Improving Coarsening Schemes for Hypergraph Partitioning by Exploiting Community Structure

We present an improved coarsening process for multilevel hypergraph partitioning that incorporates global information about the community structure. Community detection is performed via modularity maximization on a bipartite graph representation. The approach is made suitable for different classes of hypergraphs by defining weights for the graph edges that express structural properties of the hypergraph. We integrate our approach into a leading multilevel hypergraph partitioner with strong local search algorithms and perform extensive experiments on a large benchmark set of hypergraphs stemming from application areas such as VLSI design, SAT solving, and scientific computing. Our results indicate that respecting community structure during coarsening not only significantly improves the solutions found by the initial partitioning algorithm, but also consistently improves overall solution quality

Network Flow-Based Refinement for Multilevel Hypergraph Partitioning

We present a refinement framework for multilevel hypergraph partitioning that uses max-flow computations on pairs of blocks to improve the solution quality of a k-way partition. The framework generalizes the flow-based improvement algorithm of KaFFPa from graphs to hypergraphs and is integrated into the hypergraph partitioner KaHyPar. By reducing the size of hypergraph flow networks, improving the flow model used in KaFFPa, and developing techniques to improve the running time of our algorithm, we obtain a partitioner that computes the best solutions for a wide range of benchmark hypergraphs from different application areas while still having a running time comparable to that of hMetis

Multilevel Hypergraph Partitioning with Vertex Weights Revisited

The balanced hypergraph partitioning problem (HGP) is to partition the vertex set of a hypergraph into k disjoint blocks of bounded weight, while minimizing an objective function defined on the hyperedges. Whereas real-world applications often use vertex and edge weights to accurately model the underlying problem, the HGP research community commonly works with unweighted instances. In this paper, we argue that, in the presence of vertex weights, current balance constraint definitions either yield infeasible partitioning problems or allow unnecessarily large imbalances and propose a new definition that overcomes these problems. We show that state-of-the-art hypergraph partitioners often struggle considerably with weighted instances and tight balance constraints (even with our new balance definition). Thus, we present a recursive-bipartitioning technique that is able to reliably compute balanced (and hence feasible) solutions. The proposed method balances the partition by pre-assigning a small subset of the heaviest vertices to the two blocks of each bipartition (using an algorithm originally developed for the job scheduling problem) and optimizes the actual partitioning objective on the remaining vertices. We integrate our algorithm into the multilevel hypergraph partitioner KaHyPar and show that our approach is able to compute balanced partitions of high quality on a diverse set of benchmark instances

Ein Framework für die Publikation von Multimediadokumenten in digitalen Bibliotheken

Autoren stehen immer häufiger vor der komplexen Aufgabe, multimediale Lehrmaterialien oder komplex strukturierte multimediale Dokumente zu erstellen und diese in digitalen Bibliotheken zur Verfügung zu stellen. Hier wird oft nur eine Unterstützung bei der Erstellung von Teildokumenten angeboten. Für das Zusammenfassen der Teildokumente in Multimediadokumenten fehlt die Unterstützung durch entsprechende Werkzeuge. Ein weiteres Problem stellt die Kontrolle und Ablaufsteuerung von Publikationsprozessen durch Workflow-Management-Systeme dar, die oft nicht angeboten wird. Starre Abfolgen von Arbeitsschritten geben den Verlauf der Publikation vor. Der hier gezeigte Ansatz stellt einen Publikationsprozess von Multimediadokumenten in digitalen Bibliotheken als Lösung für die oben genannten Probleme vor. Es werden Anforderungen an den Prozess untersucht. Aufbauend auf diesen Anforderungen wird der Publikationsprozess in digitalen Bibliotheken definiert. Als Ergebnis wird ein Java Framework für Publikationsprozesse in digitalen Bibliotheken vorgestellt, das auf den Konzepten von Service-Orientierten Architekturen (SOA) aufbaut. Die SOA ermöglicht es Komponenten einfach hinzuzufügen oder auszutauschen. Um den Publikationsprozess zu unterstützen, wurde das Framework durch die Integration einer Workflow-Komponente erweitert. Das Framework ist prototypisch für das digitale Bibliothekssystem MyCoRe umgesetzt, welches an der Universitätsbibliothek Rostock zum Einsatz kommt