In molti contesti applicativi sono in gioco enormi volumi di dati che
vengono utilizzati in ambito economico-finanziario, politico, sociale ed
anche istituzionale. Spesso i dati sono memorizzati in enormi cloud
distribuite e talvolta sono generati secondo un flusso continuo, così
consistente da renderne impossibile una memorizzazione completa. In
moltissimi casi i dati sono inerenti ad entità in fitta relazione tra
loro e danno luogo a immense reti di collegamenti. Esempi comuni di tali
reti sono le reti sociali e biologiche, le reti di distribuzione e il
grafo del Web. Inoltre il fatto che i dati siano memorizzati in sistemi
gestiti da terze parti pone problemi di integrità che non trovano
riscontro nella letteratura informatica classica sia per la tipologia
sia per la scala.
Questo scenario pone sfide algoritmiche inedite sulle quali è al lavoro
una vasta platea di ricercatori. Tale sforzo ha prodotto, nell’ultimo
decennio, molte novità sia sul piano metodologico sia sul piano
tecnologico. L’insegnamento ha lo scopo di trasferire agli studenti
alcuni tra i più importanti strumenti metodologici nati nell’ambito
della ricerca sugli algoritmi per Big Data. Tali strumenti metodologici
sono proposti assieme a contesti applicativi sfidanti.
vengono utilizzati in ambito economico-finanziario, politico, sociale ed
anche istituzionale. Spesso i dati sono memorizzati in enormi cloud
distribuite e talvolta sono generati secondo un flusso continuo, così
consistente da renderne impossibile una memorizzazione completa. In
moltissimi casi i dati sono inerenti ad entità in fitta relazione tra
loro e danno luogo a immense reti di collegamenti. Esempi comuni di tali
reti sono le reti sociali e biologiche, le reti di distribuzione e il
grafo del Web. Inoltre il fatto che i dati siano memorizzati in sistemi
gestiti da terze parti pone problemi di integrità che non trovano
riscontro nella letteratura informatica classica sia per la tipologia
sia per la scala.
Questo scenario pone sfide algoritmiche inedite sulle quali è al lavoro
una vasta platea di ricercatori. Tale sforzo ha prodotto, nell’ultimo
decennio, molte novità sia sul piano metodologico sia sul piano
tecnologico. L’insegnamento ha lo scopo di trasferire agli studenti
alcuni tra i più importanti strumenti metodologici nati nell’ambito
della ricerca sugli algoritmi per Big Data. Tali strumenti metodologici
sono proposti assieme a contesti applicativi sfidanti.
Curriculum
scheda docente
materiale didattico
Multidimensional queries: parallelizzazione, spatial/non-spatial partitioning, orthogonal range searching/counting, closest pair, kD-trees, range trees, layered trees, fractional cascading.
Community detection in grafi sociali: componenti (bi)connesse, maximal clique, k-cores, k-plexes; algoritmi per il loro calcolo in ambiente distribuito.
DB-Trees: efficient aggregate range queries on any DBMS
Scalability and Big Data: P2P systems, Distributed Hash Tables and Chord, chord-like design in NoSQL DBMSes. Big data integrity: threat model for the cloud, non-scalability of traditional authenticated data structures, scaling with a pipelining approach. Blockchain and Big Data: the scalability trilemma.
Mining of Massive Datasets
Jure Leskovec, Anand Rajaraman, Jeff Ullman
Cambridge University Press
http://www.mmds.org/
Programma
Elaborazione dei dati in modalità streaming: approximate counting, sampling e reservoir sampling, bloom filters, frequent itemsets, number of distinct elementsMultidimensional queries: parallelizzazione, spatial/non-spatial partitioning, orthogonal range searching/counting, closest pair, kD-trees, range trees, layered trees, fractional cascading.
Community detection in grafi sociali: componenti (bi)connesse, maximal clique, k-cores, k-plexes; algoritmi per il loro calcolo in ambiente distribuito.
DB-Trees: efficient aggregate range queries on any DBMS
Scalability and Big Data: P2P systems, Distributed Hash Tables and Chord, chord-like design in NoSQL DBMSes. Big data integrity: threat model for the cloud, non-scalability of traditional authenticated data structures, scaling with a pipelining approach. Blockchain and Big Data: the scalability trilemma.
Testi Adottati
Slides più:Mining of Massive Datasets
Jure Leskovec, Anand Rajaraman, Jeff Ullman
Cambridge University Press
http://www.mmds.org/
Bibliografia Di Riferimento
Mining of Massive Datasets Jure Leskovec, Anand Rajaraman, Jeff Ullman Cambridge University Press http://www.mmds.org/Modalità Erogazione
Lezioni in aula.Modalità Frequenza
Lezioni in classeModalità Valutazione
Prova scritta, valutazione progetto. La prova scritta puo' essere sostituita da prove in itinere parziali.
scheda docente
materiale didattico
- Approximate counting
- Majority problems
- Sampling e reservoir sampling
- Bloom filters
- Frequent itemsets
2) Algoritmi sublineari
- Diameter approximation
- Property testing
3) Clustering
4) Algoritmi e strutture dati per analisi di features quantitative
- 1d-,2d-,3d-range queries
- Skyline (pareto frontier), near-neighbor search, voronoi diagram
5) Dimensionality reduction
6) Algoritmi per la decomposizione di reti complesse
- Decomposizione di una rete in componenti k-connesse
- Decomposizione in k-cores, maximal cliques, maximal k-plexes
7) Distributed Hash Tables, Consistent Hashing
8) Integrità di grandi quantità di dati, consistenza nei sistemi distribuiti, CAP/PACELC theorems e impatto sui database NoSQL
Jure Leskovec, Anand Rajaraman, Jeff Ullman
Cambridge University Press
http://www.mmds.org/
Programma
1) Algoritmi per data streams- Approximate counting
- Majority problems
- Sampling e reservoir sampling
- Bloom filters
- Frequent itemsets
2) Algoritmi sublineari
- Diameter approximation
- Property testing
3) Clustering
4) Algoritmi e strutture dati per analisi di features quantitative
- 1d-,2d-,3d-range queries
- Skyline (pareto frontier), near-neighbor search, voronoi diagram
5) Dimensionality reduction
6) Algoritmi per la decomposizione di reti complesse
- Decomposizione di una rete in componenti k-connesse
- Decomposizione in k-cores, maximal cliques, maximal k-plexes
7) Distributed Hash Tables, Consistent Hashing
8) Integrità di grandi quantità di dati, consistenza nei sistemi distribuiti, CAP/PACELC theorems e impatto sui database NoSQL
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Bibliografia Di Riferimento
La bibliografia viene fornita di volta in volta dai docenti.Modalità Erogazione
Lezioni ed esercitazioni in aula.Modalità Frequenza
Le lezioni in classe sono fortemente interattive. Tutti i docenti sono presenti a tutte le lezioni. Le discussioni che si generano con gli studenti sono la parte saliente della lezione.Modalità Valutazione
L'esame consiste di un progetto che verrà assegnato durante lo svolgimento del corso e di una prova orale.
scheda docente
materiale didattico
- Approximate counting
- Majority problems
- Sampling and reservoir sampling
- Bloom filters
- Frequent itemsets
- Number of distinct elements
2) Dimensionality reduction
- Johnson–Lindenstrauss lemma
- Embedding metric spaces with low distortion
3) Algorithms and data structures for quantitative features analysis
- orthogonal range searching (kd-trees and range trees)
- nearest neighbour search, k-nearest neighbour search
- fractional cascading and simplex range search
4) Algorithms for the decomposition of complex networks
- Decomposition into k-connected components
- Decomposition into k-cores, maximal cliques, maximal k-plexes
5) NoSQL internals: Distributed Hash Tables, chord, consistent hashing
6) Scalable security: integrity of big data sets in the cloud, consistency and scalability issues with authenticated data structures, pipelining, blockchain scalability trilemma.
Jure Leskovec, Anand Rajaraman, Jeff Ullman
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http://www.mmds.org/
Programma
1) Algorithms for data streams- Approximate counting
- Majority problems
- Sampling and reservoir sampling
- Bloom filters
- Frequent itemsets
- Number of distinct elements
2) Dimensionality reduction
- Johnson–Lindenstrauss lemma
- Embedding metric spaces with low distortion
3) Algorithms and data structures for quantitative features analysis
- orthogonal range searching (kd-trees and range trees)
- nearest neighbour search, k-nearest neighbour search
- fractional cascading and simplex range search
4) Algorithms for the decomposition of complex networks
- Decomposition into k-connected components
- Decomposition into k-cores, maximal cliques, maximal k-plexes
5) NoSQL internals: Distributed Hash Tables, chord, consistent hashing
6) Scalable security: integrity of big data sets in the cloud, consistency and scalability issues with authenticated data structures, pipelining, blockchain scalability trilemma.
Testi Adottati
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Bibliografia Di Riferimento
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TradizionaleModalità Frequenza
FacoltativaModalità Valutazione
Prova scritta, valutazione progetto. La prova scritta può essere sostituita da prove in itinere parziali.
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- Approximate counting
- Majority problems
- Sampling and reservoir sampling
- Bloom filters
- Frequent itemsets
- Number of distinct elements
2) Dimensionality reduction
-Johnson–Lindenstrauss lemma
Embedding metric spaces with low distortion
3) Algorithms and data structures for quantitative features analysis
- orthogonal range searching (kd-trees and range trees)
- nearest neighbour search, k-nearest neighbour search
- fractional cascading and simplex range search
4) Algorithms for the decomposition of complex networks
- Decomposition into k-connected components
- Decomposition into k-cores, maximal cliques, maximal k-plexes
5) NoSQL internals: Distributed Hash Tables, chord, consistent hashing
6) Scalable security: integrity of big data sets in the cloud, consistency and scalability issues with authenticated data structures, pipelining, blockchain scalability trilemma.
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-Johnson–Lindenstrauss lemma
Embedding metric spaces with low distortion
3) Algorithms and data structures for quantitative features analysis
- orthogonal range searching (kd-trees and range trees)
- nearest neighbour search, k-nearest neighbour search
- fractional cascading and simplex range search
4) Algorithms for the decomposition of complex networks
- Decomposition into k-connected components
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5) NoSQL internals: Distributed Hash Tables, chord, consistent hashing
6) Scalable security: integrity of big data sets in the cloud, consistency and scalability issues with authenticated data structures, pipelining, blockchain scalability trilemma.
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Scalability and Big Data: P2P systems, Distributed Hash Tables and Chord, chord-like design in NoSQL DBMSes. Big data integrity: threat model for the cloud, non-scalability of traditional authenticated data structures, scaling with a pipelining approach. Blockchain and Big Data: the scalability trilemma.
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- Sampling e reservoir sampling
- Bloom filters
- Frequent itemsets
2) Algoritmi sublineari
- Diameter approximation
- Property testing
3) Clustering
4) Algoritmi e strutture dati per analisi di features quantitative
- 1d-,2d-,3d-range queries
- Skyline (pareto frontier), near-neighbor search, voronoi diagram
5) Dimensionality reduction
6) Algoritmi per la decomposizione di reti complesse
- Decomposizione di una rete in componenti k-connesse
- Decomposizione in k-cores, maximal cliques, maximal k-plexes
7) Distributed Hash Tables, Consistent Hashing
8) Integrità di grandi quantità di dati, consistenza nei sistemi distribuiti, CAP/PACELC theorems e impatto sui database NoSQL
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1) Algoritmi per data streams- Approximate counting
- Majority problems
- Sampling e reservoir sampling
- Bloom filters
- Frequent itemsets
2) Algoritmi sublineari
- Diameter approximation
- Property testing
3) Clustering
4) Algoritmi e strutture dati per analisi di features quantitative
- 1d-,2d-,3d-range queries
- Skyline (pareto frontier), near-neighbor search, voronoi diagram
5) Dimensionality reduction
6) Algoritmi per la decomposizione di reti complesse
- Decomposizione di una rete in componenti k-connesse
- Decomposizione in k-cores, maximal cliques, maximal k-plexes
7) Distributed Hash Tables, Consistent Hashing
8) Integrità di grandi quantità di dati, consistenza nei sistemi distribuiti, CAP/PACELC theorems e impatto sui database NoSQL
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Le lezioni in classe sono fortemente interattive. Tutti i docenti sono presenti a tutte le lezioni. Le discussioni che si generano con gli studenti sono la parte saliente della lezione.Modalità Valutazione
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- Approximate counting
- Majority problems
- Sampling and reservoir sampling
- Bloom filters
- Frequent itemsets
- Number of distinct elements
2) Dimensionality reduction
- Johnson–Lindenstrauss lemma
- Embedding metric spaces with low distortion
3) Algorithms and data structures for quantitative features analysis
- orthogonal range searching (kd-trees and range trees)
- nearest neighbour search, k-nearest neighbour search
- fractional cascading and simplex range search
4) Algorithms for the decomposition of complex networks
- Decomposition into k-connected components
- Decomposition into k-cores, maximal cliques, maximal k-plexes
5) NoSQL internals: Distributed Hash Tables, chord, consistent hashing
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- Majority problems
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2) Dimensionality reduction
- Johnson–Lindenstrauss lemma
- Embedding metric spaces with low distortion
3) Algorithms and data structures for quantitative features analysis
- orthogonal range searching (kd-trees and range trees)
- nearest neighbour search, k-nearest neighbour search
- fractional cascading and simplex range search
4) Algorithms for the decomposition of complex networks
- Decomposition into k-connected components
- Decomposition into k-cores, maximal cliques, maximal k-plexes
5) NoSQL internals: Distributed Hash Tables, chord, consistent hashing
6) Scalable security: integrity of big data sets in the cloud, consistency and scalability issues with authenticated data structures, pipelining, blockchain scalability trilemma.
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Prova scritta, valutazione progetto. La prova scritta può essere sostituita da prove in itinere parziali.
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- Approximate counting
- Majority problems
- Sampling and reservoir sampling
- Bloom filters
- Frequent itemsets
- Number of distinct elements
2) Dimensionality reduction
-Johnson–Lindenstrauss lemma
Embedding metric spaces with low distortion
3) Algorithms and data structures for quantitative features analysis
- orthogonal range searching (kd-trees and range trees)
- nearest neighbour search, k-nearest neighbour search
- fractional cascading and simplex range search
4) Algorithms for the decomposition of complex networks
- Decomposition into k-connected components
- Decomposition into k-cores, maximal cliques, maximal k-plexes
5) NoSQL internals: Distributed Hash Tables, chord, consistent hashing
6) Scalable security: integrity of big data sets in the cloud, consistency and scalability issues with authenticated data structures, pipelining, blockchain scalability trilemma.
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1) Algorithms for data streams- Approximate counting
- Majority problems
- Sampling and reservoir sampling
- Bloom filters
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- Number of distinct elements
2) Dimensionality reduction
-Johnson–Lindenstrauss lemma
Embedding metric spaces with low distortion
3) Algorithms and data structures for quantitative features analysis
- orthogonal range searching (kd-trees and range trees)
- nearest neighbour search, k-nearest neighbour search
- fractional cascading and simplex range search
4) Algorithms for the decomposition of complex networks
- Decomposition into k-connected components
- Decomposition into k-cores, maximal cliques, maximal k-plexes
5) NoSQL internals: Distributed Hash Tables, chord, consistent hashing
6) Scalable security: integrity of big data sets in the cloud, consistency and scalability issues with authenticated data structures, pipelining, blockchain scalability trilemma.
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Community detection in grafi sociali: componenti (bi)connesse, maximal clique, k-cores, k-plexes; algoritmi per il loro calcolo in ambiente distribuito.
DB-Trees: efficient aggregate range queries on any DBMS
Scalability and Big Data: P2P systems, Distributed Hash Tables and Chord, chord-like design in NoSQL DBMSes. Big data integrity: threat model for the cloud, non-scalability of traditional authenticated data structures, scaling with a pipelining approach. Blockchain and Big Data: the scalability trilemma.
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Elaborazione dei dati in modalità streaming: approximate counting, sampling e reservoir sampling, bloom filters, frequent itemsets, number of distinct elementsMultidimensional queries: parallelizzazione, spatial/non-spatial partitioning, orthogonal range searching/counting, closest pair, kD-trees, range trees, layered trees, fractional cascading.
Community detection in grafi sociali: componenti (bi)connesse, maximal clique, k-cores, k-plexes; algoritmi per il loro calcolo in ambiente distribuito.
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- Frequent itemsets
2) Algoritmi sublineari
- Diameter approximation
- Property testing
3) Clustering
4) Algoritmi e strutture dati per analisi di features quantitative
- 1d-,2d-,3d-range queries
- Skyline (pareto frontier), near-neighbor search, voronoi diagram
5) Dimensionality reduction
6) Algoritmi per la decomposizione di reti complesse
- Decomposizione di una rete in componenti k-connesse
- Decomposizione in k-cores, maximal cliques, maximal k-plexes
7) Distributed Hash Tables, Consistent Hashing
8) Integrità di grandi quantità di dati, consistenza nei sistemi distribuiti, CAP/PACELC theorems e impatto sui database NoSQL
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- Majority problems
- Sampling e reservoir sampling
- Bloom filters
- Frequent itemsets
2) Algoritmi sublineari
- Diameter approximation
- Property testing
3) Clustering
4) Algoritmi e strutture dati per analisi di features quantitative
- 1d-,2d-,3d-range queries
- Skyline (pareto frontier), near-neighbor search, voronoi diagram
5) Dimensionality reduction
6) Algoritmi per la decomposizione di reti complesse
- Decomposizione di una rete in componenti k-connesse
- Decomposizione in k-cores, maximal cliques, maximal k-plexes
7) Distributed Hash Tables, Consistent Hashing
8) Integrità di grandi quantità di dati, consistenza nei sistemi distribuiti, CAP/PACELC theorems e impatto sui database NoSQL
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L'esame consiste di un progetto che verrà assegnato durante lo svolgimento del corso e di una prova orale.
scheda docente
materiale didattico
- Approximate counting
- Majority problems
- Sampling and reservoir sampling
- Bloom filters
- Frequent itemsets
- Number of distinct elements
2) Dimensionality reduction
- Johnson–Lindenstrauss lemma
- Embedding metric spaces with low distortion
3) Algorithms and data structures for quantitative features analysis
- orthogonal range searching (kd-trees and range trees)
- nearest neighbour search, k-nearest neighbour search
- fractional cascading and simplex range search
4) Algorithms for the decomposition of complex networks
- Decomposition into k-connected components
- Decomposition into k-cores, maximal cliques, maximal k-plexes
5) NoSQL internals: Distributed Hash Tables, chord, consistent hashing
6) Scalable security: integrity of big data sets in the cloud, consistency and scalability issues with authenticated data structures, pipelining, blockchain scalability trilemma.
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1) Algorithms for data streams- Approximate counting
- Majority problems
- Sampling and reservoir sampling
- Bloom filters
- Frequent itemsets
- Number of distinct elements
2) Dimensionality reduction
- Johnson–Lindenstrauss lemma
- Embedding metric spaces with low distortion
3) Algorithms and data structures for quantitative features analysis
- orthogonal range searching (kd-trees and range trees)
- nearest neighbour search, k-nearest neighbour search
- fractional cascading and simplex range search
4) Algorithms for the decomposition of complex networks
- Decomposition into k-connected components
- Decomposition into k-cores, maximal cliques, maximal k-plexes
5) NoSQL internals: Distributed Hash Tables, chord, consistent hashing
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FacoltativaModalità Valutazione
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- Majority problems
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- Number of distinct elements
2) Dimensionality reduction
-Johnson–Lindenstrauss lemma
Embedding metric spaces with low distortion
3) Algorithms and data structures for quantitative features analysis
- orthogonal range searching (kd-trees and range trees)
- nearest neighbour search, k-nearest neighbour search
- fractional cascading and simplex range search
4) Algorithms for the decomposition of complex networks
- Decomposition into k-connected components
- Decomposition into k-cores, maximal cliques, maximal k-plexes
5) NoSQL internals: Distributed Hash Tables, chord, consistent hashing
6) Scalable security: integrity of big data sets in the cloud, consistency and scalability issues with authenticated data structures, pipelining, blockchain scalability trilemma.
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- Majority problems
- Sampling and reservoir sampling
- Bloom filters
- Frequent itemsets
- Number of distinct elements
2) Dimensionality reduction
-Johnson–Lindenstrauss lemma
Embedding metric spaces with low distortion
3) Algorithms and data structures for quantitative features analysis
- orthogonal range searching (kd-trees and range trees)
- nearest neighbour search, k-nearest neighbour search
- fractional cascading and simplex range search
4) Algorithms for the decomposition of complex networks
- Decomposition into k-connected components
- Decomposition into k-cores, maximal cliques, maximal k-plexes
5) NoSQL internals: Distributed Hash Tables, chord, consistent hashing
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