
【計】 multilevel algorithm
【計】 many stages; multiclass; multistep
algorithm; arithmetic
【計】 ALG; algorithm; D-algorithm; Roth's D-algorithm
【化】 algorithm
【經】 algorithm
在計算機科學與系統工程領域,多級算法(multi-level algorithm)指通過分層遞進結構實現複雜問題求解的計算方法,其核心特征是将原始問題分解為多個粒度層次,通過疊代優化提升全局解的質量。該術語對應的英文表述包含"multi-level algorithm"和"hierarchical algorithm"兩種主流譯法,具體選擇取決于應用場景:前者多用于數值計算領域,後者常見于控制系統設計。
這類算法的典型實現包含三個階段:
在工程實踐中,多級算法已成功應用于超大規模集成電路布線設計(參考《VLSI Physical Design: From Graph Partitioning to Timing Closure》)、天氣預報模型降階(見Journal of Computational Physics vol. 231)以及社交網絡社區檢測(Nature Communications 12, 87)等領域。其數學表達可表示為: $$ begin{aligned} &min_{x_0} f_0(x0) text{s.t.} quad &x{k} = R{k}^{k+1}x{k+1}, quad k=0,...,L-1 end{aligned} $$ 其中$R_{k}^{k+1}$表示從第k+1層到k層的限制算子。
“多級算法”在計算機科學中通常指多級反饋隊列調度算法(Multilevel Feedback Queue Scheduling),主要用于操作系統的進程調度領域。其核心思想是通過多個不同優先級的隊列動态調整進程的執行順序,兼顧短任務優先和長任務的公平性。
多級隊列結構
系統設置多個隊列(如Q1、Q2、Q3等),優先級依次降低。高優先級隊列中的進程會優先被CPU調度,隻有當高優先級隊列為空時,才會處理低一級隊列中的進程。
動态反饋機制
隊列内調度策略
每個隊列内部采用時間片輪轉法(Round-Robin),确保同隊列進程的公平性。例如,Q1可能分配較短時間片(如5ms),Q2分配較長時間片(如10ms)。
優勢與應用
在非操作系統領域,“多級”可能指分階段處理問題的算法設計模式(如多級緩存、多級決策),但需結合具體上下文判斷。若需進一步探讨其他場景,可提供更多背景信息。
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