In this work, we initiate the study of \emph{smoothed analysis} of population protocols. We consider a population protocol model where an adaptive adversary dictates the interactions between agents, but with probability $p$ every such interaction may change into an interaction between two agents chosen uniformly at random. That is, $p$-fraction of the interactions are random, while $(1-p)$-fraction are adversarial. The aim of our model is to bridge the gap between a uniformly random scheduler (which is too idealistic) and an adversarial scheduler (which is too strict). We focus on the fundamental problem of leader election in population protocols. We show that, for a population of size $n$, the leader election problem can be solved in $O(p^{-2}n \log^3 n)$ steps with high probability, using $O((\log^2 n) \cdot (\log (n/p)))$ states per agent, for \emph{all} values of $p\leq 1$. Although our result does not match the best known running time of $O(n \log n)$ for the uniformly random scheduler ($p=1$), we are able to present a \emph{smooth transition} between a running time of $O(n \cdot \mathrm{polylog} n)$ for $p=1$ and an infinite running time for the adversarial scheduler ($p=0$), where the problem cannot be solved. The key technical contribution of our work is a novel \emph{phase clock} algorithm for our model. This is a key primitive for much-studied fundamental population protocol algorithms (leader election, majority), and we believe it is of independent interest.


翻译:在此工作中, 我们开始对人口协议进行 emph{ smoothed 分析} 。 我们考虑一个人口协议模型, 由适应性对手决定代理方之间的相互作用, 但每次这种互动都有可能以美元改变为两个代理方之间的相互作用。 也就是说, 美元对互动的折射是随机的, 而美元( 1- p) 的折射是对立的。 我们模型的目的是缩小单一随机调度器( 理想性过强) 和对抗性调度器( 过于严格 ) 之间的差距。 我们在人口协议中集中关注领导选举的根本问题。 我们显示, 对于规模为美元的人来说, 领导选举问题可以用美元( p% 2} nlog3 n) 的高概率来解决, 而美元( log (n/ p) 折射) 的折射线值( log (n/ p) 美元) 的每个代理方( 美元) 的汇率( emph{all} 和 美元( liverleq) 美元( 美元) 。 尽管我们的结果无法匹配目前所知道的正运行的时程时间 $1=美元( O=xxx) 的日程。

0
下载
关闭预览

相关内容

IFIP TC13 Conference on Human-Computer Interaction是人机交互领域的研究者和实践者展示其工作的重要平台。多年来,这些会议吸引了来自几个国家和文化的研究人员。官网链接:http://interact2019.org/
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
124+阅读 · 2020年11月20日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
TensorFlow 2.0 学习资源汇总
专知会员服务
66+阅读 · 2019年10月9日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
273+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
24+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
【学习】(Python)SVM数据分类
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年10月15日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
The Completion of Covariance Kernels
Arxiv
0+阅读 · 2021年7月19日
Computing Permanents on a Trellis
Arxiv
0+阅读 · 2021年7月15日
Arxiv
0+阅读 · 2021年7月13日
VIP会员
相关VIP内容
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
124+阅读 · 2020年11月20日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
TensorFlow 2.0 学习资源汇总
专知会员服务
66+阅读 · 2019年10月9日
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
273+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
24+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
【学习】(Python)SVM数据分类
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年10月15日
Adversarial Variational Bayes: Unifying VAE and GAN 代码
CreateAMind
7+阅读 · 2017年10月4日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员