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Dynamic Algorithms Against Strong Adversaries

Descripción del proyecto

Diseño de algoritmos que pueden actualizar sus resultados

Un algoritmo es una lista de instrucciones que transforma los datos de un problema dado (entrada) en la solución deseada (salida). Este paradigma se ha empleado satisfactoriamente, tanto en la teoría como en la práctica, pero omite el hecho de que los datos de entrada pueden cambiar y que el algoritmo tenga que procesar cada actualización tan rápido como sea posible. El objetivo del proyecto financiado con fondos europeos DynASoAr es diseñar algoritmos innovadores para supuestos en los que los datos de entrada son dinámicos. El reto para este tipo de algoritmos radica en actualizar de manera eficiente el resultado de la computación tras cada cambio en los datos sin tener que realizar desde cero un nuevo cálculo costoso desde el punto de vista computacional.

Objetivo

From a procedural viewpoint, an algorithm is a list of instructions that transforms a given input into the desired output. While this paradigm has been successfully applied in theory and practice, it completely neglects the fact that in many scenarios the input is not given to the algorithm in its entirety at the beginning and might undergo changes that the algorithm needs to react to. Formally, such a situation can be modeled as a game between an adversary creating the sequence of updates to the input and an algorithm that tries to process each of these updates as fast as possible. Researchers have studied such dynamic problems with increasing interest in the past years.

However, many state-of-the-art solutions suffer from at least one of the following drawbacks: (1) Many dynamic algorithms are randomized and assume that the sequence of updates is independent of the random choices made by the algorithm. This is not justified in situations where the next update to the input naturally depends on the previous outputs of the algorithm. (2) Many dynamic algorithms achieve amortized running time guarantees where the stated guarantee on processing each update only holds on average and occasionally significantly more time might be needed. This is insufficient for real-time systems requiring hard worst-case guarantees. The goal of this project is to design dynamic algorithms free from these two shortcomings. Formally, this amounts to giving the adversary the following additional powers: (1) adapting its update sequence to the outputs of the algorithm and (2) discarding the algorithm if some update is not processed in time. While isolated results in this direction exist, with some of them obtained by the PI, the unique feature of this project is the systematic study of these stronger adversarial models for otherwise well-studied dynamic problems. Our results will facilitate the use of dynamic algorithms in both real-world applications and in the design of static algorithms.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

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Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

ERC-STG - Starting Grant

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2020-STG

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Institución de acogida

PARIS-LODRON-UNIVERSITAT SALZBURG
Aportación neta de la UEn
€ 1 499 843,00
Dirección
KAPITELGASSE 4-6
5020 Salzburg
Austria
Región
Westösterreich Salzburg Salzburg und Umgebung
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
€ 1 499 843,00

Beneficiarios (1)