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スペクトラルアルゴリズムによる再現性を指向した高性能並列グラフ解析手法の開発

使用谱算法开发旨在再现性的高性能并行图分析方法

基本信息

批准号：
22K12046
负责人：
二村保徳
金额：
$ 2.66万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

スペクトラルグラフ解析手法は、グラフから定義される各種行列（グラフラプラシアン等）の固有空間に基づき、各種のグラフ解析タスクを行う手法である。本手法はスペクトラルグラフ理論に裏付けられた理論基盤を持ち、グラフ分割や、グラフ上のクラスタリング、コミュニティ検出、異常検知、グラフニューラルネットなど、さまざまなグラフ解析タスクに応用されている。グラフ分割タスク等で標準的に使われているマルチレベル型手法のような局所最適化に基づく離散型のヒューリスティックでは、書き込み順序によって解が変わりうる非同期処理を伴わなければ高い並列性能が得られないため、通常、再現可能性を犠牲にする。一方、スペクトラルアルゴリズムは離散型のヒューリスティックと比べ、計算量が大きくなる傾向があるが、同一の計算環境・パラメータ・乱数シード・並列度での実行において同一の近似解を得ることができる並列化の実現が容易である「再現可能な並列性」という好ましい性質がある。本課題では代表者らが新たに開発した測地距離型射影法による高速並列スペクトラルグラフ解析手法をコミュニティ検出等、新たなグラフ解析タスク向けに拡張し、再現性のある高速並列アルゴリズムの開発を進めた。特に、以下の課題：1) 非常に疎なグラフに対する精度劣化、2) 頂点次数分布の偏りが大きいグラフに対する精度劣化、3) 浮動小数点演算の非結合性の考慮による再現可能性の保証、について取り組んだ。幅広い種類グラフに対応した高精度化手法を開発を見据え、また再現可能性の厳密な保証と性能とのトレードオフを明らかにすることを目的に研究を進めた。

スペクトラルグラフanalytic techniqueは、グラフからDefinitionされるvarious rows（グラフラプRakuten, etc.) are based on the inherent space and various techniques of analysis and analysis. This technique is based on the theoretical basis of the はスペクトラルグラフ theory and the けられた theory.コミュニティ検出, abnormal 検知, グラフニューラルネットなど、さまざまなグラフanalytic タスクに応用されている. The standard にわれているマルチレベル type technique such as グラフ splitting タスク etc.のようなOptimal base づく discrete type のヒューリスティックでは, Book き込み sequence によってが変わりうる non-synchronous processing を mate わなければい parallel performance がられないため, normal, reproducibility を犠 animal にする. One side, スペクトラルアルゴリズムは discrete type のヒューリスティックと比べ, The amount of calculation is large, the tendency is large, and the same computing environment・パラメータ・Random numbersシード・Parallel degree of parallelism It is easy to change and appear, and it is easy to reproduce, and it is possible to reproduce it. The representative of this topic is らが新たに开発したgeodesic distance type projection method によるHigh-speed parallel スペクトラルグラフanalytical technique をコミュNirvana 検出, 新たなグラフanalytical タスク向けに拡张し, reproducible high-speed parallel アルゴリズムの开発を进めた. Special issues include the following: 1) Very high precision degradation, 2) Vertex frequency distribution bias, large accuracy degradation, 3) The non-associative nature of floating decimal point arithmetic is considered, the reproducibility is guaranteed, and the set is taken into account. The type of fabrication is a high-precision technique and the possibility of reproducing the data is based on the evidence. The performance is guaranteed and the performance is guaranteed and the purpose is researched and advanced.