Learning the community structure of a large-scale graph is a fundamental problem in machine learning, computer science and statistics. We study the problem of exactly recovering the communities in a graph generated from the Stochastic Block Model (SBM) in the Massively Parallel Computation (MPC) model. Specifically, given $kn$ vertices that are partitioned into $k$ equal-sized clusters (i.e., each has size $n$), a graph on these $kn$ vertices is randomly generated such that each pair of vertices is connected with probability~$p$ if they are in the same cluster and with probability $q$ if not, where $p > q > 0$. We give MPC algorithms for the SBM in the (very general) \emph{$s$-space MPC model}, where each machine has memory $s=\Omega(\log n)$. Under the condition that $\frac{p-q}{\sqrt{p}}\geq \tilde{\Omega}(k^{\frac12}n^{-\frac12+\frac{1}{2(r-1)}})$ for any integer $r\in [3,O(\log n)]$, our first algorithm exactly recovers all the $k$ clusters in $O(kr\log_s n)$ rounds using $\tilde{O}(m)$ total space, or in $O(r\log_s n)$ rounds using $\tilde{O}(km)$ total space. If $\frac{p-q}{\sqrt{p}}\geq \tilde{\Omega}(k^{\frac34}n^{-\frac14})$, our second algorithm achieves $O(\log_s n)$ rounds and $\tilde{O}(m)$ total space complexity. Both algorithms significantly improve upon a recent result of Cohen-Addad et al. [PODC'22], who gave algorithms that only work in the \emph{sublinear space MPC model}, where each machine has local memory~$s=O(n^{\delta})$ for some constant $\delta>0$, with a much stronger condition on $p,q,k$. Our algorithms are based on collecting the $r$-step neighborhood of each vertex and comparing the difference of some statistical information generated from the local neighborhoods for each pair of vertices. To implement the clustering algorithms in parallel, we present efficient approaches for implementing some basic graph operations in the $s$-space MPC model.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29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
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
46+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
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
21+阅读 · 2022年12月20日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月24日
A Survey on Data Augmentation for Text Classification
VIP会员
相关资讯
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29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
相关论文
Arxiv
21+阅读 · 2022年12月20日
Arxiv
23+阅读 · 2022年2月24日
A Survey on Data Augmentation for Text Classification
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
46+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
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员