DC Field | Value | Language |
dc.contributor.author | Prihozhy, А. А. | - |
dc.contributor.author | Karasik, O. N. | - |
dc.coverage.spatial | Минск | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-03-20T12:52:34Z | - |
dc.date.available | 2024-03-20T12:52:34Z | - |
dc.date.issued | 2024 | - |
dc.identifier.citation | Prihozhy, А. А. Blocked algorithm of shortest paths search in sparse graphs partitioned into unequally sized clusters = Блочный алгоритм поиска кратчайших путей в разреженных графах, разбитых на кластеры неравного размера / А. А. Prihozhy, O. N. Karasik // BIG DATA и анализ высокого уровня = BIG DATA and Advanced Analytics : сборник научных статей X Международной научно-практической конференции, Минск, 13 марта 2024 г. : в 2 ч. Ч. 2 / Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники ; редкол.: В. А. Богуш [и др.]. – Минск, 2024. – С. 262–271. | en_US |
dc.identifier.uri | https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/54859 | - |
dc.description.abstract | In this paper we consider the problem of searching shortest paths between all pairs of vertices of a
directed weighted sparse graph which is partitioned into clusters by finding dense weakly connected subgraphs. We
address this problem by developing new block-based algorithms that describe the shortest paths by matrices of
blocks of unequal sizes corresponding to the sizes of the graph clusters. These algorithms extend the capabilities of
known existing algorithms using blocks of equal size (such as the blocked algorithms of Floyd-Warshall family) with
respect to adequate graph modeling of real networks of dif erent purposes, and with respect to ef icient use of
parallelism and computational resources of multiprocessor systems and multi-core processors. The blocked
algorithm of finding shortest paths in sparse large size graphs partitioned into clusters that is proposed in this paper
reduces, on the one hand, the amount of memory used, and, on the other hand, reduces the number of block
recalculations. Diagonal blocks describe shortest paths within clusters, non-diagonal compact blocks describe non
numerous weighted arcs connecting clusters. Shortest paths between vertices of dif erent clusters are computed in
real time. The memory consumption is reduced compared to the Floyd-Warshall algorithm to a number of times
equal to the number of clusters. In order to reduce the number of block recalculations, a new operation is introduced
to accurately compute the shortest path between vertices of one cluster, passing through the vertices and edges of
another cluster, as well as through the edges connecting the clusters. Applying this operation alone allows us to find
solutions that introduce a small error (a few percent) in the lengths of the shortest paths when the weights of edges
between clusters are small, and allows us to find exact solutions when the weights of these edges are increased. Accurate solutions can be obtained for sparse graphs modeling road, computer, and other networks. | en_US |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | БГУИР | en_US |
dc.subject | материалы конференций | en_US |
dc.subject | heterogeneous systems | en_US |
dc.subject | clusters | en_US |
dc.subject | APSP problem | en_US |
dc.title | Blocked algorithm of shortest paths search in sparse graphs partitioned into unequally sized clusters | en_US |
dc.title.alternative | Блочный алгоритм поиска кратчайших путей в разреженных графах, разбитых на кластеры неравного размера | en_US |
dc.type | Article | en_US |
local.description.annotation | В данной статье рассматривается задача поиска кратчайших путей между всеми парами
вершин ориентированного взвешенного разреженного графа, который разбит на кластеры путем нахождения
плотных слабосвязных подграфов. Мы решаем эту задачу, разрабатывая новые блочные алгоритмы, которые
описывают кратчайшие пути матрицами блоков неравных размеров, соответствующих размерам кластеров
графа. Эти алгоритмы расширяют возможности известных существующих алгоритмов, использующих блоки
одинакового размера (таких как блочный алгоритм Флойда-Уоршелла) в части адекватного моделирования
графов реальных сетей различного назначения, а также в части эффективного использования параллелизма и
вычислительных ресурсов многопроцессорных систем и многоядерных процессоров. Предлагаемый в
данной статье блочный алгоритм поиска кратчайших путей в разреженных графах большого размера, разбитых на кластеры, позволяет, с одной стороны, сократить объем используемой памяти, а с другой –
уменьшить количество пересчетов блоков. Диагональные блоки описывают кратчайшие пути внутри
кластеров, недиагональные блоки описывают немногочисленные взвешенные дуги, соединяющие кластеры. Кратчайшие пути между вершинами разных кластеров вычисляются в реальном времени. Потребление
памяти по сравнению с алгоритмами семейства Флойда-Уоршелла уменьшается в число раз, равное
количеству кластеров. Чтобы уменьшить количество пересчетов блоков, нами предложена новая операция, позволяющая точно вычислить кратчайшие пути между вершинами одного кластера, проходящие через
вершины и ребра другого кластера, а также через ребра, соединяющие кластеры. Применение только этой
операции позволяет построить алгоритмы, которые находят решения, вносящие небольшую ошибку
(несколько процентов) в длины кратчайших путей при малых весах ребер между кластерами, и позволяет
находить точные решения при увеличении весов этих ребер. Точные решения могут быть получены для
разреженных графов, моделирующих дорожные, компьютерные и другие сети. | en_US |
Appears in Collections: | BIG DATA and Advanced Analytics = BIG DATA и анализ высокого уровня : сборник научных статей : в 2 ч. (2024)
|