DE202022100198U1

DE202022100198U1 - Ein wolkenbasiertes System zur Graphenberechnung

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Publication number: DE202022100198U1
Application number: DE202022100198.7U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-01-14
Filing date: 2022-01-14
Publication date: 2022-03-01
Anticipated expiration: 2032-01-15

Abstract

Ein System zur Berechnung von Graphen, wobei das System umfasst:eine Benutzerschnittstelle, die so konfiguriert ist, dass sie entweder den Eingabegraphen oder das Eingabegraphenbild empfängt, wobei der Eingabegraph aus dem Eingabegraphenbild extrahiert wird;eine Vorverarbeitungseinheit, um den Eingabegraphen unter Verwendung einer zentrierten Subgraphen-Datenmatrix (CESDAM) in Untergraphen zu unterteilen, wobei jeder Untergraph ein Ego-Netzwerk darstellt und der Eingabegraph als mehrere CESDAMs dargestellt wird, in denen ein Zentralknoten des Ego-Netzwerks als Identifikator für die mehreren CESDAMs verwendet wird,eine Erzeugungseinheit zum Erzeugen einer erneuerten zentrierten Teilgraphen-Datenmatrix (CESDAM), wobei eine Kante in die erneuerte CESDAM eingetragen wird, indem einer der beiden zugehörigen Knoten der Kante zufällig ausgewählt wird, um als Zentrum in die erneuerte CESDAM eingetragen zu werden, und dadurch entsprechende Einträge für die zugehörigen Knoten in die CESDAM auf der Grundlage der Position der Kante in dem angehängten Teilgraphen durchgeführt werden;eine zentrale Verarbeitungseinheit, die alle in mehreren CESDAMs dargestellten Teilgraphen akkumuliert, um einen optimierten Graphen zu erzeugen und die Korrektheit der Akkumulation der Teilgraphen sicherzustellen;eine Übertragungsvorrichtung zum Übertragen des optimierten Graphen an einen Cloud-Server; undeine Anzeigeeinheit, die drahtlos mit dem Cloud-Server verbunden ist, um den optimierten Graphen in einer mehrdimensionalen Form anzuzeigen, wobei die Mehrdimensionalität aus einer Gruppe von eindimensionalen, zweidimensionalen, dreidimensionalen und dergleichen ausgewählt ist.

Description

BEREICH DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenlegung bezieht sich auf ein System zur Berechnung von Graphen. Im Einzelnen ist ein platzsparendes, matrixbasiertes Graphdarstellungssystem für die Verarbeitung großer Graphen konfiguriert.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die grafische Darstellung ist in verschiedenen Bereichen sehr verbreitet, um die Beziehungen zwischen verschiedenen Objekten in den Daten zu modellieren. Für die Darstellung von Graphen wurden zwei unterschiedliche Ansätze entwickelt, zum einen die listenbasierte Darstellung und zum anderen die matrixbasierte Darstellung. Mit der Zunahme der modernen Graphen in der realen Welt werden die derzeitigen matrixbasierten Darstellungen immer weniger effizient, da diese Darstellung von Graphen nicht in den Speicher passt. Der Bedarf an mehr Speicherplatz steigt rapide an, da der Mangel an Speicherplatz zu einem großen Problem beim Umgang mit großen Graphen wird.
Die Adjazenzmatrix benötigt auch im Falle eines spärlichen Graphen, bei dem die meisten Matrixeinträge Nullen sind, eine große Menge an Speicherplatz. Es wurden verschiedene Formate entwickelt, um den Speicherbedarf der Ersatzmatrix zu verringern, aber diese Formate sind nur dann von Vorteil, wenn die Matrix sehr spärlich ist, und wenn dies nicht der Fall ist, verursachen diese Formate bei verschiedenen Datenzugriffsmustern höhere Kosten. Die bestehenden matrixbasierten Systeme hängen hauptsächlich von der Anzahl der Knoten und Kanten ab, was zu einem hohen Speicherbedarf führt.
Manchmal sind die zu verarbeitenden Daten größer als der Speicher selbst, dann werden die großen Daten in kleinere Teile aufgeteilt, damit sie in den Speicher passen. Diese kleineren Teile werden mit einem Algorithmus mit externem Speicher verarbeitet, und das Endergebnis wird durch Akkumulation aller Daten erzielt. Es ist nicht möglich, große Graphen mit einer Adjazenzmatrixdarstellung zu verarbeiten, wenn der Speicher begrenzt ist, da große Graphen nicht in den Speicher geladen werden können. Dies ist jedoch nur möglich, wenn die Graphen in kleinere Teile unterteilt und in spärlichen Matrixformaten aufbereitet werden, aber diese Art von Prozess ist für den Algorithmus mit externem Speicher nicht geeignet. Das gleiche Problem tritt auch bei der parallelen Graphenverarbeitung auf. Es wird ein effektiver Mechanismus benötigt, um die Graphen für die Verarbeitung sowohl mit einem externen Algorithmus als auch mit paralleler Verarbeitung aufzuteilen und das Problem des begrenzten Speichers zu überwinden. Um einen effektiven Mechanismus zu schaffen, ist ein Graphenberechnungssystem erforderlich.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Graphenberechnungssystem zur Verarbeitung großer Graphen in kürzester Zeit.
In einer Ausführungsform wird ein System zur Graphenberechnung offenbart. Das System umfasst eine Benutzerschnittstelle, die so konfiguriert ist, dass sie entweder den Eingabegraphen oder das Eingabegraphenbild empfängt, wobei der Eingabegraph aus dem Eingabegraphenbild extrahiert wird. Das System umfasst ferner eine Vorverarbeitungseinheit, um den Eingangsgraphen unter Verwendung einer zentrierten Subgraphen-Datenmatrix (CESDAM) in Untergraphen zu unterteilen, wobei jeder Untergraph ein Ego-Netzwerk darstellt und der Eingangsgraph als mehrere CESDAMs dargestellt wird, in denen ein Zentralknoten des Ego-Netzwerks als Kennung für die mehreren CESDAMs verwendet wird. Das System enthält ferner eine Erzeugungseinheit zum Erzeugen einer erneuerten zentrierten Teilgraphen-Datenmatrix (CESDAM), wobei eine Kante in die erneuerte CESDAM eingetragen wird, indem einer der beiden zugehörigen Knoten der Kante zufällig ausgewählt wird, um als Zentrum in die erneuerte CESDAM eingetragen zu werden, und dadurch entsprechende Einträge für die zugehörigen Knoten in die CESDAM auf der Grundlage der Position der Kante in dem angehängten Teilgraphen durchgeführt werden. Das System umfasst ferner eine zentrale Verarbeitungseinheit, die alle in mehreren CESDAMs dargestellten Teilgraphen akkumuliert, um einen optimierten Graphen zu erzeugen und die Korrektheit der Akkumulation der Teilgraphen sicherzustellen. Das System umfasst ferner eine Übertragungsvorrichtung, um den optimierten Graphen an einen Cloud-Server zu übertragen. Das System umfasst ferner eine Anzeigeeinheit, die drahtlos mit dem Cloud-Server verbunden ist, um den optimierten Graphen in einer mehrdimensionalen Form anzuzeigen, wobei die Mehrdimensionalität aus einer Gruppe von eindimensionalen, zweidimensionalen, dreidimensionalen und dergleichen ausgewählt ist.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die zentrale Verarbeitungseinheit ferner eine Meta-Graphen-Vorbereitungseinheit zum Akkumulieren aller Untergraphen, wobei der Meta-Graph als Kantenliste oder als Adjazenzmatrix oder sogar als Meta-CESDAMs dargestellt wird, wobei die Kantenliste, die den Meta-Graphen darstellt, vorbereitet wird, wobei die Eingabe die Liste aller CESDAMs ist, die mit ihren IDs in der SG-Liste indiziert sind, die eine Liste von Untergraphen ist.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die zentrale Verarbeitungseinheit ferner eine Meta-Breitensucheinheit, um die Korrektheit der Akkumulation der durch CESDAMs dargestellten Teilgraphen während der Verarbeitung des Graphen sicherzustellen, wobei die Meta-Breitensucheinheit unter Verwendung eines Meta-Graphen mit den Verknüpfungen zwischen CESDAMs verwendet und unter Verwendung eines Algorithmus implementiert wird, der den Graphen als Eingabe nimmt.
In einer anderen Ausführungsform gibt es mindestens fünf verschiedene Möglichkeiten für eine beliebige Kante in Bezug auf den Teilgraphen, wenn das CESDAM bereits erstellt ist, wobei die mindestens fünf verschiedenen Möglichkeiten aus einer der folgenden ausgewählt werden: Knoten ist Zentrum (Ebene 0), beide Knoten sind Ebene 1, einer der Knoten ist in Ebene 1, beide Knoten sind in Ebene 2 und einer der Knoten ist in Ebene 2.
In einer anderen Ausführungsform wird die Erzeugung von CESDAMs aus der verfügbaren Kantenliste und der Adjazenzmatrix durchgeführt, indem sie in mehrere Teile aufgeteilt und jeder Teil für die CESDAM-Konstruktion verarbeitet wird, wobei für die Einträge in die entsprechende CESDAM jede Kante in der Kantenliste verarbeitet wird, was die möglichen Einträge der zugehörigen Knoten in die CESDAM bestimmt.
In einer anderen Ausführungsform ist die Benutzerschnittstelle so konfiguriert, dass der Cloud-Server die optimierte Diagrammausgabe auf einem Computergerät des Benutzers über die Benutzerschnittstelle anzeigt.
Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, ein platzsparendes, matrixbasiertes Graphdarstellungssystem für die Verarbeitung großer Graphen bereitzustellen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenlegung ist es, den Graphen in mehrere überlappende Teilgraphen zu unterteilen und diese Teilgraphen in CESDAM darzustellen, wobei jede Matrix einen zentralen Knoten des Teilgraphen hat, der als Identifikator bekannt ist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenlegung ist es, die Darstellung eines Graphen mit einer bereits vorhandenen Kantenliste oder Adjazenzmatrix zu erzeugen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenlegung ist die Entwicklung eines Algorithmus zur Erzeugung von Graphen aus Rohdaten.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenlegung ist die Durchführung einer Breadth-First-Suche zur Analyse der Effizienz von CESDAM.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenbarung ist die Bereitstellung eines effizienten Systems für die Verarbeitung großer Graphen.
Zur weiteren Verdeutlichung der Vorteile und Merkmale der vorliegenden Offenbarung wird eine genauere Beschreibung der Erfindung durch Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen gegeben, die in den beigefügten Figuren dargestellt sind. Es wird davon ausgegangen, dass diese Figuren nur typische Ausführungsformen der Erfindung darstellen und daher nicht als Einschränkung des Umfangs der Erfindung zu betrachten sind. Die Erfindung wird mit zusätzlicher Spezifität und Detail mit den beigefügten Figuren beschrieben und erläutert werden.
Figurenliste
Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden besser verstanden, wenn die folgende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren gelesen wird, in denen gleiche Zeichen gleiche Teile in den Figuren darstellen, wobei:

1 ein Blockdiagramm eines Graphenberechnungssystems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
2 ein allgemeines System zur Darstellung von Untergraphen in Form einer zentrierten Untergraphen-Datenmatrix (CESDAM) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt;
3 die Auswirkungen von Knoten und Kanten auf die Speichereinsparung in % und den Speicherbedarf von CESDAM im Vergleich zu matrix- und listenbasierten Verfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung veranschaulicht; und
4 die Auswirkungen der Graphendichte auf das CESDAM-System und den Trend der Graphendichte des Datensatzes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung veranschaulicht.

Der Fachmann wird verstehen, dass die Elemente in den Figuren der Einfachheit halber dargestellt sind und nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet wurden. Die Flussdiagramme veranschaulichen beispielsweise das Verfahren anhand der wichtigsten Schritte, um das Verständnis der Aspekte der vorliegenden Offenbarung zu verbessern. Darüber hinaus kann es sein, dass eine oder mehrere Komponenten der Vorrichtung in den Figuren durch herkömmliche Symbole dargestellt sind, und dass die Figuren nur die spezifischen Details zeigen, die für das Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung relevant sind, um die Figuren nicht mit Details zu überfrachten, die für Fachleute, die mit der vorliegenden Beschreibung vertraut sind, leicht erkennbar sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Um das Verständnis der Erfindung zu fördern, wird nun auf die in den Figuren dargestellte Ausführungsform Bezug genommen und diese mit bestimmten Worten beschrieben. Es versteht sich jedoch von selbst, dass damit keine Einschränkung des Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist, wobei solche Änderungen und weitere Modifikationen des dargestellten Systems und solche weiteren Anwendungen der darin dargestellten Grundsätze der Erfindung in Betracht gezogen werden, wie sie einem Fachmann auf dem Gebiet der Erfindung normalerweise einfallen würden.
Der Fachmann wird verstehen, dass die vorstehende allgemeine Beschreibung und die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erläuternd für die Erfindung sind und diese nicht einschränken sollen.
Wenn in dieser Beschreibung von „einem Aspekt“, „einem anderen Aspekt“ oder ähnlichem die Rede ist, bedeutet dies, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten ist. Daher können sich die Ausdrücke „in einer Ausführungsform“, „in einer anderen Ausführungsform“ und ähnliche Ausdrücke in dieser Beschreibung alle auf dieselbe Ausführungsform beziehen, müssen es aber nicht.
Die Ausdrücke „umfasst“, „enthaltend“ oder andere Variationen davon sollen eine nicht ausschließliche Einbeziehung abdecken, so dass ein Verfahren oder eine Methode, die eine Liste von Schritten umfasst, nicht nur diese Schritte umfasst, sondern auch andere Schritte enthalten kann, die nicht ausdrücklich aufgeführt sind oder zu einem solchen Verfahren oder einer solchen Methode gehören. Ebenso schließen eine oder mehrere Vorrichtungen oder Teilsysteme oder Elemente oder Strukturen oder Komponenten, die mit „umfasst...a“ eingeleitet werden, nicht ohne weitere Einschränkungen die Existenz anderer Vorrichtungen oder anderer Teilsysteme oder anderer Elemente oder anderer Strukturen oder anderer Komponenten oder zusätzlicher Vorrichtungen oder zusätzlicher Teilsysteme oder zusätzlicher Elemente oder zusätzlicher Strukturen oder zusätzlicher Komponenten aus.
Sofern nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung, wie sie von einem Fachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Erfindung gehört, allgemein verstanden wird. Das System, die Methoden und die Beispiele, die hier angegeben werden, dienen nur der Veranschaulichung und sind nicht als Einschränkung gedacht.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren im Detail beschrieben.
Die in dieser Spezifikation beschriebenen Funktionseinheiten werden als Geräte bezeichnet. Ein Gerät kann in programmierbaren Hardware-Geräten wie Prozessoren, digitalen Signalprozessoren, zentralen Verarbeitungseinheiten, feldprogrammierbaren Gate-Arrays, programmierbaren Logik-Arrays, programmierbaren Logik-Geräten, Cloud-Verarbeitungssystemen oder Ähnlichem implementiert sein. Die Geräte können auch in Software für die Ausführung durch verschiedene Arten von Prozessoren implementiert werden. Ein identifiziertes Gerät kann einen ausführbaren Code enthalten und kann beispielsweise einen oder mehrere physische oder logische Blöcke von Computeranweisungen umfassen, die beispielsweise als Objekt, Prozedur, Funktion oder anderes Konstrukt organisiert sein können. Die ausführbaren Daten eines identifizierten Geräts müssen jedoch nicht physisch an einem Ort liegen, sondern können aus verschiedenen, an unterschiedlichen Orten gespeicherten Anweisungen bestehen, die, wenn sie logisch miteinander verbunden werden, das Gerät bilden und den erklärten Zweck des Geräts erfüllen.
Der ausführbare Code eines Geräts oder Moduls kann ein einzelner Befehl oder viele Befehle sein und kann sogar über mehrere verschiedene Codesegmente, verschiedene Anwendungen und mehrere Speichergeräte verteilt sein. In ähnlicher Weise können Betriebsdaten innerhalb des Geräts identifiziert und dargestellt werden, und sie können in jeder geeigneten Form vorliegen und in jeder geeigneten Art von Datenstruktur organisiert sein. Die Betriebsdaten können als ein einziger Datensatz gesammelt werden oder über verschiedene Orte, einschließlich verschiedener Speichergeräte, verteilt sein und können zumindest teilweise als elektronische Signale in einem System oder Netzwerk vorliegen.
Wenn in dieser Beschreibung von „einer ausgewählten Ausführungsform“, „einer Ausführungsform“ oder „einer Ausführungsform“ die Rede ist, bedeutet dies, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform des offengelegten Gegenstands enthalten ist. Daher beziehen sich die Ausdrücke „eine ausgewählte Ausführungsform“, „in einer Ausführungsform“ oder „in einer Ausführungsform“ an verschiedenen Stellen in dieser Beschreibung nicht unbedingt auf dieselbe Ausführungsform.
Darüber hinaus können die beschriebenen Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften in jeder geeigneten Weise in einer oder mehreren Ausführungsformen kombiniert werden. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details angegeben, um ein umfassendes Verständnis der Ausführungsformen des offengelegten Gegenstands zu ermöglichen. Der Fachmann wird jedoch erkennen, dass der offengelegte Gegenstand auch ohne eines oder mehrere der spezifischen Details oder mit anderen Methoden, Komponenten, Materialien usw. ausgeführt werden kann. In anderen Fällen werden bekannte Strukturen, Materialien oder Vorgänge nicht im Detail gezeigt oder beschrieben, um zu vermeiden, dass Aspekte des offengelegten Gegenstandes verdeckt werden.
Gemäß den beispielhaften Ausführungsformen können die offengelegten Computerprogramme oder -module auf viele beispielhafte Arten ausgeführt werden, beispielsweise als Anwendung, die im Speicher eines Geräts resident ist, oder als gehostete Anwendung, die auf einem Server ausgeführt wird und mit der Geräteanwendung oder dem Browser über eine Reihe von Standardprotokollen wie TCP/IP, HTTP, XML, SOAP, REST, JSON und anderen ausreichenden Protokollen kommuniziert. Die offengelegten Computerprogramme können in beispielhaften Programmiersprachen geschrieben werden, die vom Speicher auf dem Gerät oder von einem gehosteten Server ausgeführt werden, wie BASIC, COBOL, C, C++, Java, Pascal oder Skriptsprachen wie JavaScript, Python, Ruby, PHP, Perl oder andere ausreichende Programmiersprachen.
Einige der offengelegten Ausführungsformen umfassen oder beinhalten die Datenübertragung über ein Netzwerk, z. B. die Übermittlung verschiedener Eingaben oder Dateien über das Netzwerk. Das Netzwerk kann beispielsweise das Internet, Wide Area Networks (WANs), Local Area Networks (LANs), analoge oder digitale drahtgebundene und drahtlose Telefonnetzwerke (z. B. PSTN, Integrated Services Digital Network (ISDN), ein zellulares Netzwerk und Digital Subscriber Line (xDSL)), Radio, Fernsehen, Kabel, Satellit und/oder andere Übertragungs- oder Tunnelmechanismen zur Übertragung von Daten umfassen. Das Netz kann mehrere Netze oder Teilnetze umfassen, von denen jedes z. B. einen drahtgebundenen oder drahtlosen Datenpfad enthalten kann. Das Netz kann ein leitungsvermitteltes Sprachnetz, ein paketvermitteltes Datennetz oder ein beliebiges anderes Netz für die Übertragung elektronischer Kommunikation umfassen. Das Netzwerk kann beispielsweise Netzwerke umfassen, die auf dem Internet-Protokoll (IP) oder dem asynchronen Übertragungsmodus (ATM) basieren, und es kann Sprache unterstützen, indem es z. B. VoIP, Voice-over-ATM oder andere vergleichbare Protokolle für die Sprachdatenkommunikation verwendet. In einer Implementierung umfasst das Netzwerk ein zellulares Telefonnetz, das so konfiguriert ist, dass es den Austausch von Text- oder SMS-Nachrichten ermöglicht.
Beispiele für ein Netzwerk sind unter anderem ein Personal Area Network (PAN), ein Storage Area Network (SAN), ein Home Area Network (HAN), ein Campus Area Network (CAN), ein Local Area Network (LAN), ein Wide Area Network (WAN), ein Metropolitan Area Network (MAN), ein Virtual Private Network (VPN), ein Enterprise Private Network (EPN), das Internet, ein Global Area Network (GAN) und so weiter.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Graphenberechnungssystems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das System 100 umfasst eine Benutzerschnittstelle 102, die so konfiguriert ist, dass sie entweder den Eingabegraphen oder das Eingabegraphenbild empfängt, wobei der Eingabegraph aus dem Eingabegraphenbild extrahiert wird.
In einer Ausführungsform ist eine Vorverarbeitungseinheit 104 mit der Benutzerschnittstelle 102 verbunden, um den Eingabegraphen unter Verwendung einer zentrierten Subgraphen-Datenmatrix (CESDAM) in Untergraphen zu unterteilen, wobei jeder Untergraph ein Ego-Netzwerk darstellt und der Eingabegraph als mehrere CESDAMs dargestellt wird, in denen ein Zentralknoten des Ego-Netzwerks als Kennung für die mehreren CESDAMs verwendet wird.
In einer Ausführungsform ist eine Erzeugungseinheit 106 mit der Vorverarbeitungseinheit 104 verbunden, um eine erneuerte zentrierte Teilgraphen-Datenmatrix (CESDAM) zu erzeugen, wobei eine Kante in die erneuerte CESDAM eingetragen wird, indem einer der beiden zugehörigen Knoten der Kante zufällig ausgewählt wird, um als Zentrum in die erneuerte CESDAM eingetragen zu werden, und dadurch entsprechende Einträge für die zugehörigen Knoten in die CESDAM auf der Grundlage der Position der Kante in dem angehängten Teilgraphen vorgenommen werden.
In einer Ausführungsform ist eine zentrale Verarbeitungseinheit 108 mit der Erzeugungseinheit 106 verbunden, um alle in mehreren CESDAMs dargestellten Teilgraphen zu akkumulieren, um einen optimierten Graphen zu erzeugen und um die Korrektheit der Akkumulation der Teilgraphen sicherzustellen.
In einer Ausführungsform ist ein Übertragungsgerät 110 mit der zentralen Verarbeitungseinheit 108 verbunden, um den optimierten Graphen an einen Cloud-Server 112 zu übertragen.
In einer Ausführungsform ist eine Anzeigeeinheit 114 drahtlos mit dem Cloud-Server 112 verbunden, um den optimierten Graphen in einer mehrdimensionalen Form anzuzeigen, wobei die Mehrdimensionalität aus einer Gruppe von eindimensionalen, zweidimensionalen, dreidimensionalen und dergleichen ausgewählt ist.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die zentrale Verarbeitungseinheit 108 ferner eine Meta-Graphen-Vorbereitungseinheit 116 zum Akkumulieren aller Untergraphen, wobei der Meta-Graph als Kantenliste oder als Adjazenzmatrix oder sogar als Meta-CESDAMs dargestellt wird, wobei die Kantenliste, die den Meta-Graphen darstellt, vorbereitet wird und die Eingabe die Liste aller CESDAMs ist, die mit ihren IDs in der SG-Liste indiziert sind, die eine Liste der Untergraphen ist.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die zentrale Verarbeitungseinheit 108 ferner eine Meta-Breitensucheinheit 118, um die Korrektheit der Akkumulation der durch CESDAMs dargestellten Teilgraphen während der Verarbeitung des Graphen sicherzustellen, wobei die Meta-Breitensucheinheit 118 unter Verwendung eines Meta-Graphen mit den Verknüpfungen zwischen CESDAMs verwendet und unter Verwendung eines Algorithmus implementiert wird, der den Graphen als Eingabe nimmt.
In einer anderen Ausführungsform gibt es mindestens fünf verschiedene Möglichkeiten für eine beliebige Kante in Bezug auf den Teilgraphen, wenn das CESDAM bereits erstellt ist, wobei die mindestens fünf verschiedenen Möglichkeiten aus einer der folgenden ausgewählt werden: Knoten ist Zentrum (Ebene 0), beide Knoten sind Ebene 1, einer der Knoten ist in Ebene 1, beide Knoten sind in Ebene 2 und einer der Knoten ist in Ebene 2.
In einer anderen Ausführungsform wird die Erzeugung von CESDAMs aus der verfügbaren Kantenliste und der Adjazenzmatrix durchgeführt, indem sie in mehrere Teile aufgeteilt und jeder Teil für die CESDAM-Konstruktion verarbeitet wird, wobei für die Einträge in die entsprechende CESDAM jede Kante in der Kantenliste verarbeitet wird, was die möglichen Einträge der zugehörigen Knoten in die CESDAM bestimmt.
In einer anderen Ausführungsform ist die Benutzerschnittstelle 102 so konfiguriert, dass der Cloud-Server 112 die optimierte Diagrammausgabe über die Benutzerschnittstelle 102 auf einem Benutzer-Computergerät anzeigt.
In einer anderen Ausführungsform ist der Graph in kleinere Teilgraphen unterteilt, und jeder Teilgraph stellt ein Ego-Netzwerk der Ebene 2.5 dar, wobei ein Centered Subgraph Data Matrix (CESDAM)-System aus drei Teilen besteht: externe Ebene 1 (204), externe Ebene 2 (206) und Hauptteilgraph, und wobei der gesamte Graph als mehrere CESDAMs dargestellt wird, wobei der zentrale Knoten des Ego-Netzwerks als Kennung für diese CESDAMs verwendet wird.
In einer Ausführungsform wird eine zentrale Verarbeitungseinheit 108 verwendet, um alle in mehreren CESDAMs dargestellten Untergraphen zu akkumulieren und die Korrektheit der Akkumulation sicherzustellen, wobei die zentrale Verarbeitungseinheit 108 ferner Folgendes umfasst: eine Meta-Graphen-Vorbereitungs-Verarbeitungseinheit 108 zum Akkumulieren aller Untergraphen, wobei der Meta-Graph als Kantenliste oder eine Adjazenzmatrix oder sogar als Meta-CESDAMs dargestellt wird, wobei die Kantenliste, die den Meta-Graphen darstellt, unter Verwendung eines Algorithmus vorbereitet wird, dessen Eingabe die Liste aller CESDAMs ist, die mit ihren IDs in der SG-Liste indiziert sind, die eine Liste von Untergraphen ist; und eine Meta-Breadth-First-Search-Verarbeitungseinheit 110 zum Sicherstellen der Korrektheit der Akkumulation der durch CESDAMs repräsentierten Untergraphen während der Verarbeitung des Graphen, wobei die Meta-Breadth-First-Search-Einheit 118 unter Verwendung eines Meta-Graphen mit den Verknüpfungen zwischen CESDAMs verwendet und unter Verwendung eines Algorithmus implementiert wird, der den Graphen als eine Eingabe nimmt.
In einer Ausführungsform können die Benutzerschnittstelle (102), die Vorverarbeitungseinheit (104), die Erzeugungseinheit (106), die zentrale Verarbeitungseinheit (108), die Übertragungsvorrichtung (110), der Cloud-Server (112), die Anzeigeeinheit (114), die Meta-Graph-Aufbereitungseinheit (116) und die Meta-Breadth-First-Search-Eeinheit (118) in programmierbaren Vorrichtungen wie Prozessoren, digitalen Signalprozessoren, zentralen Verarbeitungseinheiten, feldprogrammierbaren Gate-Arrays, programmierbarer Array-Logik, programmierbaren Logikvorrichtungen, Cloud-Verarbeitungssystemen oder dergleichen implementiert sein.
In einer Ausführungsform ist eine Datenstruktur für die Darstellung von CESDAM eine Matrix von A = []^(m+2)xd, in der m die Anzahl der Knoten im Teilgraphen und d = max(|rowa_i|) ist, was von der Anzahl der Nachbarn eines Knotens abhängt, die in den Teilgraphen enthalten sind, und diese Knoten sind im Hauptteilgraphen, externe Knoten mit der Nummer der Ebene 1, die in der externen Ebene 1 enthalten sind, und externe Knoten mit der Nummer der Ebene 2, die in der externen Ebene 2 enthalten sind.
In einer Ausführungsform gibt es fünf verschiedene Möglichkeiten für jede Kante in Bezug auf den Teilgraphen, wenn das CESDAM bereits erstellt ist, wobei diese fünf Möglichkeiten sind: einer der Knoten ist in der Mitte (Ebene 0), beide Knoten sind Ebene 1, einer der Knoten ist in Ebene 1, beide Knoten sind in Ebene 2 und einer der Knoten ist in Ebene 2.
In einer Ausführungsform erfolgt die Erzeugung von CESDAMs aus einer bereits vorhandenen Kantenliste und Adjazenzmatrix durch Aufteilung in k Teile und Verarbeitung jedes Teils für die CESDAM-Konstruktion, wobei für die Einträge in die entsprechende CESDAM jede Kante in der Kantenliste verarbeitet wird, was die möglichen Einträge der zugehörigen Knoten in die CESDAM bestimmt.
In einer Ausführungsform wird in der Meta-Graph-Vorbereitungseinheit eine Zeitkomplexitätsanalyse durchgeführt, die zeigt, dass der Algorithmus zur Vorbereitung des Meta-Graphen im schlimmsten Fall eine Zeitkomplexität von O(k × n²) und im besten Fall eine Zeitkomplexität von O(k²) aufweist.
In einer Ausführungsform wird eine weitere Zeitkomplexitätsanalyse für die Meta-Breadth-First-Search-Einheit 118 durchgeführt, die ergab, dass der zur Implementierung verwendete Algorithmus eine Laufzeitkomplexität von O(n x B n m²) hat.
In einer Ausführungsform ist die Zeitkomplexität des Algorithmus für die Darstellung von CESDAMs definiert als Θ(m) für das Best-Case-Szenario und O(mk) für das Worst-Case-Szenario, wobei m für die Anzahl der Kanten im Graphen und k für die Anzahl der erzeugten Teilgraphen steht.
2 zeigt ein allgemeines System der zentrierten Subgraphen-Datenmatrix (CESDAM) zur Darstellung von Teilgraphen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Figur zeigt das Centered Subgraph Data Matrix (CESDAM)-System zur Unterteilung von Graphen in Teilgraphen, die durch CESDAMs dargestellt werden. Der Graph G(V,E) wird in kleinere Teile unterteilt, die als Untergraphen g(u, Vu, Eu) bezeichnet werden, wobei u ∈ V das Zentrum des Untergraphen ist (202). Jeder der Teilgraphen stellt ein Ego-Netzwerk der Ebene 2.5 dar. Die CESDAM-Darstellung verwendet eine Datenstruktur in einer Matrix von A = []^(m+2)xd, wobei m die Anzahl der Knoten darstellt, die im Untergraphen enthalten sind, und d, das gleich max(|rowa_i|) ist, von der Anzahl der Knoten im Hauptuntergraphen abhängt, externe Ebene 1 (204) und externe Ebene 2 (206), wobei die externe Ebene 1 die erste Zeile der Matrix mit Ausnahme der ersten Spalte abdeckt, die externe Ebene 2 die zweite Zeile mit Ausnahme der ersten Spalte abdeckt und der Hauptuntergraph die restliche Matrix nach Zeile 3 abdeckt.
Das Zentrum des Untergraphen ist das erste Element in der Reihe 3, also a₃,1, und mit seiner Hilfe wird ein Ego-Netz der Ebene 2.5 konstruiert, wobei der zentrale Knoten als Identifikator für den entsprechenden Untergraphen gilt. Die Konstruktion des entsprechenden Subgraphen wird einfach, wenn man den Zentralknoten des Subgraphen kennt. Es gibt einen Eintrag in der ersten Spalte für alle Knoten, die im Untergraphen enthalten sind, wobei die externen Knoten der Ebene 2 ausgeschlossen sind. Wenn der Knoten u in der Zeile i eingetragen ist, sollten alle Nachbarknoten in der Zeile i in den folgenden Spalten eingetragen werden.
In einer Implementierung wird ein neues CESDAM durch Eingabe einer Kante erstellt. Aus den beiden zugehörigen Knoten der Kante wird ein Knoten zufällig ausgewählt und dann als Zentrum in das neue CESDAM eingetragen. Die Voraussetzung für die Erstellung von CESDAMs ist die Erfüllung der notwendigen Bedingungen für das Ego-Netz der Stufe 2.5. Die Einträge der Knoten in das CESDAM hängen von der Position der Kante in dem Teilgraphen ab, an den sie angehängt ist. Es wird ein Algorithmus implementiert, um die möglichen Einträge der Knoten in das CESDAM zu bestimmen, die mit der Kante verbunden sind, die die Beziehungen zwischen dem Objekt der Rohdaten darstellt.
Es kann fünf verschiedene Möglichkeiten für jede Kante in Bezug auf den Teilgraphen geben, wenn bereits ein CESDAM erstellt wurde. Diese fünf Möglichkeiten sind wie folgt:

FALL 1: Knoten ist in der Mitte (Ebene 0)
FALL 2: Beide Knoten befinden sich in Ebene 1
FALL 3: Knoten befindet sich in Ebene 1
FALL 4: Beide Knoten befinden sich auf Ebene 2
FALL 5: Der Knoten befindet sich auf Ebene 2.

Kanteneintrag für Fall 1: Die Kante E(1,2) ist ein Beispiel für Fall 1 in dem in der Figur gezeigten Beispielgraphen, da der erste Knoten 1 das Zentrum der Ebene 0 ist. Diese Kante kann entweder als E(1,2) oder als E(2,1) dargestellt werden, wobei diese beiden Darstellungen getrennt behandelt werden sollten. Im Fall von E(1,2) ist der erste Knoten das Zentrum und es müssen einige Einträge von CESDAM aktualisiert werden, wobei die Einträge sind: Eintragung des zweiten Knotens am Ende von Zeile 3, wenn er für die Darstellung der Kante nicht vorhanden ist; Eintragung des zweiten Knotens am Ende von Spalte 1, die eine Spalte für Zeileneinträge eines bestimmten Knotens ist, wenn er nicht vorhanden ist; Eintragung des ersten Knotens am Ende der Zeile im CESDAM, die für den zweiten Knoten und seine Nachbarn (#second) gedacht ist, wenn er für die Darstellung der Kante nicht vorhanden ist; und Entfernen der Einträge für den zweiten Knoten in Zeile 1 und Zeile 2, wenn der vorherige Knoten als Ebene 1 bzw. Ebene 2 extern angenommen wird. Im Fall von E(2,1), also dem zweiten Knoten, müssen die gleichen Einträge wie im Fall von E(1,2) aktualisiert werden. Für die Aktualisierung dieser Einträge wird ein Algorithmus verwendet, wobei im Fall von E(2,1) die Eingabe in den Algorithmus vertauscht wird, was bedeutet, dass der erste Knoten zum zweiten Knoten wird und umgekehrt.
Kanteneintrag für Fall 2 und Fall 4: Ein Beispiel für eine Kante im Fall 2 ist die Kante E(2,3), bei der sich beide Knoten in Ebene 1 befinden, weshalb die Kantendarstellung E(3,2) dieselbe ist wie E(2,3). Außer dem Eintrag für die Kantendarstellung gibt es keinen speziellen Eintrag im CESDAM für den Fall 2, wobei die Einträge für die Kantendarstellung sind: erster Knoten am Ende der Zeile #zweite, wenn nicht vorhanden für die Kantendarstellung; und zweiter Knoten am Ende der Zeile #erste, wenn nicht vorhanden für die Kantendarstellung, wobei Zeile #erste für den ersten Knoten und seine Nachbarn gedacht ist. Die Kanten von Fall 4 erfordern ebenfalls nur Einträge für die Kantendarstellung. Eine Kante E(7,9) ist auch ein Beispiel für Fall 2.
Kanteneintrag für Fall 3: Im Fall 3 befindet sich nur ein Knoten in Ebene 1. Die Kante von Fall 3 E(3,7) kann auch als E(7,3) gefunden werden, da beide dieselbe Kante darstellen, wobei für E(3,7) der erste Knoten in Ebene 1 liegt, für E(7,3) jedoch der erste Knoten in Ebene 2, so dass für die Aktualisierung von CESDAM die Eingabe in den Algorithmus für die Aktualisierung geändert wird, indem einfach die Position des ersten mit der des zweiten Knotens für E(7,3) im Algorithmus für die Eingabe der Knoten vertauscht wird. Die Einträge, die in CESDAM für jede Kante des Falles 3 aktualisiert werden, sind: zweiter Knoten am Ende der Zeile #erste, wenn keine Kantenrepräsentation vorhanden ist; zweiter Knoten am Ende der Zeile 1, wenn keine Kantenrepräsentation vorhanden ist; zweiter Knoten am Ende der Spalte 1; erster Knoten am Ende der Zeile #zweiter, wenn keine Kantenrepräsentation vorhanden ist; und Entfernen des Eintrags für den zweiten Knoten in Zeile 2, wenn der vorherige Knoten als externer Knoten der Ebene 2 angenommen wird.
Kanteneintrag für Fall 5: Die Kante von Fall 5 bedeutet, dass sich von zwei Knoten einer in Ebene 2 und der andere in einem externen Knoten der Ebene 2 befindet. In diesem Fall enthält das CESDAM keine spezifischen Zeilen für diese Knoten, da der Teilgraph keine externen Knoten der Ebene 2 enthält. Die Vertauschung des ersten Knotens wird auch in diesem Fall durchgeführt. Wenn der erste Knoten der Ebene 2 ist, werden folgende Einträge in CESDAM vorgenommen: der zweite Knoten wird am Ende der #ersten Zeile eingetragen, wenn er nicht vorhanden ist, um eine Kante darzustellen; und der zweite Knoten wird am Ende der zweiten Zeile eingetragen, wenn er nicht vorhanden ist.
Eine Kante wird für ein anderes CESDAM geprüft, wenn die Kante in keinem der fünf Fälle des aktuellen CESDAM folgt.
3 veranschaulicht die Auswirkungen von Knoten und Kanten auf die prozentuale Speicherersparnis und den Speicherbedarf von CESDAM im Vergleich zu matrix- und listenbasierten Schemata in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung. Die Figur (3A) stellt die Auswirkungen der Anzahl der Knoten und der Anzahl der Kanten auf die Speichereinsparung mit CESDAM gegenüber matrixbasierten Schemata dar, und die Figur zeigt, dass der Prozentsatz des eingesparten Speichers mit der Zunahme der Anzahl der Knoten und der Anzahl der Kanten ebenfalls zunimmt. Andererseits wird die Auswirkung der Anzahl der Knoten und der Anzahl der Kanten auf das erforderliche Speicherverhältnis (RMR), das in Figur (4B) dargestellt ist, gegenüber den listenbasierten Verfahren betrachtet. Die Figur (3B) zeigt, dass die RMR mit der Zunahme der Anzahl der Kanten und der Anzahl der Knoten abnimmt, aber in den meisten Fällen bleiben die Werte der RMR zwischen zwei und vier. Die RMR wird für den großen und sparsamen Graphen signifikant hoch. Die Figur zeigt, dass je größer der Graph ist, desto mehr Speicherplatz spart das vorgeschlagene CESDAM-System im Vergleich zu allen anderen bestehenden Ansätzen. Im Falle eines spärlichen Graphen benötigt das vorgeschlagene CESDAM-System jedoch mehr Speicher als die bestehenden Ansätze, und dies ist der einzige Vorteil des vorgeschlagenen Systems.
4 veranschaulicht die Auswirkungen der Graphendichte auf das CESDAM-System und den Trend der Graphendichte des Datensatzes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung. Das vorgeschlagene CESDAM-System verwendet das Konnektivitätsmuster zusammen mit der Anzahl der Knoten und der Anzahl der Kanten, was zu einem geringeren Speicherbedarf für den spärlichen Graphen als für den dichten Graphen mit der gleichen Anzahl von Knoten führt. Figur (4A) zeigt den Einfluss der Graphendichte im vorgeschlagenen CESDAM-System im Vergleich zu den anderen bestehenden Ansätzen. Die Figur zeigt, dass der prozentuale Anteil der Speicherersparnis von CESDAM im Vergleich zu matrixbasierten Verfahren mit zunehmender Graphdichte abnimmt, wobei der Prozentsatz der Verringerung bei der Inzidenzmatrix im Vergleich zur Adjazenzmatrix deutlich geringer ist. Für die dichten und spärlichen Graphen bleibt der Prozentsatz der Speicherersparnis über 90 %. Figur (4A) zeigt auch, dass das erforderliche Speicherverhältnis (RMR) von CESDAM im Vergleich zu den listenbasierten Verfahren mit zunehmender Dichte der Graphen steigt. Der Wert des RMR von CESDAM, der der Indizes-Matrix entspricht, ist geringer als der der Adjazenz-Matrix. Bei CESDAM steigt der RMR-Wert im Vergleich zu den bestehenden listenbasierten und matrixbasierten Verfahren und der Prozentsatz der Speichereinsparung sinkt. Um die Effektivität des vorgeschlagenen CESDAM-Systems für große Graphen zu gewährleisten, wird in Figur (4B) der Trend der Graphendichte in einem realen Netzwerk dargestellt. Die Figur zeigt, dass die Dichte des Graphen mit zunehmender Anzahl von Knoten und Kanten abnimmt, was bedeutet, dass die großen realen Graphen eine deutlich geringere Dichte aufweisen. Die prozentuale Speicherersparnis von CESDAM im Vergleich zu matrixbasierten und die RMR von CESDAM im Vergleich zu listenbasierten Verfahren ist hoch bzw. niedrig.
In einer Ausführungsform hängt die Größe der CESDAM vom Konnektivitätsmuster ab, d. h. von den Zeilen und Spalten, wobei die Abhängigkeit vom Konnektivitätsmuster unterschiedliche Zeilen und Spalten für den Teilgraphen mit derselben Anzahl von Knoten zulässt, und wobei die empirische Analyse gezeigt hat, dass die Mehrheit der CESDAMs eine hohe Anzahl von Spalten als Zeilen hat und die Größe einer CESDAM von Teilgraphen, d. h. Zeile x Spalte, deutlich geringer ist als die entsprechende matrixbasierte Darstellung dieser Teilgraphen.
In einer Ausführungsform zeigt der Vergleich zwischen der bestehenden matrixbasierten Darstellung und der vorgeschlagenen CESDAM-Darstellung, dass die vorgeschlagene CESDAM-Darstellung in Bezug auf den Speicherbedarf effizienter ist als die bestehende matrixbasierte Darstellung, wobei die Ergebnisse eine Speichereinsparung von mehr als 99 % bei den realen Datensätzen durch Verwendung des vorgeschlagenen Systems zeigten. Die CESDAM-Darstellung benötigt weniger Speicher als die bestehende matrixbasierte Darstellung, da sie vom Konnektivitätsmuster abhängig ist, aber sie benötigt aufgrund der Leerstellen in der Matrix etwas mehr Speicher als die listenbasierte Darstellung.
In einer Ausführungsform hat das vorgeschlagene CESDAM-System einen geringeren Platzbedarf als die Adjazenzmatrix, die für die Darstellung des Graphen einen Platzbedarf von O(n²) hat, wobei n die Anzahl der Knoten ist. Die Ergebnisse zeigen, dass die Breadth-First-Suche auf CESDAM eine Zeit von O(n × B × m²) benötigt, wobei B der Verzweigungsfaktor des Metagraphen ist.
In einer Ausführungsform beweist die vorliegende Offenlegung, dass das CESDAM-System für die Darstellung von Graphen korrekt verarbeitet werden kann, ohne die Bedeutung des Graphen zu beeinträchtigen, wenn der Graph ungeteilt war.
Die Figuren und die vorangehende Beschreibung geben Beispiele für Ausführungsformen. Der Fachmann wird verstehen, dass eines oder mehrere der beschriebenen Elemente durchaus zu einem einzigen Funktionselement kombiniert werden können. Alternativ dazu können bestimmte Elemente in mehrere Funktionselemente aufgeteilt werden. Elemente aus einer Ausführungsform können einer anderen Ausführungsform hinzugefügt werden. Die Reihenfolge der hier beschriebenen Prozesse kann beispielsweise geändert werden und ist nicht auf die hier beschriebene Weise beschränkt. Darüber hinaus müssen die Aktionen eines Flussdiagramms nicht in der gezeigten Reihenfolge ausgeführt werden; auch müssen nicht unbedingt alle Aktionen durchgeführt werden. Auch können die Handlungen, die nicht von anderen Handlungen abhängig sind, parallel zu den anderen Handlungen ausgeführt werden. Der Umfang der Ausführungsformen ist durch diese spezifischen Beispiele keineswegs begrenzt. Zahlreiche Variationen sind möglich, unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung explizit aufgeführt sind oder nicht, wie z. B. Unterschiede in der Struktur, den Abmessungen und der Verwendung von Materialien. Der Umfang der Ausführungsformen ist mindestens so groß wie in den folgenden Ansprüchen angegeben.
Vorteile, andere Vorzüge und Problemlösungen wurden oben im Hinblick auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben. Die Vorteile, Vorzüge, Problemlösungen und Komponenten, die dazu führen können, dass ein Vorteil, ein Nutzen oder eine Lösung auftritt oder ausgeprägter wird, sind jedoch nicht als kritisches, erforderliches oder wesentliches Merkmal oder Komponente eines oder aller Ansprüche zu verstehen.
Bezugszeichenliste

100: Ein Cloud-basiertes Graphenberechnungssystem
102: Eine Benutzerschnittstelle
104: Eine Vorverarbeitungseinheit
106: Eine Erzeugungseinheit
108: Eine zentrale Verarbeitungseinheit
110: Eine Übertragungseinheit
112: Ein Cloud-Server
114: Eine Anzeigeeinheit
116: Eine Meta-Grafik-Vorbereitungseinheit
118: Eine Einheit für die Meta-Breadth-First-Suche
202: Zentrum des Untergraphen
204: Externe Ebene 1
206: Externe Ebene 2

Claims

Ein System zur Berechnung von Graphen, wobei das System umfasst: eine Benutzerschnittstelle, die so konfiguriert ist, dass sie entweder den Eingabegraphen oder das Eingabegraphenbild empfängt, wobei der Eingabegraph aus dem Eingabegraphenbild extrahiert wird; eine Vorverarbeitungseinheit, um den Eingabegraphen unter Verwendung einer zentrierten Subgraphen-Datenmatrix (CESDAM) in Untergraphen zu unterteilen, wobei jeder Untergraph ein Ego-Netzwerk darstellt und der Eingabegraph als mehrere CESDAMs dargestellt wird, in denen ein Zentralknoten des Ego-Netzwerks als Identifikator für die mehreren CESDAMs verwendet wird, eine Erzeugungseinheit zum Erzeugen einer erneuerten zentrierten Teilgraphen-Datenmatrix (CESDAM), wobei eine Kante in die erneuerte CESDAM eingetragen wird, indem einer der beiden zugehörigen Knoten der Kante zufällig ausgewählt wird, um als Zentrum in die erneuerte CESDAM eingetragen zu werden, und dadurch entsprechende Einträge für die zugehörigen Knoten in die CESDAM auf der Grundlage der Position der Kante in dem angehängten Teilgraphen durchgeführt werden; eine zentrale Verarbeitungseinheit, die alle in mehreren CESDAMs dargestellten Teilgraphen akkumuliert, um einen optimierten Graphen zu erzeugen und die Korrektheit der Akkumulation der Teilgraphen sicherzustellen; eine Übertragungsvorrichtung zum Übertragen des optimierten Graphen an einen Cloud-Server; und eine Anzeigeeinheit, die drahtlos mit dem Cloud-Server verbunden ist, um den optimierten Graphen in einer mehrdimensionalen Form anzuzeigen, wobei die Mehrdimensionalität aus einer Gruppe von eindimensionalen, zweidimensionalen, dreidimensionalen und dergleichen ausgewählt ist.
System nach Anspruch 1, wobei die zentrale Verarbeitungseinheit ferner eine Meta-Graphen-Vorbereitungseinheit zum Akkumulieren aller Untergraphen umfasst, wobei der Meta-Graph als Kantenliste oder als Adjazenzmatrix oder sogar als Meta-CESDAMs dargestellt wird, wobei die Kantenliste, die den Meta-Graphen darstellt, vorbereitet wird, wobei die Eingabe die Liste aller CESDAMs ist, die mit ihren IDs in der SG-Liste indiziert sind, die eine Liste von Untergraphen ist.
System nach Anspruch 1, wobei die zentrale Verarbeitungseinheit ferner eine Meta-Breadth-First-Search-Eeinheit umfasst, um die Korrektheit der Akkumulation der durch CESDAMs dargestellten Teilgraphen während der Verarbeitung des Graphen sicherzustellen, wobei die Meta-Breadth-First-Search-Eeinheit unter Verwendung eines Meta-Graphen mit den Verknüpfungen zwischen CESDAMs verwendet und unter Verwendung eines Algorithmus implementiert wird, der den Graphen als Eingabe nimmt.
System nach Anspruch 1 und 2, wobei es mindestens fünf verschiedene Möglichkeiten für eine beliebige Kante in Bezug auf den Teilgraphen gibt, wenn das CESDAM bereits erstellt ist, wobei die mindestens fünf verschiedenen Möglichkeiten aus einer der folgenden ausgewählt werden: Knoten ist Zentrum (Ebene 0), beide Knoten sind Ebene 1, einer der Knoten ist in Ebene 1, beide Knoten sind in Ebene 2, und einer der Knoten ist in Ebene 2.
System nach Anspruch 1, wobei die Erzeugung von CESDAMs aus der verfügbaren Kantenliste und der Adjazenzmatrix durch Aufteilung in mehrere Teile und Verarbeitung jedes Teils für die CESDAM-Konstruktion erfolgt, wobei für die Einträge in die entsprechende CESDAM jede Kante in der Kantenliste verarbeitet wird, was die möglichen Einträge der zugehörigen Knoten in die CESDAM bestimmt.
System nach Anspruch 1, wobei die Benutzerschnittstelle so konfiguriert ist, dass der Cloud-Server die optimierte Diagrammausgabe über die Benutzerschnittstelle auf einem Benutzer-Computergerät anzeigt.