Coded distributed computing (CDC) introduced by Li \emph{et al.} can greatly reduce the communication load for MapReduce computing systems. In the general cascaded CDC with $K$ workers, $N$ input files and $Q$ Reduce functions, each input file will be mapped by $r$ workers and each Reduce function will be computed by $s$ workers such that coding techniques can be applied to achieve the maximum multicast gain. The main drawback of most existing CDC schemes is that they require the original data to be split into a large number of input files that grows exponentially with $K$, which can significantly increase the coding complexity and degrade system performance. In this paper, we first use a classic combinatorial structure $t$-design, for any integer $t\geq 2$, to develop a low-complexity and asymptotically optimal CDC with $r=s$. The main advantages of our scheme via $t$-design are two-fold: 1) having much smaller $N$ and $Q$ than the existing schemes under the same parameters $K$, $r$ and $s$; and 2) achieving smaller communication loads compared with the state-of-the-art schemes. Remarkably, unlike the previous schemes that realize on large operation fields, our scheme operates on the minimum binary field $\mathbb{F}_2$. Furthermore, we show that our construction method can incorporate the other combinatorial structures that have a similar property to $t$-design. For instance, we use $t$-GDD to obtain another asymptotically optimal CDC scheme over $\mathbb{F}_2$ that has different parameters from $t$-design. Finally, we show that our construction method can also be used to construct CDC schemes with $r\neq s$ that have small file number and Reduce function number.
翻译:由 Li \ emph{et al.} 引入的代码化分布计算 (CDC) 可以大大降低 MapRedue 计算系统的通信负荷。 在一般的 以 $ 工人、 $$ 输入文件 和 $$ 降低 函数的连锁 CDC 中, 每个输入文件将由 $ 工人绘制 $ 工人, 每个降低 函数将由 $ 工人计算 美元, 这样可以应用编码技术实现最大的多播收益 。 大多数现有的 CCD 方案的主要缺点是, 它们需要将原始数据分成大量输入参数, 以 $ 猛增的 $ 来增加 。 这可以大大增加 的 $ 美元 。 在本文中, 我们首先使用经典的组合 $ $ $, 美元 设计 来开发一个低兼容性和无损的 CDC 。 通过 $ 美元 设计的主要优势是, 以 $ 美元, 以 美元 美元 美元 模式, 以 1 以 美元 以 美元 美元 以 美元 以 美元 美元 美元 的 美元 以 以 美元 以 美元 以 以 美元 以 美元 以 美元 以 以 美元 美元 以 以 以 以 以 以 美元 以 美元 美元 以 以 以 以 以 以 美元 以 以 以 以 以 以 美元 美元 以 以 美元 美元 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 美元 以 以 以 以 以 美元 以 的 以 以 以 以 以 的 以 以 以 的 以 以 的 的 以 以 的 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以