th t w o   m o s p o p u lar   b io - in s p ir ed   alg o r ith m s ,   th g en e tic  alg o r ith m   a n d   th p ar ticle  s w ar m   o p ti m izati o n   alg o r it h m ,   to   p r o p o s n e w   h y b r id   G A - P SO  a lg o r it h m   f o r   w o r k s   f lo s ch ed u lin g   i n   clo u d   co m p u tin g .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   s ta r ted   w it h   th r a n d o m   p o p u lati o n ,   th e n   ap p lied   th g en et ic  al g o r ith m   f o r   th f ir s t   h al f   o f   th iter atio n .   T h s o l u tio n s   g en er ated   b y   th g e n et ic  alg o r it h m   w er in itiated   a s   t h e   in itial p o p u lati o n   o f   P SO.  Fo r   th e   latter   h a lf   o f   th iter atio n ,   P SO  w a s   r u n   t o   cr ea te  th o p ti m a l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8708         Hyb r id   s ch ed u lin g   a lg o r ith ms in   clo u d   co mp u tin g :   a   r ev iew   ( N ee r a j A r o r a )   889   s o lu tio n .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   s i m u lates  u s in g   t h W o r k f lo w Si m   s i m u lato r   u n d er   th r ea s cie n ti f ic   w o r k f lo w s   li k Mo n ta g e,   C y b er Sh ak e,   E p i g en o m ic s ,   an d   L I GO.   T h s i m u la tio n   r es u lt s   s h o w ed   t h p r o p o s ed   alg o r ith m   o u tp er f o r m ed   ex i s t in g   s tate - of - ar al g o r ith m s   li k G A ,   P SO,  HSG A ,   W o r k f lo w   Sc h ed u lin g   f o r   p u b lic  clo u d   u s i n g   g en e tic  alg o r ith m   ( W SG A ) ,   an d   Min - m i n   b ased   ti m an d   co s tr ad eo f f   ( M T C T )   alg o r i th m   in   to tal  e x ec u tio n   ti m a n d   to tal  ex ec u tio n   co s t.  T h s a m w o r k   ca n   b ex te n d ed   b y   co n s id er in g   m o r th a n   o n d ata  ce n ter   i n   h e ter o g e n eo u s   e n v ir o n m e n t.  T h s a m e   w o u ld   b i m p r o v ed   b y   co n s i d er in g   t h d y n a m ic   w o r k f lo w   t h at  ca n   c h an g t h task s '   ch ar ac ter is t ics d u r i n g   th r u n - ti m e.   L o h e s w ar an   a n d   P r em alat h [ 4 2 ]   p r o p o s ed   a   h y b r id   alg o r ith m   co m b in in g   th g en et ic  alg o r ith m   ( GA )   an d   i n v asi v w ee d   o p tim izatio n   ( I W O)   n a m ed   G A - I W O.   T h au th o r s   i m p r o v ed   t h g e n etic  al g o r ith m   as  G A   h as  p r e m atu r co n v er g en ce   an d   co m p l ex i t y   b y   co m b in i n g   w it h   t h I W alg o r it h m .   T h au th o r s   ta k e   s ch ed u le  le n g th   a s   a n   o b j ec tiv a n d   f o u n d   t h at   th e   p r o p o s ed   alg o r ith m   lo w er s   t h a v er ag s c h ed u le  le n g t h   co m p ar ed   to   o th er   ex is tin g   al g o r ith m s .   An o th er   h y b r id   e v o lu t io n ar y   w o r k f lo w   s ch ed u li n g   alg o r it h m   n a m ed   lin e w is ea r lie s f i n is h   ti m e   ( L E FT )   w as   p r o p o s ed   b y   Na s o n o v   et  a l.   [ 4 3 ] .   T h p r o p o s e d   alg o r ith m   u s ed   th e   HE FT   an d   G A   al g o r it h m 's   b est ch ar ac ter is tics   a n d   u s ed   a n   alter n ati v f o r   ex i s ti n g   HE F T   in   th in i tial p o p u latio n   g en er atio n   f o r   G A .   T h e   ob j ec tiv tak e n   in to   ac co u n w a s   m a k esp a n .   Si m u la tio n   e x p er i m e n r esu lts   i n   co m p u ta tio n al  en v ir o n m e n s i m u lato r   s h o w   t h at  t h e   p r o p o s ed   alg o r it h m   w o r k s   b etter   th an   t h tr ad itio n al  HE FT   alg o r ith m   i n   d y n a m ic   h eter o g e n eo u s   d i s tr ib u ted   co m p u tat io n al  e n v ir o n m en t .   T h w o r k   ca n   b ex ten d ed   to   m u lti - h e u r is tics   s ch e m w h er d if f er e n h eu r i s tics   w ill b u s ed   p ar allell y   in   t o u r n a m en m o d f o r   b etter   r esu lts .   Ka m ali n ia   an d   Gh a f f ar [ 1 1 ]   p r o p o s ed   h y b r id   m eta - h eu r i s tic  ta s k   s c h ed u l in g   m et h o d   c o m b i n i n g   th Gen e tic  an d   d if f er en tial  ev o lu tio n   ( DE )   alg o r it h m s .   T h p r o p o s ed   n o v el  h y b r id   g e n etic   alo n g   w it h   t h DE   alg o r ith m .   T h b asic  id ea   w as   to   ap p ly   G A ,   a n d   t h s o lu tio n   g e n er ated   b y   G A   w as  t h i n itial  p o p u latio n   o f   th DE   al g o r ith m .   T h s i m u lat io n   w as  d o n u s in g   Vi s u a St u d io   2 0 1 3   an d   th C # . n e p r o g r a m m in g   la n g u a g e.   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   i m p r o v es  r eso u r ce   e f f icien c y   an d   m i n i m izes   th e   m ak e s p an   co m p ar ed   w it h   HE FT   ( Up R an k ,   Do w n R a n k ,   an d   L e v elR a n k )   an d   B in ar y   g e n etic  alg o r ith m   ( B GA ) .   T h p r o p o s ed   n o v el  ap p r o ac h   also   r ed u ce s   t h cr itical  p at h   an d   r ed u ce   co m m u n icatio n   co s a m o n g   t h p r o ce s s o r s .   I n   f u t u r w o r k ,   th e   h y b r id izatio n   ca n   b d o n u s i n g   o th er   m eta - h eu r i s tic  a lg o r it h m s ,   a n d   t h p er f o r m a n ce   ca n   b an al y ze d   u s i n g   s i m u lat io n   r es u lts .   Ah m ad   et  a l.   [ 4 4 ]   u s ed   HE F T   g en er ated   s o lu t io n s   to   th e   i n itial   v al u o f   G to   p r o p o s h y b r id   g en et ic  al g o r ith m   f o r   w o r k f lo w   s ch ed u li n g   in   clo u d   co m p u tin g .   T h o b j ec tiv w a s   to   r ed u ce   t h m ak e s p an .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   w as   test ed   ag ai n s h eu r i s tics   al g o r ith m s   lik Mo d i f ied   cr itica p ath   ( MCP )   an d   HE FT ,   g en er ic  ev o lu tio n ar y   a lg o r it h m   ( P E G A ) ,   an d   r ec en tl y   p r o p o s ed   h y b r id   g en e tic  alg o r ith m s   lik e   m u ltip le  p r io r it y   q u eu e s   g e n etic  alg o r it h m   ( MP QG A )   a n d   h y b r id   s u cc es s o r   co n ce r n e d   h eu r i s tics   g e n etic   s ch ed u lin g   ( HS C G S ) .   T h r esu lt s   s h o w ed   i m p r o v e m e n t   i n   av er a g s c h ed u le  len g t h ,   l o ad   b alan cin g ,   a n d   co m m u n icatio n   to   co m p u ta tio n   r atio .   I n   t h f u tu r e,   a u th o r s   tr y   to   o p ti m ize  th s ch ed u li n g   u s i n g   m o r d ata - in te n s i v an d   co m p le x   w o r k f l o w s   li k r ea l - w o r ld   s cie n ti f ic  w o r k f lo w s .   Dela v a n d   A r y a n   [ 4 5 ]   p r o p o s ed   h y b r id   h e u r is tic  a lg o r ith m   ( HS G A )   f o r   f i n d in g   t h o p ti m al   s o lu tio n   in   ter m s   o f   m a k esp a n   an d   lo ad   b alan cin g   o f   w o r k f l o w   s c h ed u li n g   in   clo u d   co m p u tin g   e n v ir o n m e n t.  T h p r o p o s ed   h y b r id   alg o r ith m   u s ed   B est - Fi an d   R o u n d   R o b in   alg o r ith m s   to   o b tain   th g en et ic  alg o r it h m 's   in itial  p o p u latio n .   HSG A   p r o d u ce d   b etter   r esu lts   in   co m p ar is o n   to   v ar ian t s   o f   t h G alg o r ith m   w it h   an   in cr ea s i n g   n u m b er   o f   ta s k s .     4 . 3 .     H y brid us ing   ACO   Kau r   a n d   Ka u r   [ 4 6 ]   d ev elo p ed   VM   lo ad   b alan cin g   f r am e w o r k   n a m ed   H y b r id   ap p r o ac h   b ased   Dea d lin co n s tr ai n ed ,   d y n a m i VM   p r o v is io n i n g ,   a n d   lo ad   b alan cin g   ( HDD - P L B ) .   T h HDD - P L B   w as  u s ed   f o r   ev al u ati n g   t h t w o   p r o p o s ed   h y b r id   alg o r ith m s   ca lled   p r ed ict  ea r lies f i n i s h   t i m e - AC O   ( P E F T - AC O )   an d   h eter o g e n eo u s   ea r lies f i n is h   ti m e - AC ( HE FT - A C O )   us i n g   C lo u d   W o r k f lo w   Si m u lat o r .   P E F T - AC w as   th h y b r id izatio n   o f   p r ed ict  ea r lies f in i s h   ti m ( P E FT )   h eu r is tics   a n d   an co lo n y   o p ti m izati o n   ( AC O) .   HE FT - AC w as  th h y b r id izatio n   o f   Hete r o g en eo u s   E ar lies Fin i s h   T i m ( P E FT )   h eu r is ti cs  an d   an co lo n y   o p tim iza tio n   ( A C O) .   T h o b j e ctiv es   i n cl u d m ak e s p an   a n d   co s t.  T h r esu lts   s h o w   t h at   th P E FT - AC g i v e s   o p tim a l r esu l ts   i n   C y p er Sh a k e   an d   L I GO  w o r k f lo w .   T h an co lo n y   o p ti m iza tio n   ( AC O)   alg o r it h m   w a s   co m b i n ed   w ith   g en e tic  alg o r it h m   in   [ 4 7 ]   f o r   s o lv i n g   t h tas k   s ch ed u li n g   p r o b lem   i n   clo u d   co m p u ti n g   to   p r o p o s e   g en etic - a n t - co lo n y   h y b r id   Alg o r it h m .   T h b asic  id ea   w as  to   in i tializ ed   th p h er o m o n i n   AC O   w it h   t h b est   ch r o m o s o m g e n er ate  b y   G A .   T h ai m   o f   th e   p r o p o s ed   alg o r ith m   was  lo ad   b alan cin g   a n d   o p ti m al  ti m e s p an .   T h s i m u latio n   w a s   d o n u s i n g   th e   C lo u d Si m   s i m u lato r   an d   f o u n d   th at  t h p r o p o s ed   alg o r ith m   p r o d u ce d   g o o d   r esu lts   in   t er m s   o f   ac co u n ted   o b j ec tiv es  co m p ar ed   to   s tan d a r d   GA   an d   A C O.   I n   th f u tu r e,   th s a m ex p er i m e n t s   w ill  b co n d u cted   in   th e   r ea l c lo u d   en v ir o n m e n t to   f o r m   m o r p r ac tical  r esu l ts .   Gh u m m a n   an d   Ka u r   [ 4 8 ]   p r o p o s ed   h y b r id   s ch ed u li n g   alg o r ith m   u s i n g   i m p r o v ed   m ax - m i n   a n d   AC alg o r it h m   f o r   lo ad   b al an cin g   i n   clo u d   co m p u ti n g .   T h o b j ec tiv w as  to   m i n i m ize  th m a k esp a n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.