CAREER: Graph Streaming, Communication Games, and the Quest for Optimal Algorithms

职业:图流、通信游戏和最佳算法的探索

基本信息

  • 批准号:
    2047061
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 55.82万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-03-01 至 2026-02-28
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Massive graphs appear in most application domains nowadays: web-pages and hyperlinks, neurons and synapses, papers and citations, or social networks and friendship links are just a few examples. Due to the sheer size and evolving nature of these graphs, processing them via traditional algorithms is often no longer a viable option. As a result, there is a rapidly growing interest in developing algorithms that explicitly account for the restrictions of processing massive graphs. Graph streaming algorithms have been particularly successful in this regard; these are algorithms that process input graphs by making one or few passes over their edges while using a limited memory, much smaller than the input size. This project focuses on further developing the theoretical foundations of graph streaming algorithms: what graph problems can be addressed efficiently via streaming algorithms, what are the inherent limitations of streaming algorithms, and how these limitations can be mitigated through better modeling assumptions? The research directions in this project go hand-in-hand with educational initiatives such as integrating related topics in advanced courses that provide research opportunities for graduate and undergraduate students, and introducing high-school students to exciting ideas in theoretical computer science.More specifically, the focus of this project is on understanding the powers and limitations of graph streaming algorithms for several foundational problems such as coloring, matching, reachability, shortest path, and minimum cut. These are among the most studied problems in theoretical computer science with an extremely broad range of applications. However, despite significant attention, many fundamental questions regarding these problems have remained unanswered in the streaming model. This research focuses on resolving some of these questions and moving toward determining the optimal bounds on the tradeoff between space, number of passes, and approximation ratio of graph streaming algorithms for these problems. This project plans to achieve this goal by designing and analyzing better streaming algorithms as well as using communication games as a powerful tool to prove lower bounds for these problems.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
如今,大量的图出现在大多数应用领域:网页和超链接,神经元和突触,论文和引文,或者社交网络和友谊链接只是几个例子。由于这些图的庞大规模和不断发展的性质,通过传统算法处理它们通常不再是可行的选择。因此,有一个快速增长的兴趣,开发算法,明确占处理大量的图形的限制。图流算法在这方面特别成功;这些算法通过在其边缘上进行一次或几次传递来处理输入图,同时使用有限的内存,比输入大小小得多。这个项目的重点是进一步发展图流算法的理论基础:什么样的图问题可以通过流算法有效地解决,流算法的固有局限性是什么,以及如何通过更好的建模假设来缓解这些局限性?该项目的研究方向与教育计划密切相关,例如在高级课程中整合相关主题,为研究生和本科生提供研究机会,并向高中生介绍理论计算机科学中令人兴奋的想法。更具体地说,该项目的重点是了解图流算法在几个基础问题上的能力和局限性,例如着色,匹配、可达性、最短路径和最小割。这些是理论计算机科学中研究最多的问题之一,应用范围非常广泛。然而,尽管受到了极大的关注,但在流模型中,关于这些问题的许多基本问题仍然没有得到回答。本研究的重点是解决其中的一些问题,并朝着确定空间之间的权衡的最佳界限,通过的数量,和近似比的图流算法,这些问题。该项目计划通过设计和分析更好的流媒体算法以及使用通信游戏作为有力的工具来证明这些问题的下限来实现这一目标。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估而被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(24)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Decremental Matching in General Graphs
一般图中的递减匹配
Hierarchical Clustering in Graph Streams: Single-Pass Algorithms and Space Lower Bounds
  • DOI:
    10.48550/arxiv.2206.07554
  • 发表时间:
    2022-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sepehr Assadi;Vaggos Chatziafratis;Jakub Lacki;V. Mirrokni;Chen Wang
  • 通讯作者:
    Sepehr Assadi;Vaggos Chatziafratis;Jakub Lacki;V. Mirrokni;Chen Wang
Ruling Sets in Random Order and Adversarial Streams
随机顺序和对抗流中的规则集
  • DOI:
    10.4230/lipics.disc.2021.6
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Assadi, Sepehr;Dudeja, Aditi
  • 通讯作者:
    Dudeja, Aditi
Brooks' Theorem in Graph Streams: A Single-Pass Semi-Streaming Algorithm for $\Delta$-Coloring
图流中的布鲁克斯定理:$Delta$-着色的单通道半流算法
  • DOI:
    10.46298/theoretics.23.9
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Assadi, Sepehr;Kumar, Pankaj;Mittal, Parth
  • 通讯作者:
    Mittal, Parth
Sublinear Time and Space Algorithms for Correlation Clustering via Sparse-Dense Decompositions
通过稀疏-密集分解进行相关聚类的次线性时空算法
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Sepehr Assadi其他文献

Randomized Composable Coresets for Matching and Vertex Cover
用于匹配和顶点覆盖的随机可组合核心集
A Simple (1-ε)-Approximation Semi-Streaming Algorithm for Maximum (Weighted) Matching
最大(加权)匹配的简单(1-ε)近似半流算法
  • DOI:
    10.48550/arxiv.2307.02968
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sepehr Assadi
  • 通讯作者:
    Sepehr Assadi
O(log log n) Passes Is Optimal for Semi-streaming Maximal Independent Set
O(log log n) 次传递是半流最大独立集的最佳选择
Fully dynamic maximal independent set with sublinear update time
具有次线性更新时间的完全动态最大独立集
VERTEX COVER IN THE SLIDING WINDOW MODEL
滑动窗口模型中的顶点覆盖
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Sepehr Assadi;S. Krishna;Chaitanya Nalam;Venkata Subrahmanya
  • 通讯作者:
    Venkata Subrahmanya

Sepehr Assadi的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

相似国自然基金

基于Graph-PINN的层结稳定度参数化建模与沙尘跨介质耦合传输模拟研
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
平面三角剖分flip graph的强凸性研究
  • 批准号:
    12301432
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于graph的多对比度磁共振图像重建方法
  • 批准号:
    61901188
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    24.5 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于de bruijn graph梳理的宏基因组拼接算法开发
  • 批准号:
    61771009
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    50.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于Graph和ISA的红外目标分割与识别方法研究
  • 批准号:
    61101246
  • 批准年份:
    2011
  • 资助金额:
    22.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
中国Web Graph的挖掘与应用研究
  • 批准号:
    60473122
  • 批准年份:
    2004
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Conference: 9th Lake Michigan Workshop on Combinatorics and Graph Theory
会议:第九届密歇根湖组合学和图论研讨会
  • 批准号:
    2349004
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 55.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: OAC Core: Distributed Graph Learning Cyberinfrastructure for Large-scale Spatiotemporal Prediction
合作研究:OAC Core:用于大规模时空预测的分布式图学习网络基础设施
  • 批准号:
    2403312
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 55.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Next-Generation Distributed Graph Engine for Big Graphs
适用于大图的下一代分布式图引擎
  • 批准号:
    DP240101322
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 55.82万
  • 项目类别:
    Discovery Projects
Large Graph Limits of Stochastic Processes on Random Graphs
随机图上随机过程的大图极限
  • 批准号:
    EP/Y027795/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 55.82万
  • 项目类别:
    Research Grant
Computing over Compressed Graph-Structured Data
压缩图结构数据的计算
  • 批准号:
    EP/X039447/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 55.82万
  • 项目类别:
    Research Grant
CAREER: Strategic Interactions, Learning, and Dynamics in Large-Scale Multi-Agent Systems: Achieving Tractability via Graph Limits
职业:大规模多智能体系统中的战略交互、学习和动态:通过图限制实现可处理性
  • 批准号:
    2340289
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 55.82万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Toward Trustworthy Generative AI by Integrating Large Language Model with Knowledge Graph
通过将大型语言模型与知识图相结合,迈向可信赖的生成式人工智能
  • 批准号:
    24K20834
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 55.82万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
CAREER: Fast Scalable Graph Algorithms
职业:快速可扩展图算法
  • 批准号:
    2340048
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 55.82万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: AF: Small: Structural Graph Algorithms via General Frameworks
合作研究:AF:小型:通过通用框架的结构图算法
  • 批准号:
    2347322
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 55.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
REU Site: Graph Learning and Network Analysis: from Foundations to Applications (GraLNA)
REU 网站:图学习和网络分析:从基础到应用 (GraLNA)
  • 批准号:
    2349369
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 55.82万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了