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Fast and Accurate Efficient Streaming Subgraph Isomorphism

Résumé

Queries to detect isomorphic subgraphs are important in graph-based data management. While the problem of subgraph isomorphism search has received considerable attention for the static setting of a single query, or a batch thereof, existing approaches do not scale to a dynamic setting of a continuous stream of queries. In this paper, we address the scalability challenges induced by a stream of subgraph isomorphism queries by caching and re-use of previous results. We first present a novel subgraph index based on graph embeddings that serves as the foundation for efficient stream processing. It enables not only effective caching and re-use of results, but also speeds-up traditional algorithms for subgraph isomorphism in case of cache misses. Moreover, we propose cache management policies that incorporate notions of reusability of query results. Experiments using real-world datasets demonstrate the effectiveness of our approach in handling isomorphic subgraph search for streams of queries.

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Isomorphisme de graphes
En mathématiques, dans le cadre de la théorie des graphes, un isomorphisme de graphes est une bijection entre les sommets de deux graphes qui préserve les arêtes. Ce concept est en accord avec la notion générale d'isomorphisme, une bijection qui préserve les structures. Plus précisément, un isomorphisme f entre les graphes G et H est une bijection entre les sommets de G et ceux de H, telle qu'une paire de sommets {u, v} de G est une arête de G si et seulement si {ƒ(u), ƒ(v)} est une arête de H.
Problème de l'isomorphisme de sous-graphes
vignette|Le problème est de savoir si un graphe contient un autre graphe comme sous-graphe. En informatique théorique, le problème de l'isomorphisme de sous-graphes est le problème de décision suivant : étant donnés deux graphes G et H, déterminer si G contient un sous-graphe isomorphe à H. C'est une généralisation du problème de l'isomorphisme de graphes. Soient et deux graphes. Le problème de décision de l'isomorphisme de sous-graphe est : « Est-ce qu'il existe un sous-graphe , avec et , tel qu'il existe une bijection telle que ? ».
Problème de l'isomorphisme de graphes
vignette|Le problème est de savoir si deux graphes sont les mêmes. En informatique théorique, le problème de l'isomorphisme de graphes est le problème de décision qui consiste, étant donné deux graphes non orientés, à décider s'ils sont isomorphes ou pas, c'est-à-dire s'ils sont les mêmes, quitte à renommer les sommets. Ce problème est particulièrement important en théorie de la complexité, plus particulièrement pour le problème P=NP.
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