论文

GEAKG:生成式可执行算法知识图谱

GEAKG: Generative Executable Algorithm Knowledge Graphs

上下文与知识知识图谱本体

摘要

在用于问题求解的算法情境中,程序性知识——算法设计与算子组合的诀窍——仍然隐含在代码之中,在两次运行之间即告丢失,并且必须为每个新领域重新进行工程化。知识图谱(KG)已被证明能有效组织陈述性知识,但当前的KG范式在将程序性知识表示为可执行、可学习的图结构方面支持有限。我们提出生成式可执行算法知识图谱(GEAKG),这是一类节点存储可执行算子、边编码所学组合模式、遍历即可生成解的知识图谱。GEAKG是生成式的(拓扑与算子由大语言模型合成)、可执行的(每个节点都是可运行的代码)且可迁移的(所学模式可跨领域零样本泛化)。该框架在引擎层面与领域无关:同一套三层架构与基于蚁群优化(ACO)的学习引擎可在不同领域中实例化,并由可插拔的本体(RoleSchema)进行参数化。两个案例研究——彼此不共享任何领域特定的框架代码——为这一框架假设提供了具体证据:(1)神经架构搜索,在两个表格基准上跨70个跨数据集迁移对进行;(2)组合优化,其中在旅行商问题上学到的知识零样本迁移到调度与分配领域。综合来看,这些结果支持如下结论:算法专长能够以可执行知识图谱的形式被显式表示、学习与迁移。

GEAKG:生成式可执行算法知识图谱:论文配图
图 10:NAS GEAKG 的学习信息素矩阵 Φ\Phi(18 个角色,32 个边,Cora 数据集)。块结构反映了类别边界。高权重边(深色)对通过 ACO 遍历学习到的主导架构设计流程进行编码。