We introduce a novel method for the rigorous quantitative evaluation of online algorithms that relaxes the "radical worst-case" perspective of classic competitive analysis. In contrast to prior work, our method, referred to as randomly infused advice (RIA), does not make any probabilistic assumptions about the input sequence and does not rely on the development of designated online algorithms. Rather, it can be applied to existing online randomized algorithms, introducing a means to evaluate their performance in scenarios that lie outside the radical worst-case regime. More concretely, an online algorithm ALG with RIA benefits from pieces of advice generated by an omniscient but not entirely reliable oracle. The crux of the new method is that the advice is provided to ALG by writing it into the buffer B from which ALG normally reads its random bits, hence allowing us to augment it through a very simple and non-intrusive interface. The (un)reliability of the oracle is captured via a parameter 0 {\le} {\alpha} {\le} 1 that determines the probability (per round) that the advice is successfully infused by the oracle; if the advice is not infused, which occurs with probability 1 - {\alpha}, then the buffer B contains fresh random bits (as in the classic online setting). The applicability of the new RIA method is demonstrated by applying it to three extensively studied online problems: paging, uniform metrical task systems, and online set cover. For these problems, we establish new upper bounds on the competitive ratio of classic online algorithms that improve as the infusion parameter {\alpha} increases. These are complemented with (often tight) lower bounds on the competitive ratio of online algorithms with RIA for the three problems.


翻译:我们提出一种新颖方法,用于对在线算法进行严格的定量评估,该方法弱化了经典竞争分析中“极端最坏情况”视角。与先前工作不同,我们的方法——称为随机注入建议(RIA)——既不对输入序列做任何概率假设,也不依赖于特定在线算法的设计。相反,它可以应用于现有的在线随机算法,为评估其在非极端最坏情况场景下的性能提供一种手段。具体而言,采用RIA的在线算法ALG将受益于一个全知但非完全可靠的预言机生成的建议片段。该方法的核心在于:通过将建议写入ALG正常读取随机位的缓冲区B,从而以极其简单且非侵入式的方式增强算法。预言机的(不)可靠性由一个参数0 ≤ α ≤ 1刻画,该参数决定每轮建议被预言机成功注入的概率;若建议未被注入(以概率1-α发生),则缓冲区B包含全新随机位(与经典在线设置一致)。通过将新RIA方法应用于三个被广泛研究的在线问题:分页、统一度量任务系统及在线集合覆盖,我们验证了其适用性。针对这些问题,我们为经典在线算法建立了新的竞争比上界,该上界随注入参数α增大而改善。同时,针对这三个问题的RIA在线算法,我们还给出了(通常是紧的)竞争比下界。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
Meta最新WWW2022《联邦计算导论》教程,附77页ppt
专知会员服务
60+阅读 · 2022年5月5日
专知会员服务
124+阅读 · 2020年9月8日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26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
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10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
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4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
LibRec 精选:推荐系统的论文与源码
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2018年11月29日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26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 · 2012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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月22日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
2+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
3+阅读 · 6月17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
Meta最新WWW2022《联邦计算导论》教程,附77页ppt
专知会员服务
60+阅读 · 2022年5月5日
专知会员服务
124+阅读 · 2020年9月8日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26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
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10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
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4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
LibRec 精选:推荐系统的论文与源码
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2018年11月29日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
相关基金
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 · 2012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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员