Seminar Algorithm Engineering (SoSe 2017)

Veranstalterin Prof. Dr. Petra Mutzel
Modul Diplom, Master INF-MSc-102 (Informatik, Angewandte Informatik)
Veranstaltungsart Seminar
Veranstaltungsnummer 041405
Forschungsbereich Algorithmen und Komplexität
SWS 2
Max. Teilnehmer 12

Inhalt

Algorithmen und Datenstrukturen sind das Herz jeder Computeranwendung. Traditionell hat sich die Algorithmik der Methodik der Algorithmentheorie bedient: Algorithmen werden für einfache und abstrakte Problem- und Maschinenmodelle entworfen und Leistungsgarantien werden für alle möglichen Eingaben bewiesen (z.B. Worst-Case-Analyse).

Bei wachsenden Anforderungen an innovative Algorithmen ergeben sich daraus wachsende Lücken zwischen Theorie und Praxis: Reale Hardware entwickelt sich durch Parallelisierung, Speicherhierarchien, Pipelining, etc. immer weiter weg von einfachen Maschinenmodellen und reale Anwendungen werden immer komplexer. Gleichzeitig entwickelt die Algorithmentheorie auch für einfache Anwendungen immer komplexere Algorithmen, die zwar in der Theorie wichtige Ideen und Resultate liefern, aber oft auch kaum implementierbar sind. Außerdem haben reale Eingaben oft wenig mit den Worst-Case-Szenarien der theoretischen Analyse zu tun. Im schlimmsten Fall werden vielversprechende algorithmische Ansätze vernachlässigt, weil eine vollständige Analyse mathematisch zu schwierig wäre.

Seit Beginn der 1990er Jahre wird deshalb eine breitere Sichtweise der Algorithmik immer wichtiger, die als Algorithm Engineering bezeichnet wird. Dabei stehen der Entwurf, die Analyse, die Implementierung und die experimentelle Bewertung von Algorithmen gleichberechtigt nebeneinander. Der gegenüber der Algorithmentheorie größere Methodenapparat, die Einbeziehung realer Hard- und Software und der engere Bezug zu realen Anwendungen verspricht praxisrelevante Algorithmen. Dadurch soll die Lücke zwischen Theorie und Praxis überbrückt und ein schnellerer Transfer von algorithmischem Wissen in Anwendungen gewährleistet werden.

In diesem Seminar beschäftigen wir uns mit ausgewählten aktuellen Veröffentlichungen aus dem Bereich des Algorithm Engineerings, die auf internationalen Konferenzen oder in Zeitschriften erschienen sind.

Themenliste

(verlinkter) Titel Autoren Konferenz/Journal Teilnehmer/in Betreuer/in Vortrags-Zeit
1. A node-based layered graph approach for the Steiner tree problem with revenues, budget and hop-constraints Markus Sinnl, Ivana Ljubić MPC 2015 Jonas Charfreitag Adalat Jabrayilov Di 9-10:00
3. Engineering a direct k-way Hypergraph Partitioning Algorithm Yaroslav Akhremtsev, Tobias Heuer, Peter Sanders, Sebastian Schlag ALENEX 2017 Lara Waltermann Denis Kurz Di 10-11:00
4. Bipartite Matching with Linear Edge Weights Nevzat Onur Domanic, Chi-Kit Lam, C. Gregory Plaxton ISAAC 2016 Oliver Georg Zietek Andre Droschinsky
16. Faster Incremental All-Pairs-Shortest-Paths Slobbe, Bergamini, Meyerhenke Karlsruhe Reports in Informatics 2016 Till Schallau Petra Mutzel Di 11-12:00
7. On the Power of Color Refinement V. Arvind, J. Köbler, G. Rattan, O. Verbitsky FCT 2015 Hasan Simsek Christopher Morris
8. A Scalable and Generic Framework to Mine Top-k Representative Subgraph Patterns Dheepikaa Natarajan, Sayan Ranu ICDM 2016 Florian Priebe Till Schäfer Di 13-14:00
9. Significant Pattern Mining with Confounding Variables Aika Terada, David duVerle, and Koji Tsuda PAKDD 2016 Dennis Duman Till Schäfer
10. Practical graph isomorphism, II Brendan D. McKaya, Adolfo Piperno J. Symb. Comput. 60, 2014 Christopher Osthues Nils Kriege Di 14-15:00
11. Inapproximability of Orthogonal Compaction Michael J. Bannister, David Eppstein, and Joseph A. Simons JGAA, 2012 Jonas Schmidt Christiane Spisla Di 15-16:00
12. Nash equilibria in the two-player kidney exchange game Margarida Carvalho, Andrea Lodi, João Pedro Pedroso, Ana Viana MP, 161, 2017Alexander Müller Christiane Spisla Mi 10-11:00
14. A General Approximation Method for Bicriteria Minimization Problems Halffmann, Ruzika, Thielen, Willems arXiv.org 2017 Mikel Jedrusiak Fritz Bökler Mi 11-12:00
15. Small Approximate Pareto-Sets for Bi-Objective Shortest Paths and Other Problems Diakonikolas, Yannakakis SIAM J. Comput. 39(4) 1340-1371, 2009Johannes Neumann Fritz Bökler Mi 13-14:00
6. Bicriteria data compression Andrea Farruggia, Paolo Ferragina, Antonio Frangioni, Rossano Venturini SODA 2014 Jonas Ellert Dominik Köppl Mi 14-15:00

Die Vorträge werden vom 1-2.08.2017 im Raum 202, OH14 gehalten

Di, 1.08.2017 Mi, 2.08.2017

Anmeldung und Vorbesprechung

Die Anmeldung erfolgt per E-Mail an Adalat Jabrayilov bis zum Montag, den 17.04.2017. Die Themenverteilung erfolgt bei der Vorbesprechung 18.04.2017 (s. unten).

Ablauf des Seminars

Die Themenverteilung erfolgt während der Vorbesprechung. Im weiteren Verlauf des Semesters haben die TeilnehmerInnen Zeit, eine Ausarbeitung zu schreiben und einen Vortrag vorzubereiten. In dieser Zeit wird es keine regelmäßigen Treffen in der Gruppe geben. Die SeminarteilnehmerInnen können sich bei organisatorischen und inhaltlichen Fragen jederzeit an den zugeordneten Betreuer wenden.

Es soll zunächst ein Ausarbeitungskonzept von ca. 1-2 Seiten erstellt und mit dem Betreuer besprochen werden. Dieses Konzept sollte eine Gliederung der späteren Ausarbeitung umfassen sowie Stichpunkte, welche Themen in den einzelnen Abschnitten behandelt und welche weiteren Quellen verwendet werden. Das Konzept wird besprochen, bevor mit der Ausarbeitung begonnen wird; spätestens zum unten angegebenen Termin.

Die schriftlichen Ausarbeitung (Vorlage) umfasst 15-20 Seiten und muss mit LaTeX erstellt werden. Dazu muss eventuell eine Stoffauswahl getroffen werden, falls das zu bearbeitende Paper zu umfangreich ist. Die Ausarbeitung sollte inhaltlich mit dem späteren Vortrag übereinstimmen. Falls zur Bearbeitung weitere Quellen nötig sind, sollen diese im nötigen Umfang ebenfalls in der Ausarbeitung aufgearbeitet werden. Eine kritische Auseinandersetzung mit allen verwendeten Quellen, vor allem aber dem zugeordneten Paper ist ausdrücklich gewünscht. Die Ausarbeitung ist Voraussetzung für den Vortrag.

Nach der Abgabe der Ausarbeitung besteht einmalig die Gelegenheit, die Ausarbeitung auf Grundlage des Feedbacks des Betreuers zu überarbeiten. Mangelhafte Ausarbeitungen und 1:1-Übersetzungen sowie mangelhafte Vorträge führen zum Nicht-Bestehen des Seminars. Auch nicht rechtzeitig abgegebene Ausarbeitungen führen zum Nicht-Bestehen.

Alle Teilnehmer halten im Rahmen eines Blockseminars kurz nach Ende der Vorlesungszeit einen 45-minütigen Vortrag über das festgelegte Thema. Im Anschluss an jeden Vortrag folgt eine ca. 15-minütige Diskussion über Thema und Vortrag. Es herrscht Anwesenheitspflicht bei allen Vorträgen. Bitte beachten Sie auch die Hinweise zur Foliengestaltung!

Termine

Vorbesprechung und Themenvergabe: 18.04.2017, 12:00 Uhr (s.t.) (OH 14, Raum 202)

Weitere Termine:

Abgabe des Ausarbeitungskonzepts 25.05.2017
Abgabe der Ausarbeitung 26.06.2017
Abgabe der Ausarbeitung (Überarbeitete Version) 10.07.2017
Abgabe der Präsentationsfolien (Aufbau) 17.07.2017
Abgabe der Präsentationsfolien (Final) 24.07.2017
Vorträge Dienstag 1.08.2017 ab 9:00 Uhr
Mittwoch, 2.08.2017 ab 10:00 Uhr
OH 14, Raum 202

Benotungskriterien

Kriterien der schriftlichen Ausarbeitung:

  • Darstellung/Formales: Struktur, Literaturangaben (adäquat und sind im korrekten Format), Abbildungen/Tabellen, Form (Formatierung, Erscheinungsbild), frei von grammatikalischen Fehlern, von Zeichensetzung- und Tippfehlern.
  • Stil/Aufbau/Struktur: Schreibstil (Fachbegriffe werden korrekt definiert und verwendet, flüssig geschrieben, gut lesbar), gut strukturiert, Inhalt ist prägnant dargestellt, Verwendung von Latex-Theorem-Umgebungen wie “Definition”, “Lemma”, etc.
  • Inhalt: adäquate Stoffauswahl, evtl. über die Seminarliteratur hinausgehende Quellen, keine inhaltlichen Fehler, eigenständige Aufbereitung des Stoffs, z.B. durch selbst erstellte Beispiele, eigene Formulierungen etc., kritische Auseinandersetzung mit dem Thema
  • Selbstständigkeit in der Vorbereitung: Fragen in Vorbesprechung geklärt, angemessene Schwerpunktsetzung, eigenes eingebracht (Achtung: Fragen an und Diskussionen mit den Betreuern führen nicht zur Abwertung, sondern in der Regel durch die dadurch folgenden qualitativ bessere Abgaben zu besseren Noten; viel eher ist damit gemeint, dass nicht jeder dritte Satz der Ausarbeitung korrigiert werden muss)

Kriterien des Vortrags:

  • Inhalt: Aufbau, adäquater Umfang und Auswahl, Korrektheit, Einbringen eigener Überlegungen (z.B. Beispiele, Graphiken, eigene kritische Anmerkungen), Verständlichkeit (z.B. Definition von Fachbegriffen), Veranschaulichung durch Bilder, eigene Bewertung/Diskussion
  • Präsentation: Vortragsstil (frei, flüssig, Wortwahl, gut verständlich), Folien sinnvoll eingesetzt und sinnvoll gestaltet, Zeitplanung

Ansprechpartner

Bei Fragen zu dieser Veranstaltung wenden Sie sich bitte an Adalat Jabrayilov oder Petra Mutzel.

 
Last modified: 2017-07-25 14:08 by Adalat Jabrayilov
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