图计算发展史

作者&投稿:宥祁 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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图计算:从哥尼斯堡问题到现代应用的演变


图计算的历史始于18世纪的哥尼斯堡七桥问题,它的初衷是解决几何难题,但随着时间的推移,它逐渐发展成为解决现实世界复杂问题的强大工具。如今,大规模图数据分析已广泛渗透到互联网、天文学等诸多领域,数据规模的激增使得图计算效率成为关键的关注点。早期,如BGL、PBGL和CGMgraph,作为专门的图分析程序库,它们虽然提供了图处理能力,但编程模型相对复杂,对开发者来说并不友好。


随着大数据时代的到来,Hadoop和Spark成为数据处理领域的明星。Hadoop以其强大的预处理和后处理能力成为首选,而Spark通过内存缓存技术显著提升了图分析的性能,但其RDD模型在处理大规模数据时的效率有所局限。Pregel的出现则带来了革命性的突破,它以顶点为中心的编程模型简化了大规模图的处理,尤其适用于像PageRank这样的大规模数据场景,如图所示:


Pregel: 以其迭代式计算和消息传递模型,Pregel提供了高效且灵活的图计算,避免了磁盘序列化带来的开销,且具有容错设计,开源系统如Hama和Giraph在此基础上进行了进一步的优化,如Hama的BSP接口支持图计算与深度学习,而Giraph则增加了主进程计算和分布式聚合器等特性。


与此同时,GraphLab团队的工作也贡献了不同的视角。他们以图表示数据,采用异步计算,强调状态同步和一致性,与Pregel的中心化模型形成了对比。PowerGraph则针对实际图数据问题,提出顶点分割模型,旨在提升计算和通信效率。GraphChi作为GraphLab的后续之作,通过PSW处理模型减少了随机I/O,优化了内存使用。


图计算的发展并未止步于开源框架,它与Hadoop和Spark等分布式系统相结合,不断进化。随着技术的迭代,图计算系统被划分为单机内存、单机外存、多机内存和多机外存四大类,每个类别都有如Ligra、Galois等高性能的解决方案。例如,Stream作为分布式外存处理的里程碑,展现了在大规模图处理中的高效性能,而Gemini和其商业化版本PandaGraph则通过计算为中心的设计,实现了更高的性能和效率。


在图计算领域,定制化的领域专用语言也崭露头角。Green-Marl被Oracle采用,专为图计算提供功能强大的编译选项,GraphIt和SociaLite等则采用不同的描述方式。动态图计算系统如KineoGraph和Chronos,以及GPU加速器如Medusa和CuSha,都在试图突破传统计算的限制,提升图计算的处理能力。


总的来说,图计算的发展历程是一部从理论到实践,从单一模型到多元化的技术演进史,不断适应并推动着大数据时代的需求。随着技术的不断进步,图计算在优化效率、扩展性以及处理复杂数据结构方面展现出更大的潜力,期待未来更多创新和突破。




计算机的发展详细历史
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计算机的发展历史
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计算机发展的历史过程是怎样的?
第一代(1946~1958):电子管数字计算机,采用的主要元器件是电子管。第二代(1958~1964):晶体管数字计算机,采用的主要元器件是晶体管。第三代(1964~1971):集成电路数字计算机,采用的主要元器件是集成电路。第四代(1971年以后):大规模集成电路数字计算机,采用的主要元器件是大规模集成电路。

计算机的发展历史
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计算机的发展阶段,特点,分类,应用及发展趋势
四个发展阶段接特点:1、第一个发展阶段:1946-1956年电子管计算机的时代。1946年第一台电子计算机问世美国宾西法尼亚大学,它由冯·诺依曼设计的。占地170平方,150KW。运算速度慢还没有人快。是计算机发展历史上的一个里程碑。2、第二个发展阶段:1956-1964年晶体管的计算机时代:操作系统。3、第...

计算机发展史分为哪四个阶段?
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电脑发展史
一、计算机发展史简介 人类所使用的计算工具是随着生产的发展和社会的进步,从简单到复杂、从低级到高级的发展过程,计算工具相继出现了如算盘、计算尺、手摇机械计算机、电动机械计算机等。 1946年,世界上第一台电子数字计算机(ENIAC)在美国诞生。这台计算机共用了18000多个电于管组成,占地170m2,总重量为30t,耗电140...

简述计算机的发展史
1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生,开创了微型计算机的新时代。应用领域从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。随着物理元、器件的变化,不仅计算机主机经历了更新换代,它的外部设备也在不断地变革。比如外存储器,由最初的阴极射线显示管发展到磁芯、磁鼓,以后又发展为通用的磁盘,现又...

计算机发展史分为哪四个阶段?
1、第一阶段:电子管计算机 ;2、第二阶段:晶体管计算机 从1960年到1964年,在计算机中采用了比电子管更先进的晶体管,晶体管比电子管小得多,不需要暖机时间,消耗能量较少,处理更迅速、更可靠。3、第三阶段:中小规模集成电路计算机 。第三代计算机的特点是体积更小、价格更低、可靠性更高、计...

计算机的发展历史是怎样的?
PersonaIComputer),从此,人们对计算机不再陌生,计算机开始深入到人类生活的各个方面。从20世纪80年代开始,发达国家开始研制第五代计算机,研制的目标是能够打破以往计算机固有的体系结构,使计算机能够具有像人一样的思维、推理的判断能力,向智能化发展,实现计算机运行接近人的思考方式的目标。

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