前往小程序,Get更优阅读体验!
立即前往
首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >在流式模型和分布式模型中实现最优矩估计

在流式模型和分布式模型中实现最优矩估计

原创
作者头像
罗大琦
发布2019-07-18 16:55:03
5890
发布2019-07-18 16:55:03
举报
文章被收录于专栏:算法和应用算法和应用

作者:Rajesh Jayaram,David P. Woodruff

摘要:数据流模型中最古老的问题之一是近似第p个矩∥X∥pp=Σni= 1 | Xi | pof基础向量X∈Rn,它表示为poly(n)更新的序列。坐标。特别感兴趣的是当p∈(0,2)。虽然当允许正和负更新时,已知这个问题的紧密空间界限(ε-2logn)位,但令人惊讶的是,当所有空间复杂性都存在差距时更新是正的。具体来说,上限是O(ε-2logn)位,而下限只是Ω(ε-2 + logn)位。最近,假设得到了O~(ε-2 + logn)位的上界。更新以随机顺序到达。

我们证明了forp∈(0,1),不需要随机顺序假设。即,我们给出了用于估计∥X∥pp的O~(ε-2 + logn)位的最坏情况流的上界。我们的技术还给出了估计流中经验熵的新上界。另一方面,我们证明了forp∈(1,2),在自然协调器和黑板通信拓扑中,有一个O~(ε-2)位最大值 - 基于随机舍入方案的通信上界。我们的协议还产生了重击者和近似矩阵乘积的协议。我们将结果推广到任意通信拓扑G,获得一个O~(ε2logd)最大通信上界,直径是直径有趣的是,我们的上界排除了基于自然通信复杂性的方法,用于证明流式算法的μ(ε-2logn)比特下限为p∈(1,2)。特别是,任何这样的下界都必须来自拓扑结构。大直径。

原文标题:Towards Optimal Moment Estimation in Streaming and Distributed Models

原文摘要:One of the oldest problems in the data stream model is to approximate thep-th moment∥X∥pp=∑ni=1|Xi|pof an underlying vectorX∈Rn, which is presented as a sequence of poly(n)updates to its coordinates. Of particular interest is whenp∈(0,2]. Although a tight space bound ofΘ(ϵ−2logn)bits is known for this problem when both positive and negative updates are allowed, surprisingly there is still a gap in the space complexity when all updates are positive. Specifically, the upper bound isO(ϵ−2logn)bits, while the lower bound is onlyΩ(ϵ−2+logn)bits. Recently, an upper bound ofO~(ϵ−2+logn)bits was obtained assuming that the updates arrive in a random order.

We show that forp∈(0,1], the random order assumption is not needed. Namely, we give an upper bound for worst-case streams ofO~(ϵ−2+logn)bits for estimating∥X∥pp. Our techniques also give new upper bounds for estimating the empirical entropy in a stream. On the other hand, we show that forp∈(1,2], in the natural coordinator and blackboard communication topologies, there is anO~(ϵ−2)bit max-communication upper bound based on a randomized rounding scheme. Our protocols also give rise to protocols for heavy hitters and approximate matrix product. We generalize our results to arbitrary communication topologiesG, obtaining anO~(ϵ2logd)max-communication upper bound, wheredis the diameter ofG. Interestingly, our upper bound rules out natural communication complexity-based approaches for proving anΩ(ϵ−2logn)bit lower bound forp∈(1,2]for streaming algorithms. In particular, any such lower bound must come from a topology with large diameter.

地址:https://arxiv.org/abs/1907.05816

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
相关产品与服务
即时通信 IM
即时通信 IM(Instant Messaging)基于腾讯二十余年的 IM 技术积累,支持Android、iOS、Mac、Windows、Web、H5、小程序平台且跨终端互通,低代码 UI 组件助您30分钟集成单聊、群聊、关系链、消息漫游、群组管理、资料管理、直播弹幕和内容审核等能力。适用于直播互动、电商带货、客服咨询、社交沟通、在线课程、企业办公、互动游戏、医疗健康等场景。
领券
问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档