This paper formulates a distributed computation problem, where a master asks $N$ distributed workers to compute a linearly separable function. The task function can be expressed as $K_c$ linear combinations of $K$ messages, where each message is a function of one dataset. Our objective is to find the optimal tradeoff between the computation cost (number of uncoded datasets assigned to each worker) and the communication cost (number of symbols the master must download), such that from the answers of any $N_r$ out of $N$ workers the master can recover the task function with high probability, where the coefficients of the $K_c$ linear combinations are uniformly i.i.d. over some large enough finite field. The formulated problem can be seen as a generalized version of some existing problems, such as distributed gradient coding and distributed linear transform. In this paper, we consider the specific case where the computation cost is minimum, and propose novel achievability schemes and converse bounds for the optimal communication cost. Achievability and converse bounds coincide for some system parameters; when they do not match, we prove that the achievable distributed computing scheme is optimal under the constraint of a widely used `cyclic assignment' scheme on the datasets. Our results also show that when $K = N$, with the same communication cost as the optimal distributed gradient coding scheme proposed by Tandon et al. from which the master recovers one linear combination of $K$ messages, our proposed scheme can let the master recover any additional $N_r - 1$ independent linear combinations of messages with high probability.


翻译:本文提出一个分布式计算问题, 由一位大师要求以美元分配的工人来计算线性分离函数。 任务函数可以以美元/ c$线性组合表示, 每条电文都是一个数据集的函数。 我们的目标是在计算成本( 分配给每个工人的未编码数据集数) 和通信成本( 主人必须下载的符号数) 之间找到最佳的权衡, 例如, 从任何美元分配的工人的答案中, 从任何美元分配的工人的答案中可以以高概率恢复任务函数。 任务函数可以表现为 $/ c$的线性组合的系数是 $.i.d. 在某些足够有限的字段中, 美元线性组合的系数是 美元/ c.d. 。 设定的问题可以被视为某些现有问题( 如向每个工人分配的梯度编码数) 和通信成本( 主人必须下载的符号数) 之间的最佳权衡。 我们考虑计算成本最低的具体案例, 提出新的可实现性计划和任何最佳通信成本的组合。 可实现性和反向一些系统参数; 当它们不统一 i. i. i. dloveal or mess mess commal commess commess commissional commess mammisstal pal pal pal pal pal pal pal pal pal pal pre pre pal sal sal sal sal sal sal sal sal sal sal chemal chemess chemessmessmal chemessal pal pal pal pal pal sal sal chemessal sal sal lection sal sal sal sal sal sal sal sal sal sal sal sal sal sal sal sal sal sal sal sem chem lections lection sal sal sal sal lections lection sal sal chem chem chem lections

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