I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b er   20 25 ,   p p .   5 9 8 6 ~ 6 0 0 0   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 6 . pp 5 9 8 6 - 6 0 0 0           5986       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   A sy stema tic  revi ew of h euristic  an d meta - h euristic   metho ds for  dy na mic tas k sch eduling  in  fog  com puting env iro n ments       H a m ed  T a lho un i 1, 2 ,   No ra ida   H a j i A li 1 F a riza h Yunu s 1 ,   S a leh A t iewi 3 ,   Ya zr ina   Ya hy a 4   1 F a c u l t y   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   M a t h e mat i c s ,   U n i v e r si t i   M a l a y s i a   Te r e n g g a n u ,   Te r e n g g a n u ,   M a l a y s i a   2 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   I n f o r m a t i o n   S y st e ms,  A l - H u ss e i n   B i n   T a l a l   U n i v e r si t y ,   M a a n ,   J o r d a n   3 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 l - H u ssei n   B i n   Ta l a l   U n i v e r si t y ,   M a a n ,   Jo r d a n   4 F a c u l t y   I n f o r mat i o n   S c i e n c e   a n d   Te c h n o l o g y ,   U n i v e r s i t i   K e b a n g saa n   M a l a y si a ,   S e l a n g o r ,   M a l a y s i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   2 2 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Ma r   2 7 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Ma y   2 4 ,   2 0 2 5       Th e   d istri b u ted   f o g   n o d e   n e t wo rk   a n d   v a riab le  wo rk lo a d m a k e   tas k   d istri b u ti o n   d iffi c u lt   i n   fo g   c o m p u ti n g .   O p ti m izin g   c o m p u ti n g   re s o u rc e fo r   d y n a m ic  wo rk lo a d wit h   h e u risti c   a n d   m e tah e u risti c   a lg o rit h m h a sh o wn   p o ten ti a l.   T o   a d d re ss   c h a n g i n g   wo rk l o a d s,  th e se   a lg o rit h m e n a b le   re a l - ti m e   d e c isio n - m a k i n g .   Th is   sy ste m a ti c   re v iew   e x a m in e h e u r isti c ,   m e ta - h e u risti c ,   a n d   re a l - ti m e   d y n a m ic  jo b   sc h e d u li n g   stra teg ies   i n   fo g   c o m p u t i n g .   S tatic  m e th o d li k e   h e u risti c   a n d   m e ta - h e u risti c   a lg o rit h m c a n   h e l p   m o d if y   dyna m ic  tas k   sc h e d u li n g   in   f o g   c o m p u ti n g   sit u a ti o n s.  T h is  p a p e c o v e rs  a   c u rre n stu d y   a re a   th a stre ss e re a l - ti m e   a p p ro a c h e s,  m e ta - h e u ri stics ,   a n d   fo g   c o m p u ti n g   e n v iro n m e n ts'   d y n a m ic  n a tu re .   It  a lso   h e lp s b u il d   re li a b le  a n d   sc a lab le  fo g   c o m p u t in g   sy ste m b y   s p o t ti n g   d y n a m ic  tas k   sc h e d u l in g   tren d s ,   p a tt e rn s,  a n d   issu e s.  Th is   stu d y   su m m a rize a n d   a n a l y z e th e   late st  fo g   c o m p u ti n g   re se a rc h   o n   tas k - sc h e d u li n g   a lg o rit h m a n d   th e ir  p ro a n d   c o n t o   a d e q u a tely   a d d re ss   th e ir   issu e s.   F o g   c o m p u ti n g   tas k   sc h e d u l in g   str a teg ies   a re   d e tailed   a n d   c las sified   u sin g   a   te c h n ica tax o n o m y .   Th is   wo rk   p r o m ise to   imp ro v e   s y ste m   p e rfo rm a n c e ,   re so u rc e   u ti li z a ti o n ,   a n d   fo g   c o m p u ti n g   se tt in g s.  T h e   wo rk   a ls o   id e n ti fies   fo g   c o m p u ti n g   j o b   sc h e d u l in g   in n o v a t io n a n d   imp r o v e m e n ts.  I re v e a ls  t h e   stre n g t h a n d   we a k n e ss e o p re se n tec h n iq u e s,  p a v i n g   t h e   wa y   fo fo g   c o m p u ti n g   re se a rc h   to   a d d re ss   u n re so l v e d   d iffi c u l ti e s a n d   a n ti c ip a te fu tu re   c h a ll e n g e s.   K ey w o r d s :   C lo u d   co m p u tin g   Fo g   co m p u tin g   Heu r is tic   Me ta  h eu r is tic   T ask   s ch ed u lin g   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 :   No r aid Haji  Ali   Facu lty   C o m p u ter   Scien ce   an d   Ma th em atics,  Un iv er s iti Ma lay s ia  T er en g g a n u   2 1 0 3 0   Ku ala  Ner u s ,   T e r en g g a n u   Dar u l I m an ,   Ma lay s ia   E m ail:  aid a@ u m t.e d u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   C lo u d   co m p u tin g   o f f e r s   v ar ied   n atu r o f   c o m p u tin g - o r ien te d   s er v ices  s u ch   as  s o f twar e,   n etwo r k in g ,   s to r ag e,   an d   d ata  an aly tics   th r o u g h   i n ter n et  co n n ec tio n   t o   t h in ter n et  o f   th in g s   ( I o T )   u s er s .   T h ap p licatio n   ar ea s   o f   I o T   ar e   au g m en ted   d a y   b y   d ay ,   in clu d i n g   s m ar ag r i cu ltu r e,   s m ar t   in d u s tr y ,   m ilit ar y   s u r v eillan ce ,   a n d   s m ar tr an s p o r tatio n .   Hen ce ,   h an d lin g   m ass iv I o T   task s   at  th clo u d   lay er   ca u s es  h u g laten cy   a n d   n ec ess itates  h ig h   n etwo r k   b a n d wid th   w h ich   h ig h ly   v io late s   th s er v ice   lev el  a g r ee m en t   b etwe en   th cl o u d   s er v ice  p r o v i d er   an d   I o T   u s er s   as th d is tan ce   b etwe en   u s er s   an d   th clo u d   lay er   is   q u ite  f ar .   T o   co n q u er   th ese   is s u es,  f o g   co m p u tin g   is   in tr o d u ce d   as  b o o n   to   s atis f y   u s e r   r eq u ir e m en ts   with   lo laten cy   an d   e n er g y .   Fo g   c o m p u tin g   ( FC )   em er g es  as  d y n am ic  n etwo r k   p ar ad i g m   aim ed   at  ad d r ess in g   th ch allen g es  en co u n ter ed   b y   I o T   u s er s ,   p ar ticu lar ly   i n   ter m s   o f   d ata  p r o ce s s in g   s p ee d   an d   laten cy   i n   r etr iev al.   I t   i s   cr u cial  to   n o te  t h at  FC   d o es   not   s er v e   as  s u b s titu te  f o r   clo u d   co m p u tin g   ( C C ) r ath er ,   it  co m p lem en ts   an d   ex ten d s   its   ca p ab ilit ies.  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 - 8 7 0 8         A   s ystema tic  r ev iew   o f h eu r is tic  a n d   meta - h eu r is tic  meth o d s   fo r   d yn a mic  ta s …  ( Ha med   Ta lh o u ni )   5987   Fo g   co m p u tin g   is   s itu ated   n e ar   th I o T   d ev ices  f o r   s to r in g   an d   p r o ce s s in g   th d ata  g e n er ated   f r o m   th o s e   r eso u r ce - co n s tr ain ed   d ev ices.   As  th C C   is   s itu ated   f a r   awa y   f r o m   th e   I o T   d e v ices,  FC   b r in g s   th e   co m p u tatio n   an d   s to r ag e   f ac ilit ies  m u ch   clo s er   t o   th e   I o T   d e v ices.  T h is   p r o x im ity   n o o n ly   co n s er v es  e n er g y   b u t a ls o   en s u r es  q u ality   o f   s er v ice  ( Qo S)  f o r   I o T   d e v ices.   T o   im p r o v Qo S ,   f o g   c o m p u tin g   s y s tem s   h av b ee n   wid ely   in teg r ate d   in to   I o T   a p p licatio n s .   T h e   in teg r atio n   r e d u ce s   r ea ctio n   tim es  to   im p r o v s er v ice  d eliv er y   an d   o p e r atio n s   [ 1 ] .   Fo g   co m p u tin g   ca n   b ea s ily   in teg r ated   in to   th I o T   e n v ir o n m en b ec a u s o f   th g r o win g   p o p u lar ity   o f   v ir t u aliza tio n   i n   co n tai n er s   an d   th e   q u ick   d ev elo p m en o f   lo ca co m p u tin g   d ev ices  [ 2 ] .   Ho wev er ,   wh e n   f o g   r eso u r ce s   ar s ca tter ed ,   r eso u r ce - co n s tr ain ed ,   an d   v ar io u s ,   ef f ec ti v task   s ch e d u lin g   b ec o m es  ess en tial  f o r   e n h an ci n g   p e r f o r m an ce   [ 3 ] .   I is   th clo u d   d ata   ce n ter   th at   is   r esp o n s ib le  f o r   d if f icu lt   d u ties   b ec au s o f   its   en o r m o u s   p r o ce s s in g   an d   s to r ag ca p a city ,   wh er ea s   ac tiv ities   th at  n ee d   r ap id   r esp o n s esp ec ially   th o s r eq u ir in g   cr u c ial  d elay s   ar d eliv er e d   to   th f o g   n o d d u to   its   p r o x im ity   [ 4 ] .   Ov er al l,  f o g   co m p u t in g   r ef er s   to   d e ce n tr a l ize d   co n f ig u r at i o n   th at  co m b in e s   s y s t em   o f   m at er i al s   s t r ea m s   th a i s   h e av ily   au to m at ed   w ith   cl ien t s   an d   c lo u d   d ata  ce n ter s   s h ar in g   co m p u tin g   r e s o u r c e s   to   im p r o v th eir   co m p u ta ti o n a an d   d a ta  p r o ce s s i n g   ca p ab il it i es .   T a s k - a s s o ci at ed   d a ta  an a l y ti cs  ta ck l s ev er a co n s tr ain t s ,   s u ch   as   in s u f f i ci e n t b an d w id th   an d   la ten cy ,   an d   ar e   p r esu m ed   to   b e   a cc o m p li s h ed   b y   co m p le ti n g   d ata   co l le ct io n   ac t iv i ti e s   at   th n et wo r k   e d g e   [ 5 ] .   Mu lt ip l m e th o d s   h av e   b ee n   u s ed   f o r   o p ti m i zin g   b an d w id th   in   ta s k   s ch ed u l in g   to   r e co n c il co n f l ic tin g   d em an d s ,   in c lu d in g   q u an t ity   o f   d at a,   p r o ce s s in g   s p e cif ic at io n s ,   s e cu r i ty   r eq u ir em en t s ,   an d   n et wo r k   r eso u r ce   ac ce s s ib i li ty .   E f f ec t iv e l y   co m b in in g   t ask   s ch ed u l in g   an d   b an d w id th   o p tim iz at io n   i s   s t il l   a   ch al len g i n g   p r o b lem   d es p i te   r e ce n ac h iev em en t s   [ 6 ] .   An   ex am p le   o f   h ig h ly   d i s p e r s e d   p r o c e s s in g   i s   clo u d - f o g   f r am ew o r k ,   wh ich   co n s i s t s   o f   h et er o g e n eo u s   p r o v id e r s   w ith   s en s o f   r an g o f   co m p u ta tio n al  c ap ab il it ie s .   Fo r   th i s   r e a s o n ,   clo u d - f o g   s y s t em s   f r eq u en t ly   u ti li ze   v ir tu a l iza ti o n   ex p e r t i s to   p r o v id clo u d   an d   f o g   n o d r eso u r c es   in   th e   f o r m   o f   v ir tu a l   m ac h in e s   ( V Ms ) .   I e l im i n a te s   s e r v er   h et er o g en e ity ,   co n s o l id a te s   s e r v er s ,   an d   in c r ea s e s   r eso u r ce   u t il iz at io n   r at es  [ 7 ] .   Ho wev er ,   th d ep lo y m en o f   n ew  v ir t u a li za t io n   te ch n o lo g ie s   in   f o g   co m p u t in g   t ask   s ch ed u lin g   an d   r es o u r c a l lo ca t io n   i s   a f f e ct e d   b y   lo w   l at en cy   s er v ic es   an d   s ca r ce   r e s o u r ce s .   I n   clo u d   co m p u t in g ,   d e ta i led   co n s id e r a tio n   h a s   b ee n   g iv en   to   s ch ed u li n g   an d   lo ad   b al a n cin g .   an a ly z ed   [ 8 ] .   Al lo ca t i o n   an d   s ch ed u l in g   h av e   a   d i r ec t   im p ac o n   th e   s y s t em 's   q u al ity   o f   s er v ic e,   wh i ch   in c lu d es   en er g y   u s ag e   an d   s er v ic t im e.   I n ef f ic ien c ie s   c an   lea d   p e r f o r m an c to   d r o p .   T h u s ,   s el ec t in g   an   ef f ec tiv f o g   co m p u tin g   n o d wh i le   p r e s er v in g   Qo S   i s   c r u c ia [ 9 ] .   C o n v er s ely ,   v ar ia ti o n   in   en er g y   co n s u m p tio n   r e s u lt s   f r o m   d i s ti n c t as k   s ch ed u l in g   s tr a te g i es   o n   in t el lig en t   p r o d u c t io n   lin e s   wh er e   n u m er o u s   f o g   n o d e s   ar p o wer ed   b y   b at te r i es ;   th i s   in v ar i ab ly   g i v e s   r i s to   m u lt itu d o f   co m p l ic at io n s .   Fo r   in s tan ce ,   r e s ea r c h   d is co v er ed   th at  f r eq u en t   d ata  in ter ch an g e,   tr an s m i s s io n ,   an d   p r o ce s s in g   m ig h r es u lt  in   co n s id er ab le  r ed u c t i o n   in   b a tt er y   lif e   th r o u g h   r ap id   c o n s u m p t io n ,   h en ce   cr ea t in g   s ec u r i ty   r i s k   f o r   d at le ak ag wh en   d ev ic i s   n o ch ar g ed   i n   en o u g h   ti m [ 1 0 ] .   T h o p t im iza t io n   p r o b le m   o f   n o n d e ter m in i s ti p o ly n o m ia ( NP )   i s   th ta s k   s ch ed u l in g   m eth o d   ( n o n d e ter m in i s t ic  p o l y n o m ia t im e) - h ar d .   T o   p r o d u ce   ef f ec ti v s ch ed u l e s   in   an   ac ce p t ab l p er io d ,   m an y   m et ah eu r i s ti cs   h av b ee n   u s ed ,   in c lu d in g   th e   m o t h - f la m o p t im iza t io n   ( M FO)   alg o r i th m ,   g en et ic   alg o r it h m   ( G A) ,   an d   b e e s   l if e   a lg o r ith m   ( B L A)   [ 7 ] .   NP - c o m p l et en e s s   ch a r ac te r ize s   th r e s o u r ce   m an ag em en a lg o r it h m ,   an d   i ts   co m p lex it y   v ar ie s   wi th   t h e   tim co m p l ex i ty .   I n   f o g   co m p u t in g ,   th er ar e   th r e way s   to   m an ag r es o u r ce s   as   e f f i ci en t ly   a s   p o s s ib l e h eu r i s ti c,   m e ta - h eu r i s t ic,   an d   h y b r id   m et h o d s .   L ar g s ea r ch   s p a ce s   m a y   b e   h an d l ed   b y   m et a - h eu r i s ti t ec h n iq u e s ,   wh ich   c an   a l s o   f i n d   b et ter   r e s o u r ce   m an ag em en s o lu t io n s   in   an   a cc ep tab le   l en g th   o f   ti m [ 1 1 ] .   Op t im iza t io n ,   f u n d a m en ta co n ce p t,  p er m ea te s   v ar io u s   a s p ec t s   o f   ev er y d ay   l if in   wh i c h   th ter m   o p ti m i za tio n   in   co m p u t in g   r ef er s   t o   m ax i m i zin g   th n et wo r k   o r   p er f o r m an ce   o f   ap p l ic at i o n s   wh il u s in g   a s   f ew  r e s o u r c e s   a s   p o s s ib l e.   W h en   i co m e s   to   o p t im iz at io n ,   p o p u la ti o n - l ev e tac ti c s   m o d if y   s et   o f   r e s u l ts   a s   th p r o ce d u r p r o g r e s s es ,   b u m et a - h eu r i s ti ap p r o ac h e s   a r e   m o r ef f ec t iv a s o l v in g   r e a l - wo r ld   i s s u e s   in   r an g o f   f ie ld s ,   s u ch   a s   c o m p u ter   s ci en c an d   en g in e er in g   [ 1 2 ] .   M et a - h eu r i s ti c s   ar c r u c ia to   o p t im iz at io n .   T h e s a lg o r ith m s   ar u s u al ly   in s p ir ed   b y   n a tu r a f o r ag in g   a n d   co l lec t iv i n te l lig en c e.   T h “Af r i ca n   v u ltu r o p ti m i za tio n   a lg o r ith m ”  ( AV OA)   is   o n o f   th e   n o v el   m e t a - h eu r i s t ic s   av ai lab le .   T h e   A VO i s   s ti l in   i t s   ea r ly   s tag e s   o f   d ev e lo p m en s i n ce   it  is   n o v e s wa r m   in t el lig en c te ch n i q u e.   T h o p t i m iz at io n   p r o c e s s   i s   u n p r ed i ct ab le,   wh i ch   m ak e s   it  ch al len g in g   f o r   th AV OA  to   b al an c th p h a s e s   o f   d ev e lo p m e n an d   ex p lo r at io n .   A s   a   r e s u lt,   i s s u e s   lik lo c al  o p t im u m   s o lu tio n   an d   l im i ted   n u m b e r   o f   p o p u la tio n   s ta te s   m a y   ar i s f o r   th m eth o d   [ 1 3 ] .   On i n f r a s tr u c tu r a s   s e r v i ce ”  ( I a aS)   cl o u d   s ch e d u l in g   p r e s en ta ti o n   i s   g iv en .   Fo l lo win g   t h at   a tt en tio n   i s   d ir ec ted   to war d s   m e th o d s   th a ar e   h eu r i s ti c,   m e ta - ,   an d   h y p er - h eu r i s ti c.   Nu m e r o u s   p r o b l em s   th a t   ar e   co m p u t at io n a ll y   d if f icu lt   m ay   b ef f ec t iv ely   s o lv ed   b y   u s in g   h eu r i s t ic   an d   m et a - h eu r i s ti te ch n iq u e s .   T h m ain   o b je ct iv e   o f   th e   s u g g e s t ed   t ec h n iq u e   is   to   s h o w   th b en ef it s   o f   h eu r i s t ic   m eth o d s ,   es p ec ia l ly   f o r   p r o b lem s   in v o lv in g   t a s k   s ch ed u lin g   an d   r e s o u r c al lo c at io n   in   th e   co n tex t   o f   co m p u t er s   [ 1 4 ] .   I n   th is   s tu d y ,   s y s tem atic  r ev iew  is   co n d u cted   b y   f o c u s in g   o n   th h eu r is tic  an d   m et a - h eu r is tic   m eth o d s   em p lo y ed   in   d y n am i task   s ch ed u lin g   with in   f o g   co m p u tin g   en v ir o n m en t.  T h s tu d y   en co m p ass es   an   in - d e p th   a n aly s is   o f   task   s ch ed u lin g   ap p r o ac h es,  al g o r it h m s ,   an d   p iv o tal   f ac to r s ,   d r a win g   f r o m   r an g e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b e r   20 25 :   5 9 8 6 - 6 0 0 0   5988   o f   p u b lis h ed   s tu d ies  s p an n i n g   th p e r io d   f r o m   2 0 2 1   to   2 0 2 3 .   T h p r im ar y   o b jectiv es  o f   th is   r esear ch   a r o u tlin ed   as,    a.   Pro v id in g   a n   ex ten s iv o v er v iew  o f   task   s ch ed u lin g   m eth o d s   with in   f o g   co m p u tin g   en v ir o n m en ts .     b.   R ev iew  th tech n ical  asp ec ts ,   s u ch   as  ar ch itectu r e,   b e n ef it s ,   an d   d r awb ac k s ,   as  well  as   th e   o p tim ized   m eth o d s   an d   alg o r ith m s   u tili ze d   in   p r i o r   s tu d ies co n ce r n in g   d y n am ic  task   s ch ed u lin g   in   f o g   co m p u tin g .   c.   I n   th co n tex o f   th f o g   co m p u tin g   p ar ad ig m ,   we  f o c u s   o n   h eu r is tic  an d   m etah eu r is ti m eth o d o lo g ies,   with   an   ex am in atio n   o f   t h eir   a p p licab ilit y   an d   u s ef u ln ess   in   d y n am ic  task   s ch ed u lin g   p r o c ed u r es.    d.   T h g o al  is   to   i d en tify   a n d   o u tlin th cu r r en d if f icu ltie s   an d   ch allen g es  th at  a r co n n ec ted   to   task   s ch ed u lin g   ap p r o ac h es  in   f o g   co m p u tin g   s ettin g s .   T h is   will  b ac co m p lis h ed   b y   id en tif y in g   an d   d e f in in g   th ex is tin g   is s u es.    T h is   p ap er   is   o r g an ized   as  f o llo ws.  I n   Sectio n   2 ,   s p ec if ics  o f   th task   s ch ed u lin g   s y s tem   u s ed   in   th f o g   en v ir o n m e n is   d is cu s s ed .   T ec h n ical   class if icatio n   o n   ta s k   s ch ed u lin g   in   a   f o g   c o m p u t in g   e n v ir o n m en t   is   d ef in ed   in   Sectio n   3 .   Sectio n   4   p r esen ts   th eo r etica ex a m in atio n   an d   co m p r ess io n .   T h co n clu s io n   is   f in all y   p r esen ted   in   s ec tio n   5       2.   T ASK   SCH E DU L I NG   AR C H I T E CT U RE   I F O G   CO M P UT I NG   Fo g   co m p u tin g   was  in v e n ted   as  d ec en tr alize d   c o m p u tin g   p ar a d ig m   to   a d d r ess   is s u es  in   th e   s tan d ar d   clo u d   c o m p u tin g   s y s tem s   s u ch   as  h ig h   laten cy ,   b an d wid t h   r estrictio n s ,   an d   r ed u ce d   en er g y   ef f icien cy   b y   b r i n g in g   n etwo r k in g ,   p r o ce s s in g ,   an d   s to r ag clo s er   to   th in ter n et  o f   th in g s   d ev ices.  No r m ally ,   th th r ee   la y er s   o f   th e   f o g   co m p u tin g   ar ch itectu r e   in clu d e   th I o T / ed g lay e r ,   th e   f o g   la y er ,   a n d   th e   clo u d   lay er   [ 1 5 ] .   T h in ter n et  o f   th i n g s   lay er   is   co n s titu ted   b y   th s en s o r s ,   ac tu ato r s ,   an d   o th er   in ter n et  o f   th in g s   en d p o i n ts   th at  d eliv e r   d ata  i n   r ea l - tim e.   Pre - p r o ce s s in g   a n d   lo w - laten cy   r ep lies   f o r   r e s o u r ce - co n s tr ain e d   d ev ices  ar p r o v id e d   b y   th f o g   lay er .   T h in ter m e d iar y   la y er   h o u s es  Fo g   n o d es  s u ch   as  g atew ay s ,   r o u ter s ,   an d   e d g e   s er v er s ,   t h u s   r eliev i n g   th clo u d   f r o m   th e   s tr ess   o f   p r o ce s s in g   an d   s to r i n g   th d ata  lo ca lly   f o r   tim e - s en s itiv o p er atio n s .   Fo g   n o d es  ty p ically   e m p lo y   v ir tu al izatio n   tech n o lo g ies  lik e   v ir tu al  m ac h in es  o r   co n tain er s   f o r   p r o v i d in g   s ca lab ilit y   as we ll a s   ef f ec tiv co n s u m p tio n   o f   r eso u r ce s .   Hig h - ca p ac ity   d ata  s to r ag e,   s o p h is ticated   an aly tics ,   an d   wo r ld wid co o r d in atio n   a r h an d led   b y   th clo u d   lay er   f o r   jo b s   th at  d o   not   n ee d   as  m u ch   d elay   [ 1 6 ] .   in ter n et  o f   th in g s   d ev ices  in itiates   th f o g   co m p u tin g   p r o ce s s   b y   f o r war d in g   d ata  to   n ea r b y   f o g   n o d es  f o r   o n - s ite  p r ep r o ce s s in g   an d   an aly s is .   W o r k   th at  r e q u ir es  lar g e   p r o c ess in g   o r   lo n g - ter m   s to r ag is   s h if ted   to   th clo u d   lay er .   I n   t h is   tier ed   s etu p ,   th e   h ier ar ch ical  co n f ig u r atio n   b r in g s   in   th b e n ef its   o f   b an d wid th   s av in g ,   laten cy   r ed u ctio n ,   a n d   r ea l - tim d ec is io n - m ak i n g ,   t h er eb y   b r in g in g   a b o u Qo S.  T h is   f o g   co m p u tin g   also   s av es  e n er g y   as  it  av o id s   u n n ec ess ar y   d ata  t r an s f er s   to   t h clo u d .   I also   al lo ws  f o r   s ca lab ilit y   d u to   th in s tallatio n   o f   m o r e   n o d es  in   th f o g   as  d esire d .   Du to   th ese  ch ar ac ter is tics ,   s u c h   f ea tu r es  ar v er y   u s ef u f o r   laten cy - cr itical  ap p licatio n s   s u ch   as  in d u s tr ial  a u to m atio n ,   s m ar cities,  an d   h ea lth ca r e   [ 1 1 ] .   An   ex p licitly   clo u d - f o g - s p ec if ic  s em i - d y n am ic  r ea l - tim jo b   s ch ed u lin g   f r am ewo r k .   B y   ef f icien tly   allo ca tin g   task s ,   th is   alg o r ith m   r e d u ce s   co s ts ,   m ak esp an ,   an d   en e r g y   u s e.   An   ad a p tatio n   o f   th g r e y   wo lf   o p tim izer   is   s h o wn   to   o p tim ize  task   s ch ed u lin g   b y   tak in g   in to   ac co u n s ev er al  f ac to r s ,   in clu d in g   ex ec u tio n   tim e,   r eso u r ce   n ee d s ,   an d   wo r k   d u r atio n   [ 1 7 ] .   r eso u r ce   awa r p r io r itize d   task   s ch ed u lin g   ( R APTS)   is   task   s ch ed u lin g   m eth o d   u s ed   i n   a   h eter o g en e o u s   f o g   co m p u tin g   en v ir o n m en t.  T h e   g o al   is   to   c o m p lete   ac tiv ities   with   d ea d lin e   co n s tr ain ts   o n   tim e,   r ed u ce   r e ac tio n   tim an d   ex p en s e,   as  well  as  m ak esp an ,   an d   m ax im ize  f o g   lay er   r eso u r ce   u s e   [ 1 8 ] .   T ask   s ch ed u lin g   is   wid ely   ac k n o wled g e d   is s u in   f o g   co m p u tin g   en v ir o n m en ts ,   an d   d if f er en t   tech n iq u es  e x is to   a d d r ess   it.   T ask   s ch ed u lin g   alg o r ith m s   i n clu d e,   f o r   in s tan ce ,   g en etic   alg o r ith m s   a n d   o th er   ev o lu tio n ar y   tech n i q u es,  as  well  as  s war m   in tellig en ce - b ased   s tr ateg ies  lik an co lo n y   o p tim izatio n   ( AC O) .   T h ese  m etah eu r is tic  an d   ap p r o x im ated   s o lu tio n s   d r aw  in s p ir atio n   f r o m   n atu r e.   Stated   d i f f er en tly ,   th e y   u s e   non - d eter m in is tic  an d   ef f icie n m eth o d s   to   s ea r ch   th s ea r ch   s p ac an d   id en tif y   th id e al  p ar am eter s   [ 1 9 ] .   Ov er all,   p r o b lem s   o f   task   s ch ed u lin g   ca n   b class if ied   in to   two   d is tin ct  class if icatio n s d y n am ic  s ch ed u lin g   an d   s tatic  s ch ed u lin g .   Static  s ch ed u lin g   p r ev e n ts   th d is clo s u r o f   all  ap p licatio n   task   d etails  ea r lier   th an   th ei r   ex ec u tio n ,   wh ile  d y n am ic  s c h ed u lin g   r estricts  ac ce s s   to   in f o r m atio n   lik th is   to   r u n ti m e.   T wo   ty p es  o f   alg o r ith m s   ar u s ed   f o r   s tatic  s ch ed u lin g h eu r is tic - b ased   m eth o d s   an d   s u p er v is ed   s to ch asti s ea r ch - b ased   tech n iq u es.  T h h e u r is tic - b ased   alg o r ith m s   ar e   with in   t h r ee   ca teg o r ies:   lis t - b ased ,   clu s ter in g ,   an d   jo b   d u p licatio n - b ased   [ 2 0 ] T h id ea lo ca tio n   f o r   th f o g - to - cl o u d   d ep l o y m en o f   s ep ar ate  s er v ice  co m p o n en ts .   T o   s u p p o r t   u s er   m o b ilit y   a n d   th d y n am ic   Qo v ar ia b les  in d icate d   ea r lier ,   s ep ar ate  p r o ce s s es  m u s b e   ca r r ie d   o u t in   an   ex ec u tio n   en v ir o n m e n t in   th is   u n s tab le  [ 2 1 ] .     Fo g   co m p u t in g   o r   clo u d   co m p u t in g   ex t en d e d   in t o   ed g e   d ev ic es ,   i s   th o u g h t   to   b cr u c ia f o r   ef f e ct iv e ly   h an d l in g   in te ll ig e n p r o d u ct io n   l in ac tiv i ti es .   I t s   h ig h   r el iab il i ty ,   lo w   l at en cy ,   a n d   d is tr ib u t ed   ar ch it ec tu r e   a llo i to   r ea ct   q u ick ly   to   ta s k   r eq u e s t s   f r o m   e n d   d ev ic es .   Ho w ev e r ,   ta s k   r eq u es t s   in   in te ll ig en t   p r o d u ct io n   l in e s   ty p ic al ly   n ee d   to   b r e s p o n d ed   to   q u ick ly ,   th e r ef o r f o g   co m p u t in g   r e s ea r ch   m u s t   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 - 8 7 0 8         A   s ystema tic  r ev iew   o f h eu r is tic  a n d   meta - h eu r is tic  meth o d s   fo r   d yn a mic  ta s …  ( Ha med   Ta lh o u ni )   5989   co n ce n tr at o n   d y n am ic al ly   s ch ed u l in g   a ct iv i t ie s   to   m ax im iz f o g   n o d e s   w i th   l i m it ed   r e s o u r ce s .   I n   in t el lig en m an u f ac tu r in g   l in e s ,   t h i s   i s   c r u c ia to   lo w er in g   ta s k   r e ac tio n   ti m e s   an d   r ai s in g   ta s k   co m p le t io n   r at es   [ 2 2 ] .     n ew  s tr ateg y   n am ed   Hu n ter Plu s   in v esti g ates  th im p ac o f    ex p a n d in g   th e   g ated   g r a p h   c o n v o lu ti o n   n etwo r k s   ( GGCN s)   g ated   r ec u r r en u n it  to   b id ir ec tio n al  g ated   r ec u r r en u n it .   T h ar ticle   also   ex am in es  th e   u s o f   co n v o lu tio n al  n e u r al  n etwo r k s   ( C NNs)  in   clo u d - f o g   o p tim izatio n   task   s ch ed u lin g   [ 2 3 ] .   p r io r ity - b ased   p r ee m p tiv task   s ch ed u lin g   with   a   m u lti - q u eu e   s ch em th at  ac h iev es  an   o p tim al   task   ass ig n m en f o r   th d elay - to ler a n ap p licatio n s   with   d eg r ee   o f   p r o ce s s in g   d elay   an d   th laten c y - s en s itiv f o g   ap p licatio n s .   At  r u n - tim e,   th m u lti - d im en s io n al  q u an tized   p o ly g o n   ( M QP )   alg o r ith m   d iv id es  task s   in to   s h o r an d   lo n g   ac co r d in g   to   t h eir   b u r s tim e.   T h MQ alg o r ith m   k ee p s   d if f er en task   q u eu es  f o r   d if f er e n ca teg o r ies  o f   task s   an d   ad ju s ts   th v alu e   o f   th e   tim s lo t d y n am ically   f o r   p r ee m p tio n   [ 2 4 ] .     p ar allel  m u lti - th r ea d in g   p la tf o r m   is   s u g g ested   to   f i n d   th o p tim al  o f f lo a d in g   s o l u tio n   an d   th b est   s u b - ca r r ier   f o r   e v er y   o f f l o ad e d   task .   Mo s im p o r tan tly ,   o u r   co n tr ib u tio n   b i n d s   th r ea d   t o   ev er y   I o T   d ev ice   an d   cr ea tes  a   p o p u latio n   o f   r a n d o m   s o lu tio n s .   T h en ,   ev er y   p o p u latio n   is   u p d ated   an d   ass ess ed   b ased   o n   th e   s u g g ested   f itn ess   f u n ctio n   th at  tak es  in to   ac co u n tr ad eo f f   b etwe en   d elay   an d   en er g y   co n s u m p tio n .   W h en   n ew  task s   ar r ec eiv ed   in   ea c h   tim s lo t,  an   e v alu atio n   is   co n d u cte d   to   p r eser v s o m e   m em b er s   o f   th o l d   p o p u latio n   an d   to   c r ea te  n e in d iv id u als  b ased   o n   s o m cr iter ia  [ 2 5 ] .   f o g - clo u d   f it  alg o r ith m   th at   d is tr ib u tes  task s   b etwe en   t h f o g   a n d   clo u d   in   an   ev e n   m a n n er ,   d ep en d in g   o n   p r io r ity   lev els.  Ad d itio n ally ,   a   m o d if ied   Har r is - h awk s   o p tim izatio n   ( MH HO)   in s p ir ed   m eta - h eu r is tic  m eth o d   is   s u g g ested   to   allo ca te  th e   o p tim al  av ailab le  r eso u r ce   to   task   in   lay er .   T h p r im ar y   aim   o f   th is   p ap er   is   to   m in im ize  th m ak esp an   tim e,   task   ex ec u tio n   co s t,  an d   p o wer   co n s u m p tio n   a n d   m ax im ize  r eso u r ce   u tili za tio n   i n   b o th   th f o g   an d   clo u d   lay er s   [ 2 6 ] .   An   alg o r ith m   th at  in teg r ates  Hy b r id   task   s ch ed u lin g   m eth o d   in   f o g   co m p u tin g   b ased   o n   f u zz y   l o g ic  a n d   d ee p   r ein f o r c em en lear n in g   ( HT SF FDR L )   alg o r ith m   with   a   T ak ag i - Su g en o   f u zz y   in f er e n ce   s y s tem .   T h r o u g h   r ea l - tim in ter ac tio n   with   th en v ir o n m e n t,  th is   h y b r id   ap p r o ac h   en a b les  d y n am ic  task   p r io r itizatio n   as we ll a s   o n lin e   m o d if icatio n   o f   th e   s ch ed u lin g   r u les  [ 2 7 ] .   An   elep h a n h e r d in g   o p tim iz atio n   ( E HO)   alg o r ith m   b ased   o n   Sin C o s in e   is   in teg r ate d   with   t h im p r o v e d   p ar ticle  s war m   o p ti m izatio n   ( I PS O)   alg o r ith m   to   im p r o v th e   task   s ch ed u lin g   p er f o r m an ce   u s in g   p ar am eter s   s u ch   as  l o ad   b ala n cin g   a n d   r eso u r ce   u tili za tio n .   T h e   tr ad itio n al   E HO  an d   PS alg o r ith m s   ar en h an ce d   u s in g   a   s in co s in e - b ased   clan - u p d ate  o p er ato r   an d   h u m an   g r o u p   o p tim izer   th at   en h a n ce   th e   alg o r ith m ' s   ex p lo r atio n   an d   e x p lo itatio n   ca p a b ilit ies  an d   p r e v en b ein g   ca u g h in   t h lo ca l o p tim tr ap   [ 2 8 ] .   h y b r id   e v o lu tio n ar y   task   s ch e d u lin g   an d   VM   p lace m en ( H E T SVP)  alg o r ith m   f o r   r eliab le   f o g   co m p u tin g   task   s ch ed u lin g   an d   VM   p lace m e n t.  T h ey   s o lv th task   ex ec u tio n   tim o p tim izatio n   an d   r eso u r ce   b alan ce   s im u ltan eo u s ly   b y   co m b i n in g   an   en h an ce d   p ar ticle  s war m   o p tim izatio n   alg o r ith m   with   n o v el  VM   p lace m en s tr ateg y .   T h e y   ap p ly   b in ar y   en c o d in g   s tr ateg y ,   an d   th in f o r m atio n   a b o u t h p o s itio n   o f   th e   p ar ticle  is   r ep r esen ted   u s in g   0   an d   1 ,   wh ile  th e   p ar ticle  v elo city   f alls   with in   th e   in ter v al  [ 0 ,   1 ] .   W h en   th e   s ce n ar io   in v o l v es  d is cr ete  p ar ticle  s war m ,   ev er y   p ar ticl e' s   p o s it io n   will  r ep r esen a   p o ten tial  p lan   f o r   s ch ed u lin g   task s .   I n   a d d itio n   to   th at,   th e y   s u p p ly   th e   ad ap t iv co n tr ac tio n   f ac t o r   th at   en h an ce s   th p ar ticle   s war m   o p tim izatio n   m eth o d o l o g y   [ 2 9 ] .     m eta - h eu r is tic  alg o r ith m   h y b r id   g r ey   wo lf   o p tim izatio n   ( GW O)   alg o r ith m   with   p ar ti cle  s war m   o p tim izatio n   ( PS O)   is   ca lled   h y b r id   p a r ticle  s war m   o p tim izatio n   an d   g r ey   wo lf   o p tim izatio n   ( HPSO_ GW O)   to   allo ca te  th task s   to   th VM s   to   m ax im ize  th Qo [ 3 0 ] .   E x am in s ec u r ity - co n s cio u s   r eso u r ce   allo ca tio n   in   d ev ice - to - d ev ice - b ased   f o g   co m p u tin g   s y s tem s .   Fo r   im p r o v i n g   task   o f f lo ad i n g ,   an   in n o v at iv m u lti - o b jectiv e   f u n ctio n   is   in tr o d u ce d   to   o p tim ize  d elay   an d   e n er g y   s av in g s   o v er   lo ca l   co m p u tin g   as  well  as  th c o s o f   s ec u r ity   b r ea ch es.  Var io u s   m u lti - o b jectiv m eta - h e u r is tic  alg o r ith m s ,   in clu d i n g   n o n - d o m in ated   s o r tin g   g en etic  alg o r ith m   I I   ( NSGA - I I ) ,   h a v b ee n   in tr o d u ce d   in   th last   d ec ad e.   Ma x im izin g   o b jectiv es,  lik en er g y   u s ag an d   d elay ,   was  th aim   o f   u tili zin g   th ese  alg o r ith m s .   T h en   th en h a n ce d   NSGA - I I   alg o r ith m   is   u tili ze d   to   f in d   th s o lu tio n   t o   th p r o b lem .   Sig m Scalin g ,   m eth o d   to   ad ju s th f itn ess   v alu es  s o   th at  d iv er s ity   is   en s u r ed   in   th p o p u latio n ,   is   u s ed   to   m a n ag s elec tio n   p r ess u r in   th is   alg o r ith m .   I n co r p o r atin g   Sig m a   Scalin g ,   th alg o r ith m ' s   ex p lo r atio n   an d   ex p lo itatio n   ab ilit ies  ar well  m an ag ed   to   im p r o v its   p o ten tial  to   escap f r o m   lo ca o p tim a n d   av o id   p r em atu r c o n v e r g en ce   [ 3 1 ] .     h y b r id   d is cr ete  o p tim izatio n   tech n i q u e   n am ed   HDSOS - GOA,   u tili zin g   th e   d y n am ic   v o ltag a n d   f r eq u e n cy   s ca lin g   ( DVFS)  tec h n iq u e,   is   s u g g ested   to   ad d r ess   s cien tific   wo r k f l o s ch ed u lin g   is s u es  in   th e   f o g   co m p u tin g   p ar a d ig m .   HDSOS - GOA  in teg r ates  th s ea r ch   attr ib u tes  o f   s y m b io tic  o r g a n is m s   s ea r ch   ( SOS)   an d   g r ass h o p p e r   o p tim izatio n   alg o r ith m   ( GOA)   alg o r ith m s   an d   th e   ch o ice  o f   t h ese  alg o r i th m s   f o r   ex ec u tin g   wo r k f lo s ch ed u lin g   is   d ete r m in ed   b y   th p r o b a b ilit y   c o m p u ted   b y   th e   lear n in g   au t o m ata.   T h HE FT  tech n iq u is   em p lo y e d   to   ca lcu late  th task   o r d er   [ 3 2 ] .   f ew  ca teg o r ies  f o r   s tatic  an d   d y n am ic  task - s ch ed u lin g   tech n iq u es a r s h o wn   in   Fig u r 1 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b e r   20 25 :   5 9 8 6 - 6 0 0 0   5990   T a s k S c he dul i ng S t a t i c D yna m i c Heu r i s t i c M e t a - H e ur i s t i c R e a l - T i m e H e ur i s t i c M e t a - H e ur i s t i c L i s t   S c h e d u l i n g C l u s t e r   S c h e d u l i n g N S G A - II B e e s   L i f e A C O   ( a n t   c o l o n y   o p t i m i z a t i o n ) S y m b i o t i c   O r g a n i s m s   S e a r c h S e a r c h   A n n e a l i n g G a m e   T h e o r y A p p r o x i m a t e   A p p r o a c h D y n a m i c   P r o g a r m m i n g M a r k o v   D e s i c i o n L y a p u n o v   O p t i m i z a t i o n P S O   ( p a r t i c l e   s w a r m   o p t i m i z a t i o n ) C S A   ( c r o w   s e a r c h   a l g o r i t h m )     Fig u r 1 .   C lass if icatio n   o f   s ch ed u lin g   in   f o g   co m p u tin g       3.   CL AS SI F I CAT I O O F   DY NAMI T A SK   SCH E D UL I NG   I F O G   CO M P UT I NG   T h f o llo win g   s ec tio n   e x p lai n s   task - s ch ed u lin g   ap p r o ac h   th at  o p er ates  with in   th e   co n tex o f   f o g   co m p u tin g .   I n   a d d itio n ,   co m p ar ativ s tu d y   will  b e   ca r r ied   o u t,   wh ich   will  in clu d e   th ex am i n atio n   o f   d if f er en tec h n iq u es  in   r an g o f   d o m ain s ,   s u c h   as  th f u n d am e n tal  b ac k d r o p ,   ca s s tu d ies,  ad v an ta g es,   d is ad v an tag es,  an d ,   f i n ally ,   t h s p ec if ic  r esu lts .   f u ll  r esear ch   an d   r ig o r o u s   an aly s i s   o f   h eu r is tic  an d   m etah eu r is tic  ap p r o ac h es  f o r   s ch ed u lin g   is   b ei n g   ca r r ied   o u t,  an d   t h is   r ep r esen ts   c o m p o n en o f   th at  s tu d y .   Fig u r 2   r e p r esen ts   th f o g   co m p u tin g   a r ch itectu r e.           Fig u r 2 .   Ar c h itectu r o f   f o g   c o m p u tin g   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 - 8 7 0 8         A   s ystema tic  r ev iew   o f h eu r is tic  a n d   meta - h eu r is tic  meth o d s   fo r   d yn a mic  ta s …  ( Ha med   Ta lh o u ni )   5991   3 . 1 .     Dy na m ic  t a s k   s cheduli n g   m et ho ds       Fo g   co m p u tin g   d y n am ic  task   s ch ed u lin g   is   im p er ativ b ec a u s o f   th v ar y in g   wo r k lo ad   a n d   lim ited   r eso u r ce s .   R ath er   t h an   is o latin g   r ea l - tim s ch ed u lin g   as   a n   in d e p en d e n ca teg o r y ,   it  ca n   b e   co n s id er e d   a   s ch ed u lin g   g o al  th at  is   attain ab le  u s in g   b o th   h eu r is tic  an d   m eta - h eu r is tic  tech n iq u es.  Fas ter   d ec is io n - m ak in g   m ak es  h eu r is tic  tech n iq u es  b est  s u ited   f o r   r ea l - tim s ch ed u lin g   with   less   co m p lex   task s .   I n   co n tr ast,    m eta - h eu r is tic  alg o r ith m s   p r o v id m o r o p tim izatio n   a n d   f lex ib ilit y   to   s ch ed u le  ef f icien tly   in   r ea l - tim f o r   co m p licated   a n d   lar g e - s ca le   s itu atio n s Hen ce ,   th e   n ex s ec tio n   class if ies  s ch ed u lin g   tech n iq u es  i n to     h eu r is tic - b ased   an d   m eta - h eu r is tic - b ased   r ea l - tim s ch ed u lin g   tech n iq u es,  in s tead   o f   r ea l - ti m s ch ed u lin g   as a   s ep ar ate  ca teg o r y .     3 . 1 . 1 .   H euristic - ba s ed  re a l - t im s cheduli ng   Heu r is tic - b ased   s ch ed u lin g   al g o r ith m s   ap p l y   r u le - b ased   o r   in tu itiv tech n iq u es  to   ass ig n   jo b s   in   f ast  m an n er .   Su ch   tech n iq u es  ar tim e - ef f icien t   f o r   r ea l - tim e   ap p licatio n s   as  t h ey   e x ec u te  i n   v er y   s h o r t   tim e   b u o f ten   d o   n o d eliv er   o p t im al  s o lu tio n s .   Prio r ity - b ased   s ch ed u lin g ,   s h o r test - jo b - f ir s t,  an d   r o u n d - r o b in   s ch ed u lin g   ar e   s o m ex am p les.     3 . 1 . 2 .   M et a - heuris t ic - ba s ed  r ea l - t im s cheduli ng   Me ta - h eu r is tic  tech n iq u es  b a s ed   o n   m ath em atica o r   n at u r al - in s p ir ed   p r o ce s s es  p r o v i d wid er   ex p lo r atio n   f o r   id ea l   s o lu tio n s .   T h ese  m eth o d s   lik GA,   P SO,  an d   AC ar im p lem en t ed   to   o p tim ize  th e   s ch ed u lin g   o f   task s   in   r ea l - tim b ased   o n   r eq u i r em en ts   s u ch   as  task   ex ec u tio n   tim e,   av ailab ilit y   o f   r eso u r ce s ,   an d   p o wer   u s ag e.   T h is   m eth o d   is   ap p lied   m o r in   s itu atio n s   wh er t h er a r e   la r g s ize  an d   d y n am ic   en v ir o n m en t o f   f o g   co n s id er i n g   ef f ec tiv b alan cin g   b etwe en   r eso u r ce   lim itatio n s   an d   laten c y   d em an d s .     3. 1 . 3 H euristic  t ec hn iqu e s   b a s ed  o n dy na m ic  t a s k   s cheduli ng   I n   f o g   co m p u tin g   en v ir o n m en t,  h eu r is tic - b ased   s ch ed u l in g   tech n iq u es  u s in tu itiv o r   r u le - of - th u m b   tech n i q u es  to   q u ick ly   an d   ef f ec tiv ely   d ec i d h o to   d iv id u p   jo b s   am o n g   av aila b le  r eso u r ce s .   T h e   h eu r is tic  s ch ed u lin g   s tr ateg y   is   th s u b ject  o f   two   r esear ch .   Hu s s ain   an d   B eg h   [ 3 3 ]   p r o p o s ed   n ew  alg o r ith m ,   h y b r id   f lam in g o   s ea r c h   with   g en etic  alg o r ith m   ( HFSGA) ,   wh ich   lies   in   ad d r ess in g   th ch allen g es a s s o ciate d   with   T r an s m itti n g   in f o r m atio n   ac r o s s   n etwo r k ,   p a r ticu lar ly   th h eig h ten ed   Dela y   an d   th e   ir r eg u lar ity   o f   th e   lo ad .   T h is   h y b r id   h eu r is tic  alg o r ith m   aim s   to   en h a n ce   th p er f o r m an ce   o f   task   s ch ed u lin g   in   f o g   co m p u tin g   b y   m in im izin g   v ar io u s   co s ts ,   th er eb y   im p r o v in g   q u alit y   o f   s e r v ice  ( Qo S) .   Am o n g   th k ey   g o als  is   th e   o p tim izatio n   o f   th cr ea te s   as  well  a s   th p r o ce s s   d elay   s en s itiv ity   tim ( PDST)   in   f o g   clo u d   s y s tem .   Usi n g   n ew   m ix   co n ce r n in g   Flo atin g   s ea r ch in g   an d   g en eti alg o r ith m s ,   HFSGA  wo r k s   t o war d s   th e   g o al   o f   p r o v id i n g   co s t - ef f ec tiv an d   q u ality   s er v ice - awa r task   s ch ed u lin g ,   wh ich   u ltima tely   co n tr ib u tes  to   th en h an ce m e n o f   th e   r esil ien ce   an d   s tab ilit y   o f   t h lar g er   p r o c ess .   T h alg o r ith m   f o cu s es  o n   m itig atin g   laten cy   is s u es,  m an ag in g   b u r s tr af f ic  ef f ec tiv ely ,   an d   co n tr ib u tin g   to   th ef f icien allo ca tio n   o f   t ask s   with in   th f o g   co m p u tin g   en v ir o n m e n t.  Z h o u   [ 3 4 ]   s u g g ested   h eu r is tic  task   s ch ed u lin g   ap p r o ac h   f o r   b ig   d ata - d r iv en   f o g   co m p u tin g   en v ir o n m en ts   th at   s u p p o r m ac h in e   lear n in g .   I b u ild s   t h r ee - m o d c o m p u tin g   a r ch itectu r e   an d   en h an ce s   ce r tain   v alu tak in g   r eliab ilit y   m atr ices,  en er g y   co n s u m p tio n ,   an d   laten c y   in to   ac co u n t.  B y   im p r o v in g   c r o s s o v er - m u tatio n   o p er ato r s   b ased   o n   f itn ess   v alu es,  th e   u p g r ad e d   a d ap tiv g en etic   alg o r ith m   im p r o v es  o n   co n v en tio n al   tec h n iq u es.   T h e   r esu ltin g   f o g   r e s o u r ce   s ch ed u lin g   in   th d y n am ic  lan d s ca p e   o f   in tellig en m an u f ac t u r in g .   T ab le  1   p r esen ts   th class if icatio n   o f   th e   p r ec e d in g   w o r k s   alo n g   with   th eir   p r im ar y   b ac k g r o u n d s ,   ad v an c em en ts ,   a n d   d r aw b ac k s .     T ab le  2   d escr ib es  h o t h e   ab o v e - m en tio n e d   p u b licatio n s   wer class if ied ,   in clu d in g   th u s ed   alg o r ith m ,   Qo v ar iab les,  a n d   an aly tic   en v ir o n m en t.   I t   o f f er s   co m p r eh e n s iv v iew   o f   th s p ec if ic  h e u r is tic  alg o r ith m s   im p lem e n ted   in   d y n am ic  task   s ch ed u lin g   s ce n ar io s .   T h tab le   f u r t h er   illu s tr ates  h o k ey   Qo S   in d icato r s   s u ch   as  laten cy ,   en er g y   co n s u m p tio n ,   a n d   ex ec u tio n   tim ar ad d r ess ed   in   v a r io u s   ex p er im e n tal  s etu p s .   B y   ca teg o r izin g   th ese  asp ec ts ,   it  b ec o m es  ea s ier   to   i d en tify   p er f o r m a n ce   p at ter n s   an d   p o ten tial  o p tim izatio n   s tr ateg ies  f o r   ea ch   alg o r ith m .   T h is   class if icati o n   en ab les  r esear ch er s   to   s y s tem atica lly   ev alu ate  th s u itab ilit y   o f   d if f er en h eu r is tic  ap p r o ac h es u n d er   v a r ied   f o g   co m p u tin g   co n d itio n s .       T ab le  1 .   co m p r e h en s iv an a ly s is   o f   th ad v an ta g es a n d   li m itatio n s   o f   th h e u r is tic  s ch ed u lin g   m ec h an is m   R e f e r e n c e   M a j o r   c o n t e x t   A d v a n t a g e   Li mi t a t i o n   [ 3 3 ]   F o g - c l o u d   e n v i r o n me n t     S u p e r i o r   Q o S   r e su l t s .     Ef f e c t i v e   c o s t   m i n i mi z a t i o n .     Lo a d   b a l a n c i n g   c o n s i d e r a t i o n s .   La c k   o f   c o n si d e r a t i o n   f o r   sec u r i t y - r e l a t e d   p r o b l e ms  a n d   l o a d   b a l a n c i n g   i ssu e s i n   t h e   f o g - c o m p u t i n g .   [ 3 5 ]   I n t e l l i g e n t   m a n u f a c t u r i n g   i n   t h e   b i g   d a t a - d r i v e n   C o m p r e h e n si v e   r e s o u r c e   c o n s i d e r a t i o n .   En h a n c e   u t i l i z a t i o n .   N o t   i n v e st i g a t e   h o w   f o g   c o m p u t i n g 's  d y n a mi c   f e a t u r e a f f e c t   i t n e t w o r k   a n d   st o r a g e   c a p a c i t y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b e r   20 25 :   5 9 8 6 - 6 0 0 0   5992   T ab le  2 .   co m p r e h en s iv ev a lu atio n   o f   t h h eu r is tic  d y n am i task   s ch ed u lin g   m et h o d   f o r   Qo S   R e f e r e n c e   A p p l i e d   a l g o r i t h m   Q o S   f a c t o r s   En e r g y   A n a l y s i e n v i r o n m e n t   Ti me   C o s t   La t e n c y   S c a l a b i l i t y   R e l i a b i l i t y   [ 3 3 ]   H y b r i d   f l a m i n g o   s e a r c h   w i t h   a   g e n e t i c   a l g o r i t h m               S i mu l a t i o n   ( M A TLA B )   [ 3 5 ]     I mp r o v e d   a d a p t i v e   g e n e t i c   a l g o r i t h m               S i mu l a t i o n   ( M A TLA B )       3 . 1 . 4 .   M et a - h euristic  m et ho d - ba s ed  t a s k   s cheduli ng   a pp ro a ches   T h e   m e t a - h e u r is t i m e t h o d   f o r   t a s k   s c h e d u l i n g   i n v o l v es   h i g h - le v e l   s t r a t e g ie s   t h a t   g u i d t h e   ex p l o r a t i o n   o f   s o l u t i o n   s p a c es   t o   f i n d   o p t i m a l   o r   n e a r - o p ti m a l   s o l u t i o n s .   T h ese  m eth o d s   ar g en er ic  p r o b lem - s o lv i n g   f r am ewo r k s   th at  m ig h b ap p lied   to   m an y   o p tim izatio n   is s u es,  o n o f   wh ich   is   th s ch ed u lin g   o f   task s   in   an   en v ir o n m en u s in g   f o g   co m p u tin g .   W will  an aly ze   T en   s tu d ies  in   th m eta - h e u r is tic  class .   Ku m ar   an d   Kar r [ 3 6 ]   p r o p o s ed   n atu r e - i n s p ir ed   m u lti - o b jectiv task   s ch e d u lin g   alg o r ith m   ca lled   th elec tr ic  ea r th wo r m   o p tim izatio n   alg o r ith m   ( E E OA)   f o r   I o T   r e q u ests   in   clo u d - f o g   f r am ewo r k .   T h i s   m e t a h e u r i s t ic - b a s e d   m et h o d   o f f e r s   a   p o t e n t i a l   w a y   t o   a c h iev e   s e r v i c e   l e v e l   a g r ee m e n t   ( S L A )   d e m a n d s   w h i l e   t a k i n g   c l o u d - f o g   e n v i r o n m e n t s '   c o m p l e x i t y   i n t o   a c c o u n t ,   t h e r eb y   p u s h i n g   t h e   b o u n d a r i e s   o f   ta s k   s c h e d u l i n g .   Si m u l a ti o n   r e s u l t s   s h o w e d   t h a t   t h p r o p o s e d   m e t h o d   e f f e c ti v e l y   b a l a n c e s   t h e   t r a d e - o f f s   b et w ee n   e f f i c i e n c y ,   c o s t ,   a n d   e n e r g y   c o n s u m p t i o n .   T o   h a n d l e   t h e   c o m p l e x i t y   o f   t h e   n o n l i n e a r   is s u e ,   N a ja f i z a d e h   et   a l .   [ 3 7 ]   p r o p o s e d   a   m u lt i - o b j ec t i v e   m et a - h e u r i s t i m e t h o d .   T h g o al  p r o g r am m in g   ap p r o ac h   ( GPA)   em p h asizes  th r eq u ir e m en f o r   s af e,   ef f icien t,   an d   ec o n o m ical  jo b   ex ec u tio n   b y   em p lo y in g   lim ited   s o lu tio n s   to   m ee m u ltip le  o b jecti v es.  Mo r eo v er ,   th e   alg o r ith m   attain s   co m p etitiv o u tco m es  co n ce r n in g   s er v ic co s t,  in d icatin g   its   ef f ec tiv en ess   in   attain in g   a   b alan ce d   an d   o p tim ized   r eso l u tio n   f o r   jo b   d is tr ib u tio n   i n   f o g   co m p u tin g   s ettin g s   in clu d i n g   in ter n et  o f   th in g s   d ev ices.  On   th o th er   h a n d ,   to   o p tim ize   b o th   th co s a n d   th m ak esp an ,   Ap at  et  a l.   [ 3 8 ]   s u g g ested   tr ad itio n al  weig h ted   m u lti - o b j ec tiv in ter n et  o f   th in g s   s er v ic allo ca tio n .   Kh an   et  a l.   [ 1 5 ]   d escr ib e d   a   co o p e r ativ m eth o d   f o r   m an ag in g   f o g   n o d es  th at   m ak es  u s o f   th e   b lo ck ch ain   H y p er led g er   f ab r i an d   th B - d r o n g en etic  a lg o r ith m   with   m etah eu r is tic  s u p p o r t.  E n h an ce d   co m p u tin g   an d   p r o ce s s in g   ef f icien cy   ar e   r ea ch e d   wh ile  l o wer in g   laten c y   b y   u s in g   th e   p r o x im ity   o f   u n m a n n ed   ae r ial  v eh icles  ( UAVs)   a n d   f o g   n o d es,  m ak in g   it  f ea s ib le  th r o u g h   a   wir eless   s en s o r   n etwo r k .   C o m p ar in g   th e   B - d r o n ap p r o ac h ' s   s im u latio n   r esu lts   to   o th er   cu ttin g - ed g tech n iq u es,  it  is   s h o wn   t o   en h an ce   n etwo r k   r o b u s tn ess ,   d ec r ea s th e   co s o f   d r o n e - le d g er   p r eser v atio n ,   in cr ea s p er f o r m an ce ,   an d   r e d u ce   co m p u tatio n al   co s ts .   B as s et   et  a l.   [ 3 9 ]   a   n ew   m o d el  k n o wn   as  h y b r id   f lam i n g o   s ea r ch   with   g en etic  alg o r ith m   ( HFSGA )   is   u s ed   in   th p r o p o s ed   s tu d y   to   im p r o v e   th s ch ed u lin g   o f   task s .   T h ef f ec tiv en ess   o f   HFSGA is co m p ar ed   wit h   th at  o f   o th e r   well - k n o wn   alg o r ith m s   u s in g   s ev en   f u n d am e n tal  b en c h m ar k   o p tim izatio n   test   f u n ctio n s .   T o   f u r th er   illu s tr ate  th im p o r tan ce   o f   th f in d in g s ,   th Frie d m an   r an k   test   is   u s ed .   B etter   r e s u lts   ar s h o wn   b y   th ad o p ted   m o d el   in   ter m s   o f   m ak esp an ,   co s t,  a n d   p er ce n tag o f   d ea d lin e - s atis f ied   task s   ( PDST) .   Sin g   et  a l [ 4 0 ]   s tu d ied   w h ale  o p tim iza tio n   r eso u r ce   allo ca tio n   ( W OR A) ,   f o r   f o g   c o m p u tin g   s y s tem   p r io r itized   f o r   laten cy - s en s itiv I o T   s er v ices.  I n   lim ited   r eso u r ce - b ased   f o g   en v ir o n m e n t,  W OR em p l o y s   d y n am ic  f u zz y   c - m ea n   clu s ter in g   in   th task   class if icatio n   an d   b u f f e r in g   m o d u le  t o   h a n d le  h eter o g e n e o u s   r ea l - tim task s ,   class if y in g   an d   b u f f er i n g   u s in g   in cr ea s ed   s lack   co s to   d i v id co n c u r r e n co m p u ter   th r ea d s .   Mo r eo v e r ,   th e   p r o p o s ed   alg o r ith m   was  e v alu ated   u s in g   ev alu atio n   m etr ics.   T h s im u latio n   o u tco m es  d e m o n s tr ated   th at   th is   alg o r ith m   o u tp er f o r m ed   th co m p etitio n   in   ter m s   o f   av er ag co s t,  an d   d u r atio n .   C o n v er s ely ,   Sh u k la  an d   Pan d ey   [ 4 1 ]   in v esti g ated   th m u lti - o b jectiv ar tific ial  alg a ( MA A)   alg o r ith m ,   an   ef f e c tiv m eta - h eu r is tic   ap p r o ac h ,   to   s ch ed u le   s cien tific   o p er atio n s   in   a   h eter o g en eo u s   f o g   co m p u tin g   en v ir o n m en t.  T o   m in im iz e   ex ec u tio n   tim es,  en er g y   co n s u m p tio n ,   an d   c o s ts ,   task s   in   th s u b s eq u en s tag ar s ch ed u led   u s in g   th MA A   alg o r ith m .   Ad d itio n ally ,   th alg o r ith m   em p l o y s   an   o b jectiv f u n ctio n   b ased   o n   weig h ted   s u m s   to   o p tim ize  th u tili za tio n   o f   f o g   r eso u r ce s .   Fiv b en ch m ar k   s cien tific   p r o ce d u r es  ar u s ed   to   ass es s   th e   p r o p o s ed   m eth o d o lo g y .   T h s u g g ested   alg o r ith m ' s   p er f o r m an ce   is   v e r if ied   b y   c o n tr asti n g   its   r esu lts   with   th o s o f   tr ai n ed   an d   tr a d itio n al  s ch ed u lin g   alg o r ith m s .   T h r esu lts   s h o s ig n if ican t,  tr ad e - o f f - f r ee   im p r o v em en ts   in   ex ec u tio n   tim e,   en er g y   u s ag e,   an d   o v er all  co s o v e r   ea r lier   ap p r o ac h es.  Kh alee et  a l.   [ 4 2 ]   i n tr o d u ce d   an   in n o v ativ e   alg o r it h m   th at  em p h asizes  m u ltip le  o b jectiv es  i n   s ch ed u lin g   a n d   c o m p u tes  f itn es s   f u n ctio n   th r o u g h   a n co lo n y   o p tim izatio n .   T o   im p r o v e   co m p u tatio n al  e f f icie n cy ,   th e   alg o r ith m   e f f icien tly   d ec id es  h o w   to   s p lit  u p   a p p lic atio n s   ac r o s s   ed g e   an d   clo u d   s er v er s .   T h r esu lts   s h o th at  th is   s tr ateg y   lo wer s   en er g y   u s ag an d   d elay s   ex p en d itu r es.  T ab le  3   o u tlin es  th m ain   b ac k g r o u n d ,   an d   a d v an ta g es.  an d   d r awb a ck s   ass o ciate d   with   m etah eu r i s tic - b ased   d y n am ic   s ch ed u lin g   tech n iq u es  u s ed   i n   f o g   c o m p u tin g .   R ah b ar [ 4 3 ]   s ev er al  h eu r is tic  an d   m eta - h eu r is tic  alg o r ith m s   ar ex am in ed   in   th is   s tu d y ,   an d   th h y p er - h eu r is tic  s ch ed u lin g   ( HHS)   m eth o d   is   in tr o d u c ed   to   d eter m in th e   o p tim al  allo ca tio n   in   ter m s   o f   lo laten cy   a n d   e n er g y   u s a g e.   PEs  ar ass ig n ed   to   m o d u les  b y   HHS  u s in g     lo w - lev el  h eu r is tics   th r o u g h o u t th in p u t w o r k f lo w' s   tr ain in g   an d   test in g   s tag es.   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 - 8 7 0 8         A   s ystema tic  r ev iew   o f h eu r is tic  a n d   meta - h eu r is tic  meth o d s   fo r   d yn a mic  ta s …  ( Ha med   Ta lh o u ni )   5993   T ab le  3 .   An   i n - d e p th   an aly s is   o f   th v a r io u s   m eta - h eu r is tic - b ased   d y n a m ic  s ch ed u lin g   m e th o d o lo g ies   R e f e r e n c e   M a j o r   c o n t e x t   A d v a n t a g e s   Li mi t a t i o n   [ 3 6 ]   C l o u d - f o g   e n v i r o n me n t     I mp r o v e d   Q o S .     Ef f e c t i v e   h a n d l i n g   o f   h e t e r o g e n e o u w o r k l o a d .     R e s o u r c e   u t i l i z a t i o n   i c h a l l e n g i n g .     C o m p l e x i t y .   [ 3 7 ]   C l o u d - f o g   c o m p u t i n g     M o r e   e c o n o mi c a l   w i t h   r e g a r d   t o   t h e   c o st   o f   t h e   serv i c e ,   t h e   o v e r s i g h t   o f   t h e   a b i l i t y   l e v e l ,   a n d   t h e   w a i t   p e r i o d s f o r   t h e   ser v i c e .     Li mi t e d   p r i v a c y   c o n s i d e r a t i o n s.     I t   r e q u i r e a d d i t i o n a l   c o m p u t a t i o n a l   r e so u r c e s .   [ 3 8 ]   F o g   c o mp u t i n g   e n v i r o n m e n t     R e d u c e   ma k e s p a n ,   c o st ,   a n d   e n e r g y .     N o t   s u i t a b l e   f o r   l a r g e - sca l e   a p p l i c a t i o n s.   [ 1 5 ]   F o g   e n v i r o n me n t     R e d u c e   c o mp u t i n g   c o st .     I n c r e a se  t h e   p e r f o r m a n c e .     R o b u st   u s a g e   o f   t h e   n e t w o r k .     Li mi t e d   b a n d w i d t h .     I n c r e a si n g   r e s o u r c e   u t i l i z a t i o n .     I n t r o d u c e s c o m p l e x i t i e s   i n   l o n g - t e r i n t e g r i t y .   [ 3 9 ]   C l o u d   C o mp u t i n g   e n v i r o n m e n t     I mp r o v e   b o t h   t h e   e x p l o r a t i o n   a n d   e x p l o i t a t i o n .     I mp r o v e   sca l i n g   f a c t o r s.     A l g o r i t h m   i m p l e me n t a t i o n   c o m p l e x i t y .   [ 4 0 ]     C l o u d - f o g - b a se d   I o a p p l i c a t i o n s     M i n i m i z e   t h e   e n e r g y   c o n su mp t i o n ,   c o st ,   a n d   mak e sp a n .     I t   d o e s   n o t   e x p l i c i t l y   c o n s i d e r   t h e   i mp a c t   o f   n e t w o r k   l a t e n c y .   [ 4 1 ]     H e t e r o g e n e o u s f o g - c o m p u t i n g   e n v i r o n me n t     I mp r o v e m e n t   i n   e x e c u t i o n   t i me     R e d u c e   e n e r g y   c o n s u m p t i o n     M i n i m u m   c o st     R e a l - w o r l d   d e v e l o p m e n t   i c h a l l e n g i n g .   [ 4 2 ]   Ed g e - c l o d   c o mp u t i n g     M i n i m i z i n g   d e l a y .     R e d u c i n g   e n e r g y   u s a g e .     C o m p l e x i t y .     R e a l - w o r l d   s c e n a r i o s   n e e d   f u r t h e r   v a l i d a t i o n .   [ 4 4 ]     I o i n   a   c o l l a b o r a t i v e   c l o u d - f o g   e n v i r o n me n t     M i n i m u m   c o st ,   a n d   ma k e sp a n .     Li mi t e d   g e n e r a l i z a t i o n .     La c k   o f   d y n a m i c   w o r l d   a p p l i c a t i o n .   [ 1 6 ]   I o T - f o g - c l o u d   n e t w o r k     M i n i m i z a t i o n   o f   m a k e s p a n   t i me .     Th e   c o st   o f   r e so u r c e   r e q u e st e r s i b e i n g   d i sr e g a r d e d .       T ab le  4   lis ts   th ca teg o r ies  f o r   m etah e u r is tic - b ased   s ch e d u lin g   tech n iq u es,  s u ch   as  th ap p lied   alg o r ith m ,   Qo c o n s id er atio n s ,   an d   an aly tical  en v ir o n m en t .   I h ig h lig h ts   th d iv e r s o p t im izatio n   m eth o d s   u tili ze d ,   in clu d in g   ev o lu tio n a r y   an d   s war m   in tellig en ce   ap p r o ac h es  tailo r ed   f o r   f o g   co m p u tin g .   E ac h   lis ted   alg o r ith m   is   ev alu ated   in   ter m s   o f   its   ab ilit y   to   ad d r ess   cr itical  Qo m etr ic s   lik tim e,   co s t,  s ca lab ilit y ,   an d   r eliab ilit y   u n d er   s im u latio n   en v ir o n m en ts .   T h is   d etailed   ca teg o r izatio n   aid s   in   c o m p ar in g   th p r ac tical  ef f icien cy   o f   d if f e r en m etah eu r is tic  s tr ateg ies  ac r o s s   b r o ad   s p ec tr u m   o f   f o g   c o m p u ti n g   co n te x ts .   Su ch   in s ig h ts   ar cr u cial  f o r   s elec tin g   th m o s ap p r o p r iate  al g o r ith m   in   c o m p lex ,   d y n am i task   s ch ed u lin g   s ce n ar io s   wh er r ea l - tim p e r f o r m an ce   a n d   en e r g y   ef f icien c y   ar p a r am o u n t.       T ab le  4 .   An   i n - d e p th   an aly s is   o f   th m eta - h eu r is tic  d y n am ic  s ch ed u lin g   tech n iq u f o r   Qo S   R e f e r e n c e   A p p l i e d   a l g o r i t h m   Q o S   F a c t o r s   En e r g y   A n a l y s i s e n v i r o n m e n t   Ti me   C o s t   La t e n c y   S c a l a b i l i t y   R e l i a b i l i t y   [ 3 6 ]   EEO A               S i mu l a t i o n   ( I mp r o v e d   c u c k o o   a n d   O B L)   [ 3 7 ]   M u l t i - o b j e c t i v e   si m u l a t e d   a n n e a l i n g               S i mu l a t i o n   ( M A TLA B )   [ 3 8 ]   F S P G A ,   F S P S A ,   a n d   FSPSO               S i mu l a t i o n   ( Y e t   A n o t h e r   F o g   S i m u l a t o r   (YAFS))   [ 1 5 ]   M e t a - h e u r i st i c - e n a b l e d   g e n e t i c   a l g o r i t h m               S i mu l a t i o n   [ 3 9 ]   H y b r i d   d i f f e r e n t i a l   e v o l u t i o n   ( H D E)               S i mu l a t i o n   ( C l o u d S i m   p l a t f o r m)   [ 4 0 ]   W O R A               S i mu l a t i o n   ( P y t h o n )   [ 4 1 ]   M A A               S i mu l a t i o n   ( Jav a   I D Ec l i p s e )   [ 4 2 ]   A C O               S i mu l a t i o n   ( Jav a - b a s e d   l a n g u a g e )   [ 4 4 ]   W h a l e   o p t i mi z a t i o n   a l g o r i t h m (W O A )               S i mu l a t i o n   ( V M   w o r k st a t i o n )   [ 1 6 ]   H y b r i d   met a - h e u r i st i c   ( M H )   a l g o r i t h m               S i mu l a t i o n   ( M A TLA B   R 2 0 1 8 b   s o f t w a r e )       Ku m ar   et  a l.   [ 4 4 ]   h av s u g g ested   an   ar tific ial  in tellig en c ( AI )   f r am ewo r k   th at  in teg r ates  f u zz y   m o d els  to   m ak in tellig en d e cisi o n s   ab o u th ch o ice  o f   wo r k in g   d is tan tly   o n   d ata  ce n ter s   in   th clo u d   o r   f o g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b e r   20 25 :   5 9 8 6 - 6 0 0 0   5994   n o d es  o r   n ea r b y   o n - ed g e   d e v ices  to   co m p lete  task s .   I n   th e   c o llab o r ativ cl o u d - f o g   s ce n ar i o ,   th e   s o lu tio n   u s es  th W OA,   m etah eu r is tic  tec h n iq u e,   to   ac h iev o p tim u m   task - to - r eso u r ce   m a p p in g .   E x t en s iv ex p er im en tal   an aly s is   estab lis h es  th ef f ec tiv en ess   ab o u th e   ef f ec ti v en ess   o f   th s u g g ested   s tr ateg y   in   en h an cin g   th e   g en er al  ef f icac y   o f   in d u s tr y   5 . 0   d ea d lin e - awa r ass ig n m en ts ,   with   s u b s tan tial  g ain s   b ein g   n o ticed   in   m ak esp an ,   ex ec u tio n   co s t,  r e jectio n   r atio ,   an d   en er g y   u s a g wh en   co m p a r ed   with   alter n ativ ap p r o ac h es.    L iu   et  a l.   [ 1 6 ]   d escr ib AO_ AVOA ,   h y b r id   m eta - h eu r is t ic  ( MH )   m eth o d   t h at  u s es  Aq u ila  o p tim izer   ( AO)   an d   th Af r ican   v u ltu r es  o p tim izatio n   m eth o d   ( AVOA )   to   s ch ed u le  I o T   r e q u ests   in   I o T   f o g - clo d   n etwo r k s .   B y   u s in g   AO  o p er ato r s   to   lo ca te  th o p tim u m   s o lu tio n   w h ile  attem p tin g   to   id en tify   th id ea s ch ed u lin g   s o lu tio n ,   AO_ AVOA   en h an c es  th AVOA   ex p lo r p h ase .   B ased   o n   p e r f o r m an ce   m et r ics  co n s is tin g   o f   m ak esp an   an d   th r o u g h p u t,  A O_ AVOA   p r o v ed   to   b h ig h l y   ef f ec tiv in   s o lv in g   th s ch ed u lin g   p r o b lem   in   I o T - f o g - clo u d   n etwo r k s   wh en   co m p a r ed   to   m eth o d s   o f   AV OA,   AO,   f ir ef l y   alg o r ith m   ( F A) ,   p ar ticle   s war m   o p tim izatio n   ( PS O) ,   an d   Har r i s   h awk s   o p tim izatio n   ( HHO) .     3 . 1 . 5 .   Rea l - t i m e - ba s ed  dy na m ic  t a s k schedu li ng   Fo u r   d if f er e n r esear ch   r elate d   to   r ea l - tim s ch ed u lin g   we r lo o k ed   at.   f u zz y   lo g ic - b ased   task   s ch ed u lin g   tec h n iq u th at   d iv id es  u p   th wo r k lo a d   in   f o g - clo u d   co m p u tin g   s y s tem   b e twee n   th f o g   an d   clo u d   lay er s   was  p r esen ted   b y   Ali  et  a l.   [ 4 5 ] .   T h m eth o d   s elec ts   th ap p r o p r iate  p r o ce s s   to   d o   th g iv en   jo b   b y   u s in g   th e   ts k .   T h s im u lat io n ' s   r esu lts   s h o th at  th s u g g ested   s tr ateg y   lo wer s   th e   a v er ag t u r n ar o u n d   tim e,   m ak esp an   tim e,   an d   d ela y   r ate.   R ea tim h eter o g en e o u s   h ier ar ch ical  s ch e d u lin g   ( R T H2 S ) ,   s ch e d u lin g   alg o r ith m   p r o p o s ed   b y   Heu v el  [ 4 6 ] ,   is   d esig n e d   to   m a n ag co llectio n   o f   r ea l - ti m task s   with in   a   h eter o g en e o u s   in teg r ated   f o g - clo u d   ar c h itectu r e.   T h alg o r ith m   d iv id es  th task   ac co r d in g   to   its   s ize  an d   d ea d lin r eq u ir em e n ts ,   o r   it  s elec ts   p r ef er a b le  f o g   n o d f o r   th e   task ' s   ex ec u tio n .   T h s u g g ested   m et h o d ' s   s im u latio n   r esu lts   s h o lo we r   co s ts   an d   h ig h er   s u cc ess   r ates.  I n   an o t h er   wo r k ,   Ma tti an d   B er ald i   [ 4 7 ]   p r esen ted   a   d ec e n tr alize d   a p p r o ac h   f o r   r ea l - tim e   d y n am ic  s ch ed u lin g   in   f o g   c o m p u tin g   e n v ir o n m en ts   th at   is   b ased   o n   r ein f o r ce m e n lear n i n g   ( R L ) .   E ac h   f o g   n o d was  d esig n ed   to   h av th is   alg o r ith m   in s talled   to   en ab le   au to n o m o u s   s ch ed u lin g   c h o i ce s   d ep en d in g   o n   th e   cir c u m s tan ce s   at  h an d .   T h e   cl ass if icatio n   o f   th af o r em en tio n ed   s tu d ies,  in clu d in g   th eir   p r im ar y   co n te x t,  ad v an tag es,  an d   lim itatio n s ,   is   ex p lain ed   in   T ab le  5 .   T h o u tc o m es  o f   th d elay - b a s ed   s im u latio n   d em o n s tr ated   t h at,   u n d er   b o th   f ix ed   lo ad   c o n d itio n s   an d   r ea l - wo r ld   g e o g r a p h ic  s ce n ar i o s ,   th er is   m in im u m   co s t o   co m p lete  with in   th d ea d lin in   wo r k   th at  is   eq u al  to   ev e r y   n o d e .   R an jan   a n d   Sh a r m [ 4 8 ]   s u g g ested   an   ap p r o ac h   th at   p r esen ts   two   s c h ed u ler s   b ased   o n   n o n lin ea r   m ath e m atica p r o g r am m in g o n f o r   clo u d   co m p u tin g   an d   an o th er   f o r   f o g   co m p u tin g .   T h ese   s ch ed u ler s   ch allen g p r e - estab lis h ed   co n v e n tio n s   b y   a llo ca tin g   task s   d ep en d in g   o n   attr ib u tes  lik e   p er f o r m an ce   an d   av ailab ilit y .   Fu zz y   lo g ic  is   u s ed   in   th is   s tr ateg y   to   d iv i d wo r k   ac r o s s   th clo u d   a n d   f o g   lay er s   b ased   o n   task   n ee d s   ( c o m p u tin g ,   s to r ag e,   b a n d wid th ) ,   as  well  as  co n s tr ain ts   ( s ize  o f   d ata,   d ea d lin es).   T h s tr ateg y   o u tp er f o r m s   c u r r en m eth o d s   in   ter m s   o f   co m p leted   task s ,   av er a g t u r n ar o u n d   tim e,   ca lcu latio n   tim e,   an d   laten cy   r ate,   as  s h o wn   b y   s im u latio n   test in g .   T a b le  6   d elin ea tes  th cr iter ia  u s ed   to   class if y   th e   af o r em en tio n ed   ar ticles,  in clu d in g   th a n aly tic  en v i r o n m e n t,   Qo S e lem en ts ,   an d   ap p lied   m eth o d .       T ab le  5 .   co m p r e h en s iv co m p ar is o n   o f   r ea l - tim task   s ch ed u lin g   alg o r ith m s   R e f e r e n c e   M a j o r   c o n t e x t   A d v a n t a g e   Li mi t a t i o n   [ 4 5 ]     F o g - c l o u d   c o m p u t i n g     I t   r e d u c e t h e   w a i t i n g   t i me  o f   t h e   t a s k s.     Th e   l o a d   b a l a n c i n g   mec h a n i sm   e n h a n c e t h e   o v e r a l l   e f f i c i e n c y     N e e d   f o r   f u r t h e r   i n v e s t i g a t i o n   o n   c h a n n e l   b a n d w i d t h .     I n c o mp l e t e   c o n s i d e r a t i o n   o f   p r i v a c y   a n d   m o b i l i t y   [ 4 6 ]       H i e r a r c h i c a l   h e t e r o g e n e o u f o g   n e t w o r k s   Ef f i c i e n t   r e s o u r c e   u t i l i z a t i o n .   M i n i m i z e   t h e   o v e r a l l   c o s t   V a r i a t i o n s   i n   w o r k l o a d   p a t t e r n s c a n   b e   c h a l l e n g i n g   [ 4 7 ]     S mart  c i t i e s   M a x i m i z e   t h e   t a s k   e x e c u t i o n   t i m e .   I n c r e a se d   c o m p l e x i t y   o f   s y st e m s t a t e   [ 4 8 ]     F o g   c o mp u t i n g   u s i n g   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s   I n c r e a se  t h e   e f f i c i e n c y   o f   e x e c u t i o n   o f   t a s k i n   I o T   sy s t e ms   Lo w   s c a l a b i l i t y       T ab le  6 .   An   i n - d e p th   an aly s is   o f   th r ea l - tim s ch e d u lin g   tech n iq u f o r   Qo S   R e f e r e n c e   A p p l i e d   a l g o r i t h m   Q o S   f a c t o r s   En e r g y   A n a l y s i e n v i r o n m e n t   Ti me   C o s t   L a t e n c y   S c a l a b i l i t y   R e l i a b i l i t y   [ 4 5 ]   F u z z y   l o g i c - b a se d   t a s k   sch e d u l i n g   a l g o r i t h m               S i mu l a t i o n   ( i F o g S i m)   [ 4 6 ]   R e a l - t i me  h e t e r o g e n e o u s   h i e r a r c h i c a l   sc h e d u l i n g               S i mu l a t i o n   ( i F o g S i m)   [ 4 7 ]   R e i n f o r c e m e n t   l e a r n i n g               S i mu l a t i o n   ( d e l a y - b a s e d   si m u l a t o r )   [ 4 8 ]   F u z z y   l o g i c               S i mu l a t i o n   ( i F o g S i m)   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 - 8 7 0 8         A   s ystema tic  r ev iew   o f h eu r is tic  a n d   meta - h eu r is tic  meth o d s   fo r   d yn a mic  ta s …  ( Ha med   Ta lh o u ni )   5995     T ab le  7   r e p r esen ts   th e   co m p a r is o n   b etwe en   th e   h eu r is tic  an d   m eta - h eu r is tic  alg o r ith m s .   Heu r is tic   m eth o d s   ar e   q u ick er   an d   le s s   co m p lex   a n d   ar t h er ef o r p r ef e r ab le  f o r   r ea l - tim e,   l o w - co m p lex ity   f o g   co m p u tin g   s ch ed u lin g .   Me ta - h eu r is tic  alg o r ith m s   ar m o r ad ap tiv a n d   p o wer f u a n d   th er ef o r ca n   b e   im p lem en ted   f o r   o p tim izin g   h u g s ch ed u lin g   an d   d y n am i r eso u r ce   m an a g em en t.  T h er ef o r e,   f o r   r ea l - tim e   s ch ed u lin g   o f   task s ,   h eu r is tic  s o lu tio n s   ar ef f ec tiv wh er ea s   f o r   h ig h l y   co n s tr ain e d   s ch ed u lin g   an d   o p tim izatio n ,   m eta - h eu r is tic  alg o r ith m s   h a v b etter   o u tco m e s   wh ile  b ein g   co m p u tatio n ally   ex p en s iv e.       T ab le  7 .   C o m p a r is o n   o f   h eu r is tic  an d   m eta - h e u r is tic  alg o r ith m s   in   f o g   c o m p u ti n g   F e a t u r e   H e u r i s t i c a l g o r i t h m   M e t a - h e u r i st i c   a l g o r i t h m   D e f i n i t i o n   P r o b l e m - s p e c i f i c   r u l e s   o r   l o g i c - b a se d   a p p r o a c h e t h a t   p r o v i d e   a   q u i c k   so l u t i o n   b u t   m a y   n o t   b e   o p t i ma l   G e n e r a l - p u r p o s e   o p t i m i z a t i o n   t e c h n i q u e i n sp i r e d   b y   n a t u r e   o r   ma t h e ma t i c s t o   e x p l o r e   b e t t e r   so l u t i o n s   S e a r c h   m e c h a n i sm   U ses  a   p r e d e f i n e d   se t   o f   r u l e s   t o   f i n d   s o l u t i o n s   U ses  st o c h a s t i c   o r   g u i d e d   r a n d o sea r c h e s   t o   f i n d   o p t i m a l   o r   n e a r - o p t i ma l   s o l u t i o n s   O p t i mi z a t i o n   l e v e l   W o r k s   w e l l   f o r   sma l l - s c a l e   p r o b l e ms  b u t   s t r u g g l e s   w i t h   c o m p l e x ,   l a r g e - sca l e   t a s k s .   S u i t a b l e   f o r   l a r g e - sc a l e ,   c o mp l e x   p r o b l e ms  a i t   e x p l o r e a   b r o a d e r   s o l u t i o n   s p a c e   A d a p t a b i l i t y   Le ss fl e x i b l e   a s   i t   f o l l o w a   f i x e d   a p p r o a c h   t o   p r o b l e m - so l v i n g   M o r e   f l e x i b l e   a n d   a d a p t i v e   a s i t   d y n a mi c a l l y   a d j u st s   sea r c h   s t r a t e g i e s   C o m p u t a t i o n a l   c o m p l e x i t y   Lo w   c o m p l e x i t y ;   e x e c u t e s   f a s t e r   b u t   may   g e t   s t u c k   i n   l o c a l   o p t i m a   H i g h e r   c o m p l e x i t y ;   r e q u i r e s   mo r e   p r o c e ssi n g   p o w e r   b u t   a v o i d l o c a l   o p t i m a   S o l u t i o n   q u a l i t y   P r o v i d e s a n   a p p r o x i ma t e   so l u t i o n   t h a t   i s fas t   b u t   ma y   n o t   b e   o p t i ma l   P r o v i d e n e a r - o p t i m a l   o r   o p t i ma l   s o l u t i o n s   w i t h   b e t t e r   a c c u r a c y   Ex a m p l e s   -   F i r st   c o m e   f i r s t   s e r v e   ( F C F S )   -   S h o r t e s t   j o b   f i r s t   ( S JF )   -   R o u n d   R o b i n   ( R R )   -   P r i o r i t y   sc h e d u l i n g   -   G e n e t i c   a l g o r i t h (GA)   -   P a r t i c l e   sw a r o p t i mi z a t i o n   (PSO)   -   A n t   c o l o n y   o p t i mi z a t i o n   ( A C O )   -   G r e y   w o l f   o p t i mi z e r   (GWO)   U sag e   i n   f o g   c o m p u t i n g   S u i t a b l e   f o r   s i m p l e r ,   r e a l - t i me   t a sk   sc h e d u l i n g   sce n a r i o s.   P r e f e r r e d   f o r   c o m p l e x   sc h e d u l i n g   a n d   r e so u r c e   a l l o c a t i o n   p r o b l e ms   t o   b a l a n c e   l a t e n c y ,   e n e r g y ,   a n d   c o st   M a i n   d r a w b a c k   C a n   l e a d   t o   su b o p t i m a l   so l u t i o n d u e   t o   i t g r e e d y   a p p r o a c h   R e q u i r e s m o r e   c o m p u t a t i o n   t i me   a n d   t u n i n g   t o   a c h i e v e   t h e   b e st   r e s u l t s       4.   ANALY T I CAL D I SCU SS I O N   T h is   s ec tio n   p r o v id es  an   an al y tic  ac co u n t   o f   th p r o b lem s   with   task   s ch ed u lin g   in   a   f o g   co m p u tin g   en v ir o n m en t.  I ad d r ess es  is s u es  ab o u s ev er al  d im en s io n s   s u ch   as  r eso u r ce   co n s tr a in ts   an d   d y n am ic  s ce n ar io s   th at  im p ac th s u cc ess   in   ap p ly in g   s ch ed u lin g   s tr ateg ies.  Sp ec if ic  co n ce r n s   ar e   also   m ad ar o u n d   h o to   ad ap s ch ed u lin g   tech n o lo g ies  s o   th at  th ey   f it  an d   m atch   th s p ec if ic  r eq u ir e m en ts ,   n ee d s ,   an d   co n d itio n s   f ac ed   i n   a   f o g   co m p u tin g   s y s tem   d em a n d   f o r   s ca lab ilit y ,   en er g y   e f f icien cy ,   an d   in te g r atio n   with   ed g AI   ad v an ce m e n ts .     4 . 1 .     Ana ly t ica l dis cus s io n   T h is   s ec tio n   p r o v id es  an   in - d ep th   ex am i n atio n   o f   th ca teg o r ies  o f   jo b   s ch e d u lin g   a lg o r ith m s ,   th er eb y   p r o v id i n g   k n o wled g e   ab o u th s ev er al  tech n iq u e s   p r esen in   f o g   co m p u tin g .   An   ass es s m en is   p er f o r m ed   i n   lig h t   o f   task   s ch ed u lin g   r esear ch   b y   wh ich   b etter   k n o wled g ca n   b o b tain ed   ab o u th e   wa y   th r o u g h   wh ich   th ese  alg o r ith m s   h an d le  a   p ar ticu lar   d if f icu l ty   p r esen ted   b y   f o g   s ce n ar io s .   An aly s is   ch ar ts   ar also   em p lo y ed   to   r ep r esen t   th q u ality - of - s er v ice  f ac t o r s   b y   d ep ictin g   th in f l u e n tial  an d   ess en tial   p er f o r m an ce   i n d icato r s   a n d   h o th ese  will  im p ac th e   ef f ec ti v en ess   o f   task   s ch ed u lin g   in   s itu atio n s   r eg ar d in g   f o g   co m p u tin g .   Fig u r 3   d y n a m ic  s ch ed u lin g   m eth o d s   ca teg o r ies  in   f o g   e n v ir o n m en s h o ws  h o jo b   s ch ed u lin g   s tr ateg ies  ar ca teg o r ized   in   a   f o g   co m p u tin g   e n v ir o n m en t.  T h m o s p o p u lar   jo b   s ch ed u l in g   tech n iq u es  ar m etah eu r is tic - b ased   alg o r ith m s ,   wh ich   h av 6 2 . 5 % u tili za tio n   r ate.   Mo r th a n   an y   o t h er   alg o r ith m ,   h e u r is tic  m eth o d s   h a v b ee n   im p lem e n t ed   in   f o g   c o m p u tin g   t o   o b tain   th m o s ef f ec tiv e   ap p r o ac h   f o r   p er f o r m in g   task s   o r   jo b s .   I t   is   im p o r ta n to   h ig h lig h th at  wh e n   it   co m es  to   f o g   co m p u tin g ,   f o r m al   tech n iq u es  ca n   b e   a   v alu ab le  to o l f o r   v alid atin g   t h co r r ec tn ess   o f   d y n am ic  s ch ed u lin g   a p p r o ac h es a n d   ev alu atin g   f u n ctio n al  p r o p er ties .   T h well - k n o wn   s im u latio n   p r o g r a m s   C lo u d Sim  an d   iFo g Sim  co n tr o th co m p u tatio n al   en v ir o n m en in   f o g   c o m p u tin g   s tu d ies.  T h ese  to o ls   o f f e r   th o r o u g h   p latf o r m   f o r   r esear c h er s   an d   in cl u d all  ap p r o ac h es  u s ed   in   task   s ch ed u lin g   in v esti g atio n s .   T h ese   s im u latio n   s ettin g s   ar th m ain   p lace   wh er s ch ed u lin g   al g o r ith m s   a r tes ted   an d   v er if ie d   b ec a u s o f   t h d if f ic u lties   an d   c o m p lex iti es  ass o ciate d   with   r ea l - wo r ld   im p lem e n tatio n .   T h Qo elem en ts   in   f o g   en v i r o n m en t   ex p e r im en ts   ar s h o wn   in   Fig u r 4   Qo co n s id er a tio n s   in   f o g   co m p u tin g   task   s ch ed u lin g   r e s ea r ch .   T h m o s s ig n if ican co m p o n en t,  with   3 6 u tili za tio n   r ate,   is   tim e.   C er tain   d if f icu lt  task s ,   s u ch   as  ev alu atin g   p r iv ac y   is s u es,  s ca lab ilit y ,   an d   r eliab ilit y   t h at  h av e   not   b ee n   ass es s ed   in   f o g   c o m p u tin g ,   ar e   in v o lv e d   in   ass ess in g   th ef f e ctiv en ess   o f   s ch ed u lin g .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.