大规模分布式矩阵分解算法的理论与应用研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61802069
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:26.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0202.系统软件、数据库与工业软件
- 结题年份:2021
- 批准年份:2018
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2019-01-01 至2021-12-31
- 项目参与者:孙从阳; 董亦涵; 张晟中;
- 关键词:
项目摘要
Matrix factorization is of great important in many fields such as artificial intelligence, statistics, machine learning, and data mining. In recent years, with the rapid development of internet technologies, the volume of data has been increasing exponentially, which poses huge challenges on matrix factorization computations. It is now common to do data-intensive computations on massive distributed platforms, which has been proved very successful. However, research on distributed matrix factorization is still quite limited. For the lack of general algorithmic frameworks and techniques, this project proposes a divide-and-conquer framework based on theories of nonlinear optimization and numerical iterative methods. To further reduce the communication burden, this project will apply novel distributed matrix compression and round compression techniques. To theoretically analyze these algorithms, the project will propose a rigorous and clean computation model. Finally, all algorithms designed will be integrated into Spark. The success of the project will potentially make matrix factorization computation much more scalable, which will support the development of large scale applications such as recommendation systems. Moreover, the new ideas and techniques proposed in this project will be likely to advance the research of data-intensive distributed computation.
矩阵分解在人工智能,统计学,机器学习和数据挖掘中有着极为重要的科学和应用价值。近些年,随着互联网的快速发展,数据的规模呈指数级上涨,这给矩阵分解计算提出来极大的挑战。目前,大规模分布式计算已经成为解决数据密集型问题最常用、最有效方法。然而,分布式矩阵分解算法目前还没有得到很好的研究。针对现有研究缺乏通用算法框架和算法技术的不足,该项目拟提出以非线性优化和数值迭代方法为理论基础的分治算法设计框架。为了进一步降低分布式算法中的通信代价,本项目拟采用新的分布式矩阵压缩和通信轮次压缩技术。为了从理论上分析所提算法的复杂性和计算精度,该课题拟提出严谨、简洁且符合实际的理论分析模型。最终将所提算法集成到分布式计算平台Spark上。该项目的完成有望大大提高矩阵分解计算的可扩展性,为推荐系统等大规模应用提供技术支撑。同时,该项目中提出的新思路和新技术对与促进数据密集型分布式计算领域的发展也具有重要意义。
结项摘要
矩阵分解在人工智能,统计学,机器学习和数据挖掘中有着极为重要的科学和应用价值。近些年,随着互联网的快速发展,数据的规模呈指数级上涨,这给矩阵分解计算提出来极大的挑战。目前,大规模分布式计算已经成为解决数据密集型问题最常用、最有效方法。然而,分布式矩阵分解算法目前还没有得到很好的研究。针对现有研究缺乏通用算法框架和算法技术的不足,该项目提出以非线性优化和数值迭代方法为理论基础的分治算法设计框架。为了进一步降低分布式算法中的通信代价,本项目采用新的分布式矩阵压缩技术和分布式梯度采样和量化算法。本课题从理论上分析所提算法的复杂性和计算精度。该项目所提算法,有望大大提高工业场景下矩阵分解计算的可扩展性,为推荐系统等大规模应用提供技术支撑。同时,该项目中提出的新思路和新技术对与促进数据密集型分布式计算领域的发展也具有一定指导意义。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(0)
Near Optimal Frequent Directions for Sketching Dense and Sparse Matrices
绘制稠密矩阵和稀疏矩阵的近乎最优频繁方向
- DOI:--
- 发表时间:2019
- 期刊:Journal of Machine Learning Research
- 影响因子:6
- 作者:Huang Zengfeng
- 通讯作者:Huang Zengfeng
Randomized Algorithms for Tracking Distributed Count, Frequencies, and Ranks (vol 81, pg 2222, 2019)
用于跟踪分布式计数、频率和排名的随机算法(第 81 卷,第 2222 页,2019 年)
- DOI:10.1021/acschembio.9b00505
- 发表时间:2020
- 期刊:Algorithmica
- 影响因子:1.1
- 作者:Huang Zengfeng;Yi Ke;Zhang Qin
- 通讯作者:Zhang Qin
Communication-Efficient Distributed Covariance Sketch, with Application to Distributed PCA
通信高效的分布式协方差草图,及其在分布式 PCA 中的应用
- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:Journal of Machine Learning Research
- 影响因子:6
- 作者:Huang Zengfeng;Lin Xuemin;Zhang Wenjie;Zhang Ying
- 通讯作者:Zhang Ying
Communication complexity of approximate maximum matching in the message-passing model
消息传递模型中近似最大匹配的通信复杂度
- DOI:10.1007/s00446-020-00371-6
- 发表时间:2020
- 期刊:Distributed Computing
- 影响因子:1.3
- 作者:Huang Zengfeng;Radunovic Bozidar;Vojnovic Milan;Zhang Qin
- 通讯作者:Zhang Qin
Efficient and High-Quality Seeded Graph Matching: Employing Higher-order Structural Information
高效、高质量的种子图匹配:采用高阶结构信息
- DOI:10.1145/3442340
- 发表时间:2021
- 期刊:ACM Transactions on Knowledge Discovery from Data
- 影响因子:3.6
- 作者:Zhang Haida;Huang Zengfeng;Lin Xuemin;Lin Zhe;Zhang Wenjie;Zhang Ying
- 通讯作者:Zhang Ying
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其他文献
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