[論文レビュー] Survey and Taxonomy of Lossless Graph Compression and Space-Efficient Graph Representations

Maciej Besta, Torsten Hoefler|arXiv (Cornell University)|Jun 5, 2018

Graph Theory and Algorithms参考文献 427被引用数 64

ひとこと要約

本論文は、損失ゼロのグラフ圧縮と空間効率の高い表現の網羅的な調査と分類を提供し、三つの次元に沿って整理され、さまざまなグラフタイプと目的に適したスキームを選択するのに役立つ。

ABSTRACT

Various graphs such as web or social networks may contain up to trillions of edges. Compressing such datasets can accelerate graph processing by reducing the amount of I/O accesses and the pressure on the memory subsystem. Yet, selecting a proper compression method is challenging as there exist a plethora of techniques, algorithms, domains, and approaches in compressing graphs. To facilitate this, we present a survey and taxonomy on lossless graph compression that is the first, to the best of our knowledge, to exhaustively analyze this domain. Moreover, our survey does not only categorize existing schemes, but also explains key ideas, discusses formal underpinning in selected works, and describes the space of the existing compression schemes using three dimensions: areas of research (e.g., compressing web graphs), techniques (e.g., gap encoding), and features (e.g., whether or not a given scheme targets dynamic graphs). Our survey can be used as a guide to select the best lossless compression scheme in a given setting.

研究の動機と目的

• 大規模グラフを圧縮する必要性を動機づけ、処理を高速化し、I/Oとメモリ負荷を低減する。
• 損失ゼロのグラフ圧縮技術と表現の網羅的な調査を提供する。
• 研究分野、技術、特徴の3つの次元でスキームを整理する分類体系を開発する。
• 理解を助けるために、選択された研究の主要なアイデアと形式的基盤を説明する。
• さまざまな設定で適切な圧縮スキームを選択するための指針を提供する。

提案手法

• 損失ゼログラフ圧縮と空間効率表現の領域を調査する。
• 既存のスキームを包括的な分類に整理する。
• 選択された研究の核心的なアイデアと、利用可能な場合には形式的基盤を説明する。
• 研究領域、技術、特徴の3つの次元を用いて圧縮スキームの空間を説明する。
• 特定の設定に対して最適な損失ゼロ圧縮スキームを選択するためのガイドとして調査を提示する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 現在の研究における主要な損失ゼログラフ圧縮スキームと表現は何か？
• RQ2 これらのスキームは研究分野、技術、特徴の点でどのように異なるか？
• RQ3 主要な圧縮手法を支える形式的原理は何か？
• RQ4 研究者は特定のグラフ処理シナリオに対して最も適切な圧縮スキームをどのように選択できるか？

主な発見

• 損失ゼログラフ圧縮技術と空間効率的表現の包括的な調査を提供する。
• 研究分野、技術、特徴の3次元に基づく分類法を導入する。
• 選択された研究の主要なアイデアと形式的基盤を論じる。
• さまざまな設定で適切な圧縮スキームを選択するための指針を提供する。