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超快網絡流算法問世

發(fā)布時間：2024-7-8來源：青島市科學技術局點擊：返回列表

科技日報北京7月2日電 （記者張佳欣）瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院的研究人員開發(fā)了一種超快算法，即網絡流算法。該算法成功解決了在網絡中實現(xiàn)最大流量的同時最大限度降低傳輸成本的問題。這種超快計算能力是研究高度復雜、數(shù)據(jù)豐富、動態(tài)且快速變化的網絡（例如生物學中的分子網絡或大腦網絡）的重要環(huán)節(jié)。
 
新算法能為任何類型的網絡（包括鐵路、公路、水上交通和互聯(lián)網）計算出最佳且最低成本的交通流量方案。其執(zhí)行計算的速度極快，幾乎在計算機讀取描述網絡數(shù)據(jù)的瞬間就能提供解決方案。
 
原則上，所有計算方法在尋找最佳流量和最小成本路線時，均需面對多次迭代分析網絡的挑戰(zhàn)。在此過程中，它們會逐一分析網絡連接狀態(tài)，包括哪些是開放的，哪些是關閉的，或是由于達到容量極限而擁塞的。
 
此前，計算機科學家在解決這一問題時，往往要在兩種關鍵策略之間做出選擇。一種是以鐵路網絡為模型，每次迭代都要計算整個網絡部分并調整交通流量；另一種則受電網中電力流啟發(fā)，在每次迭代中計算整個網絡，但對網絡每個部分的修改流量使用統(tǒng)計平均值，以加快計算速度。
 
現(xiàn)在，研究團隊將這兩種策略的優(yōu)勢結合，創(chuàng)建了一種全新的組合方法。新算法基于許多小型、高效且低成本的計算步驟，這些步驟加在一起比一些單一的大型步驟快得多。
 
計算最優(yōu)流量的時間復雜度通常以m的某個冪次方來表達，其中m代表計算機必須計算的網絡中的連接數(shù)。直到2000年，都沒有任何算法的計算速度能夠超過m1.5。2004年，解決該問題所需的計算速度成功降低至m1.33。
 
新算法進一步解決了這一問題。使用該算法時，計算時間和網絡規(guī)模以相同的速度增加，這或將改變整個網絡流算法研究領域。 

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