MapReduce (MR) frameworks for maximizing monotone, submodular functions subject to a cardinality constraint (SMCC) have currently only been shown to work with linear-adaptive (non-parallelizable) algorithms, that require large number of distributions in order to utilize the available processors, thus resulting in severe restrictions on the cardinality constraint in addition to limited scalability. Low-adaptive algorithms do not currently satisfy the requirements of these distributed MR frameworks, thereby limiting their performance. We study the SMCC problem in a distributed setting and propose the first MR algorithms with sublinear adaptive complexity. Our algorithms, R-DASH, T-DASH and G-DASH provide $0.316-\varepsilon$, $3/8 -\varepsilon$, and $1 - 1/e -\varepsilon$ approximation ratios, respectively, with nearly optimal adaptive complexity and nearly linear time complexity. Additionally, we provide a framework to increase, under some mild assumptions, the maximum permissible cardinality constraint from $O( n / \ell^2)$ of prior MR algorithms to $O( n / \ell )$, where $n$ is the data size and $\ell$ is the number of machines; under a stronger condition on the objective function, we increase the maximum constraint value to $n$. Finally, we provide empirical evidence to demonstrate that our sublinear-adaptive, distributed algorithms provide orders of magnitude faster runtime compared to current state-of-the-art distributed algorithms.


翻译:针对有界基数约束下单调子模函数最大化(SMCC)的MapReduce(MR)框架,现有方法仅能兼容线性自适应(不可并行化)算法。这类算法需要大量分布操作才能利用可用处理器,导致基数约束严重受限且扩展性不足。当前低自适应算法无法满足这些分布式MR框架的要求,从而制约了其性能表现。本研究在分布式环境下研究SMCC问题,提出了首个具有亚线性自适应复杂度的MR算法。我们提出的R-DASH、T-DASH和G-DASH算法分别实现了$0.316-\varepsilon$、$3/8 -\varepsilon$和$1 - 1/e -\varepsilon$的近似比,并具有近最优的自适应复杂度与近线性时间复杂度。此外,我们提出了一种框架,在温和假设条件下将最大允许基数约束从先前MR算法的$O( n / \ell ^2)$提升至$O( n / \ell )$(其中$n$为数据规模,$\ell$为机器数量);在目标函数满足更强条件时,可将最大约束值提升至$n$。最后,实验结果表明,与当前最优分布式算法相比,我们的亚线性自适应分布式算法实现了数量级的运行速度提升。

0
下载
关闭预览

相关内容

磁流变(Magnetorheological,简称MR)材料是一种流变性能可由磁场控制的新型智能材料。由于其响应快(ms量级)、可逆性好(撤去磁场后,又恢复初始状态)、以及通过调节磁场大小来控制材料的力学性能连续变化,因而近年来在汽车、建筑、振动控制等领域得到广泛应用。
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
41+阅读 · 2020年9月6日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Neural Architecture Search without Training
Arxiv
10+阅读 · 2021年6月11日
Arxiv
19+阅读 · 2020年7月13日
VIP会员
最新内容
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
2+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
4+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
9+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
6+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
8+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
6+阅读 · 5月29日
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
41+阅读 · 2020年9月6日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员