Online algorithms make decisions based on past inputs. In general, the decision may depend on the entire history of inputs. If many computers run the same online algorithm with the same input stream but are started at different times, they do not necessarily make consistent decisions. In this work we introduce time-local online algorithms. These are online algorithms where the output at a given time only depends on $T = O(1)$ latest inputs. The use of (deterministic) time-local algorithms in a distributed setting automatically leads to globally consistent decisions. Our key observation is that time-local online algorithms (in which the output at a given time only depends on local inputs in the temporal dimension) are closely connected to local distributed graph algorithms (in which the output of a given node only depends on local inputs in the spatial dimension). This makes it possible to interpret prior work on distributed graph algorithms from the perspective of online algorithms. We describe an algorithm synthesis method that one can use to design optimal time-local online algorithms for small values of $T$. We demonstrate the power of the technique in the context of a variant of the online file migration problem, and show that e.g. for two nodes and unit migration costs there exists a $3$-competitive time-local algorithm with horizon $T=4$, while no deterministic online algorithm (in the classic sense) can do better. We also derive upper and lower bounds for a more general version of the problem; we show that there is a $6$-competitive deterministic time-local algorithm and a $2.62$-competitive randomized time-local algorithm for any migration cost $\alpha \ge 1$.


翻译:在线算法根据过去的投入来做决定。 一般来说, 此项决定可能取决于投入的整个历史。 如果许多计算机运行相同的在线算法, 输入流相同, 但开始的时间不同, 它们不一定会做出一致的决定。 在此工作中, 我们引入了时间- 本地的在线算法。 这些是在线算法, 特定时间的输出只取决于$T = O(1)美元的最新输入。 我们描述一种算法合成方法, 在一个分布的环境下使用( 确定性) 时间- 本地的算法自动导致全球一致的决定。 我们的主要观察是, 时间- 本地的算法( 在特定时间里, 输出只取决于本地的输入) 与本地分布的图表算法密切相连( 在这种算法中, 给给定一个时间- 时间- 时间- 运算法的输出只取决于本地的算法 ) 。 这样就可以从在线算法的角度来解释先前的分布式图表算法。 我们描述一种算法合成方法, 可以用来设计最合适的时间- 美元 的 典型的 美元 。 我们展示了技术在网上文件 6 美元 本地 运算算算算算法 的变数 的 和 3 的算算算法 的 的 成本 和 的 的 的 的 。

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