On the Distributed Complexity of Large-Scale Graph Computations
Notice bibliographique
Résumé
Motivated by the increasing need to understand the distributed algorithmic foundations of large-scale graph computations, we study some fundamental graph problems in a message-passing model for distributed computing where k ≥ 2 machines jointly perform computations on graphs with n nodes (typically, n >> k). The input graph is assumed to be initially randomly partitioned among the k machines, a common implementation in many real-world systems. Communication is point-to-point, and the goal is to minimize the number of communication rounds of the computation. Our main contribution is the General Lower Bound Theorem , a theorem that can be used to show non-trivial lower bounds on the round complexity of distributed large-scale data computations. This result is established via an information-theoretic approach that relates the round complexity to the minimal amount of information required by machines to solve the problem. Our approach is generic, and this theorem can be used in a “cookbook” fashion to show distributed lower bounds for several problems, including non-graph problems. We present two applications by showing (almost) tight lower bounds on the round complexity of two fundamental graph problems, namely, PageRank computation and triangle enumeration . These applications show that our approach can yield lower bounds for problems where the application of communication complexity techniques seems not obvious or gives weak bounds, including and especially under a stochastic partition of the input. We then present distributed algorithms for PageRank and triangle enumeration with a round complexity that (almost) matches the respective lower bounds; these algorithms exhibit a round complexity that scales superlinearly in k , improving significantly over previous results [Klauck et al., SODA 2015]. Specifically, we show the following results: PageRank: We show a lower bound of Ὼ(n/k 2 ) rounds and present a distributed algorithm that computes an approximation of the PageRank of all the nodes of a graph in Õ(n/k 2 ) rounds. Triangle enumeration: We show that there exist graphs with m edges where any distributed algorithm requires Ὼ(m/k 5/3 ) rounds. This result also implies the first non-trivial lower bound of Ὼ(n 1/3 ) rounds for the congested clique model, which is tight up to logarithmic factors. We then present a distributed algorithm that enumerates all the triangles of a graph in Õ(m/k 5/3 + n/k 4/3 ) rounds.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,006 | 0,037 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,005 |
| Communication savante | 0,005 | 0,011 |
| Science ouverte | 0,004 | 0,005 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,006 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,005 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».