Mastervorlesung Graphenalgorithmen und lineare Algebra Hand in Hand (Sommersemester 2016)

  • Vorlesung und Übung: (Achtung, Änderungen möglich, siehe Aktuelles!) Mi 14:00-15:30 Uhr und Do 14:00-15:30 Uhr jeweils im Raum -119 (Kellergeschoss im Informatikgebäude 50.34), erstmalig am Mi, 20. April

Aktuelles

Beschreibung

Graphen gehören zu den wichtigsten abstrakten Datenstrukturen in der Informatik. Sie haben sich als mächtiges Werkzeug zur Modellierung komplexer Probleme erwiesen. Daher sind Graphen nicht nur ein Kerngebiet der theoretischen Informatik, sondern auch allgegenwärtig in täglichen Anwendungen. Die zunehmende Komplexität von Graphen und Netzwerken in realen Anwendungen hat bewirkt, dass eine Bearbeitung immer häufiger auf Parallelrechnern erfolgt. Dabei ergeben sich einige Herausforderungen, etwa die Implementierung paralleler Graphenalgorithmen mit guter paralleler Performanz. In dieser Veranstaltung werden diese Herausforderungen angegangen, indem man die Dualität zwischen Graphen und Matrizen ausnutzt. Es wird gezeigt, wie man Graphenalgorithmen durch Operationen der linearen Algebra ausdrückt und dann sehr einfach algebraische Algorithmen implementiert. Weiterhin lernen die Teilnehmer, lineare Algebra als Analyse-Hilfsmittel für Graphenalgorithmen einzusetzen.

Ablauf und zugehörige Materialien

In der folgenden Tabelle werden die Inhalte der Termine angekündigt sowie nach der Veranstaltung die zugehörigen Materialien verlinkt. Beachten Sie bitte, dass der Ablaufplan vorläufig ist und sich noch ändern kann. Vor den Prüfungen gibt es noch einen zusätzlichen Termin zur Vorbereitung, an dem Fragen gestellt werden können.

KW Mi (14:00-15:30) Do (14:00-15:30)
16 1: Einführung 2: Zusammenhang, kürzeste Wege
17 --- 3: Algorithmus von Seidel
18 --- Feiertag
19 4: Algorithmus von Seidel 5: ÜB 1, Algorithmus von Seidel
20 6: EM- bzw. I/O-Modell 7: Datenstrukturen/Basisoperationen für dünn besetzte Matrizen
21 8: CSR mit Basisoperationen, SpGEMM für DCSC Feiertag
22 9: ÜB 2, SpGEMM für DCSC 10: Label Propagation, MCL
23 11: MCL, spektrale Grundlagen 12: Spektrales Clustering zur Bildsegmentierung, Übung zu Programmieraufgaben
24 13: Graphen zeichnen 14: LB mit Diffusion
25 15: ÜB 3, MulMent 16: DibaP
26 --- 17: Theorie der diff.bas. Partitionierung, Ausdünnung
27 18: Schnitterhaltende Ausdünnung ---
28 --- Projektpräsentationen
29 --- ---

Skript

Beachten Sie: Das Skript dient nur zur Ergänzung und teilweise zur Vertiefung der Vorlesung! Es deckt die Inhalte der Veranstaltung zwar zu großen Teilen, aber nicht vollständig ab (und erhebt diesen Vollständigkeitsanspruch auch nicht).

Übungsblätter

Hier erscheinen während des Semesters die Übungsblätter. Beachten Sie, dass die Zahl eher klein ist wegen des Schwerpunkts auf den Semesterprojekten.