In this paper, we investigate the problem of multi-user linearly decomposable function computation, where $N$ servers help compute functions for $K$ users, and where each such function can be expressed as a linear combination of $L$ basis subfunctions. The process begins with each server computing some of the subfunctions, then broadcasting a linear combination of its computed outputs to a selected group of users, and finally having each user linearly combine its received data to recover its function. As it has become recently known, this problem can be translated into a matrix decomposition problem $\mathbf{F}=\mathbf{D}\mathbf{E}$, where $\mathbf{F} \in \mathbf{GF}(q)^{K \times L}$ describes the coefficients that define the users' demands, where $\mathbf{E} \in \mathbf{GF}(q)^{N \times L}$ describes which subfunction each server computes and how it combines the computed outputs, and where $\mathbf{D} \in \mathbf{GF}(q)^{K \times N}$ describes which servers each user receives data from and how it combines this data. Our interest here is in reducing the total number of subfunction computations across the servers (cumulative computational cost), as well as the worst-case load which can be a measure of computational delay. Our contribution consists of novel bounds on the two computing costs, where these bounds are linked here to the covering and packing radius of classical codes. One of our findings is that in certain cases, our distributed computing problem -- and by extension our matrix decomposition problem -- is treated optimally when $\mathbf{F}$ is decomposed into a parity check matrix $\mathbf{D}$ of a perfect code, and a matrix $\mathbf{E}$ which has as columns the coset leaders of this same code.


翻译:本文研究了多用户线性可分解函数计算问题,其中$N$台服务器为$K$个用户计算函数,每个函数可表示为$L个基子函数的线性组合。计算过程始于每台服务器计算部分子函数,然后向选定用户群广播其计算输出的线性组合,最后每个用户线性组合接收数据以恢复其函数。如近期所知,该问题可转化为矩阵分解问题$\mathbf{F}=\mathbf{D}\mathbf{E}$,其中$\mathbf{F} \in \mathbf{GF}(q)^{K \times L}$描述用户需求系数,$\mathbf{E} \in \mathbf{GF}(q)^{N \times L}$描述每台服务器计算的子函数及其输出组合方式,$\mathbf{D} \in \mathbf{GF}(q)^{K \times N}$描述每个用户接收数据的服务器及其数据组合方式。本文关注降低服务器间子函数计算总数(累积计算成本)以及作为计算延迟度量的最坏负载。我们的贡献包括两个计算成本的新边界,这些边界与经典码的覆盖半径和填充半径相关联。研究发现,在某些情况下,当$\mathbf{F}$分解为完美码的奇偶校验矩阵$\mathbf{D}$和以该码陪集首为列的矩阵$\mathbf{E}$时,分布式计算问题(进而矩阵分解问题)可得到最优处理。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12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
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
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017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
4+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月15日
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月15日
Arxiv
10+阅读 · 2021年12月9日
Memory-Gated Recurrent Networks
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月24日
Arxiv
21+阅读 · 2020年10月11日
Arxiv
92+阅读 · 2020年2月28日
Arxiv
11+阅读 · 2018年7月8日
VIP会员
最新内容
“Maven计划”的发展演变之“Maven智能系统”应用
《无人机革命:来自俄乌战场的启示》(报告)
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:48
《实现联合作战能力所需的技术》58页报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:30
以色列运用人工智能优化空袭警报系统
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:20
以色列在多条战线部署AI智能体
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:12
2025年大语言模型进展报告
专知会员服务
18+阅读 · 4月25日
多智能体协作机制
专知会员服务
15+阅读 · 4月25日
相关资讯
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
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月15日
Arxiv
0+阅读 · 2024年3月15日
Arxiv
10+阅读 · 2021年12月9日
Memory-Gated Recurrent Networks
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月24日
Arxiv
21+阅读 · 2020年10月11日
Arxiv
92+阅读 · 2020年2月28日
Arxiv
11+阅读 · 2018年7月8日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017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
4+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员