Encyclopedia of big data technologies

Preface......Page 5
 Big Semantic Data Processing......Page 7
 Big Data Applications......Page 8
 Big Data Security and Privacy......Page 9
 Data Compression......Page 10
 Big Stream Processing......Page 11
About the Editors......Page 12
About the Section Editors......Page 15
List of Contributors......Page 24
  Overview......Page 44
  Key Research Findings......Page 45
    Specification of NMSI......Page 46
    Blotter Architecture......Page 47
    Single Data Center Protocol......Page 48
  Examples of Applications......Page 51
  References......Page 52
 Active Disk......Page 53
  Overview......Page 54
   Storage......Page 55
   Memory: Processing-In-Memory (PIM)......Page 57
   Active Network......Page 58
  References......Page 59
  Context......Page 61
  Methods......Page 62
  Future Research......Page 64
  References......Page 65
  Overview......Page 66
  YARN Architecture......Page 68
  Resource Utilization......Page 69
  Cluster Scalability......Page 70
  Long-Running Services......Page 71
  Further Improvements......Page 72
  References......Page 74
  Definitions......Page 75
   TPC......Page 76
   Big Data Technologies......Page 77
  Foundations......Page 78
  Key Applications......Page 81
  References......Page 82
  Introduction......Page 84
  Application Model and APIs......Page 85
  Checkpointing......Page 86
  High Availability......Page 89
   Partitioners......Page 90
   Dynamic Partitioning......Page 91
  Integration Using Apex Library......Page 92
  References......Page 93
  Historical Background......Page 94
  Foundations......Page 96
   Time Handling......Page 98
   State and Fault Tolerance......Page 99
  References......Page 100
  Definitions......Page 101
  Overview......Page 102
   Fault Tolerance and High Availability......Page 103
    Writing to Kafka......Page 104
  Kafka Connect Framework......Page 105
   Streams and Tables......Page 106
   Time Semantics......Page 107
  References......Page 108
  Historical Background......Page 109
  Foundations......Page 110
  Key Applications......Page 111
  Overview......Page 113
  Partitioned Log Processing......Page 114
  Fault-Tolerant Local State......Page 116
  Cluster-Based Task Scheduling......Page 118
  References......Page 119
  Overview......Page 120
   Spark Streaming......Page 121
  Examples of Applications......Page 122
  References......Page 123
  Overview......Page 124
  Key Research Findings......Page 127
  References......Page 128
  Definitions......Page 129
  Key Research Findings......Page 130
  Examples of Application......Page 131
  References......Page 132
  Introduction......Page 133
   Computational Model......Page 134
   System Workflow......Page 135
   Error Estimation......Page 136
  Discussion......Page 137
  Related Work......Page 138
  References......Page 139
 Approximate Reasoning......Page 140
  Overview......Page 141
  Key Research Findings......Page 142
   Spatial Batch Processing......Page 143
    Spatial Joins......Page 144
   Lambda Architecture......Page 145
   Apache Hadoop......Page 146
   Big Data as a Service......Page 147
  Future Directions for Research......Page 148
  References......Page 149
  Definitions......Page 151
   Convergence and Divergence......Page 152
   Artifact-Centric Process Models......Page 153
   Artifact-Centric Process Mining......Page 155
  Key Research Findings......Page 157
  Future Directions for Research......Page 158
  References......Page 159
  Definitions......Page 160
   Auditing the Results......Page 161
   Auditing Adoption......Page 162
 Automated Creation of Infographics......Page 163
  Automated Process Discovery......Page 164
    Log Quality......Page 165
  Process Discovery Algorithms......Page 166
   Directly Follows-Based Techniques......Page 167
    Structured Miner......Page 168
    α-Algorithms......Page 169
  Cross-References......Page 170
  References......Page 171
  A Bit of History......Page 173
  Classification......Page 174
   HermiT......Page 175
  Applications......Page 176
  References......Page 177
 Availability......Page 179
  Overview......Page 180
   Test Environment Preparation......Page 181
   Scheduling and Accounting of Benchmark Operations......Page 182
  Examples of Application......Page 183
  Overview......Page 184
  Introduction......Page 185
   Data Generation......Page 186
   Data Interoperability......Page 187
   Smart Cities and Homes......Page 188
   Health......Page 189
   Business......Page 190
  Open Issues......Page 191
  Summary......Page 193
  References......Page 194
  Introduction......Page 195
  Research, Technological and Social Challenges in Smart Cities......Page 196
  Urban Big Data Collected in Smart Cities......Page 197
  Smart City Applications......Page 198
  References......Page 200
  The Data......Page 201
  Computational Power......Page 202
  Analysis of These Data......Page 203
  Definitions......Page 204
  Introduction......Page 205
    Gene Expression Data......Page 206
   Mass Spectrometry Data......Page 207
    The EMBL Nucleotide Sequence Database......Page 208
    Protein Data Bank (PDB)......Page 209
    DIP......Page 210
   Biological Databases on the Cloud......Page 211
    Affymetrix Power Tools......Page 212
    easyExon......Page 213
   Analysis of Mass Spectrometry Data: Protein Identification......Page 214
    XPRESS......Page 215
   Analysis of Protein Interaction Networks: Protein Complexes Prediction......Page 216
    Mawish......Page 217
    MAGNA......Page 218
  Conclusions......Page 219
  References......Page 220
   Univariate Forecasting Methods......Page 223
   Multivariate Forecasting Methods......Page 224
   Machine Learning Approaches......Page 225
  References......Page 226
  Exascale Computing......Page 227
  Convergence of Big Data and Exascale Computing......Page 228
   Challenges and Opportunities......Page 229
  Definitions......Page 230
  Background......Page 231
  Motivations......Page 232
  Characteristics......Page 233
  Role of Big Data......Page 234
   Healthcare......Page 235
  Research Directions......Page 236
  Cross-References......Page 237
  References......Page 238
  Definitions......Page 239
  Introduction......Page 240
  Toward Big Data Collection in Vehicular Networks......Page 242
  Security Requirements and System Model for Secure Big Data Collection in IoVs......Page 243
  Open Research Challenges and Future Directions......Page 244
  References......Page 245
  Recommender Systems......Page 246
  Recommender Systems and Online Social Networks......Page 248
  Recommender Systems and Location-Based Social Networks......Page 250
  References......Page 251
  Introduction......Page 252
  Manufacturing Industry Transaction Processing......Page 253
  Analytics and Decision Support Requirements......Page 254
  Organization Readiness and Affordability......Page 255
  Definitions......Page 256
  Lambda Architecture......Page 257
  Big Data Architecture Framework (BDAF)......Page 258
  SOLID......Page 259
  Summary of Architectures......Page 260
  Examples of Applications......Page 261
  References......Page 262
  Overview......Page 263
  Tools of Deep Learning Big Data......Page 264
  Conclusion......Page 267
  References......Page 268
  Overview......Page 269
  Research Findings......Page 271
   KDD Applied to LMI......Page 272
   Application 2: LMI for Producing Official Statistics......Page 274
  Future Directions for Research......Page 275
  Concluding Remarks......Page 277
  References......Page 278
  Definitions......Page 279
  Intrusion Detection......Page 280
   Intrusion Detection: Methods and Techniques......Page 281
   From Raw Data to Cyber Threat Intelligence......Page 283
  Future Directions for Research......Page 286
  Synonyms......Page 287
  Overview......Page 288
  Characterization of Health-Related Big Data......Page 289
   Omics Data......Page 290
   Business, Organizational, and External Data......Page 291
   Clinical Decision Support......Page 292
   Health and Wellness Monitoring......Page 293
  Opportunities and Issues......Page 294
  References......Page 295
  Overview......Page 297
    Consumer Phase Data......Page 298
   How Big Data Is Transforming Automotive Industry......Page 299
   Future Opportunities and Challenges for Big Data in Automotive Industry......Page 301
  Synonyms......Page 303
   Traffic Classification......Page 304
   Big Data Challenges on Network Monitoring......Page 305
  Big Data Technologies in Network Monitoring......Page 306
   Data Management......Page 307
  Research Directions......Page 309
  References......Page 310
  Introduction......Page 311
  Functionalities and Features of a Big Data Platform for CH Applications......Page 312
  CHIS: A Big Data Platform for CH Applications......Page 313
  Synonyms......Page 316
   Call Detail Record (CDR)......Page 317
   Passive Monitoring......Page 319
   Technical Areas......Page 321
    Anomaly Detection......Page 322
    Human Mobility......Page 323
  Cross-References......Page 324
  References......Page 325
  Definitions......Page 326
  Overview......Page 327
  Literature Review in Network Anomaly Detection......Page 328
  Key Research Findings on Network Anomaly Detection......Page 330
  Challenges in Applying Big Data in Network Anomaly Detection......Page 332
  Conclusion......Page 333
  References......Page 334
  Overview......Page 335
  Smart Cities Big Data: A Holistic View......Page 336
   Applications......Page 340
   Challenges as Lessons Learned......Page 342
  Cross-References......Page 343
  Synonyms......Page 344
  Online Social Networks......Page 345
   Social Network Analysis......Page 346
    Influence Diffusion......Page 347
  Community Detection......Page 349
  References......Page 350
  Overview......Page 351
   Real-Time Big Data Analytics in the Cloud......Page 352
    Security of Big Data Against Internal Attackers......Page 353
   IoT Big Data in the Cloud......Page 354
   Cloud-Based Big Data Analytics Tools......Page 355
  Future Directions for Research......Page 356
  References......Page 357
  Overview......Page 358
  Record-Level Nonadaptive Indexing......Page 361
  Record-Level Adaptive Indexing......Page 363
  Split-Level Indexing......Page 364
  Hadoop-RDBMS Hybrid Indexing......Page 365
  References......Page 367
  Introduction......Page 368
  Security Properties......Page 369
  CIA Triad......Page 370
  Classification......Page 371
  References......Page 372
  Overview......Page 373
   From Data Storage to Data Disposal......Page 374
   DNA-Specific Compression......Page 375
   Integration of Heterogeneous Data......Page 376
   Bioinformatics for Sequencing Data......Page 377
  References......Page 378
  Overview......Page 379
  Systems and Techniques......Page 380
  References......Page 382
  Overview......Page 384
    Platforms: Data Organization and Distribution......Page 385
   Technological Infrastructure......Page 387
   Data Modeling......Page 389
  Examples of Application......Page 391
  References......Page 393
  Overview......Page 394
  The KG Landscape in Biomedical Domains......Page 395
   Bio2RDF......Page 396
   Genome-Wide Association Studies (GWAS)......Page 397
  Machine Learning in Bio with KGs......Page 398
  Cross-References......Page 399
  References......Page 400
  Overview......Page 401
  Big Data Challenges......Page 402
   Databases......Page 403
   Ontologies......Page 404
  References......Page 406
 Big Spatial Data Access Methods......Page 408
  Overview......Page 409
  Key Research Findings......Page 410
   Blockchain Topologies......Page 411
   Blockchain Consensus......Page 412
  Blockchain Systems......Page 415
  References......Page 418
   Communication......Page 420
  Limitations......Page 421
   Apache Hama......Page 422
  References......Page 423
  Definitions......Page 424
   Business Process Event Data......Page 425
   Business Process Models......Page 426
  Business Process Analytics Techniques......Page 427
   Event Data Management......Page 428
   Process Discovery and Conformance Checking......Page 429
   Online and Predictive Process Analytics......Page 430
 Business Process Anomaly Detection......Page 431
  Overview......Page 432
   Classification-Based Deviance Mining......Page 433
   Model-Based Approaches......Page 435
   Similarity/Clustering-Based Approaches......Page 437
  Discussion and Directions of Future Research......Page 438
  References......Page 440
  Overview......Page 441
  The XES Standard......Page 442
   Correlation Challenge......Page 443
   Granularity Challenge......Page 444
  Event Log Visualizations......Page 445
   Timeline Charts......Page 446
   Dependency Graphs......Page 447
   Handoff Graphs......Page 450
  References......Page 451
  Overview......Page 452
    Leveraging Activity Labels......Page 453
    Alternative Techniques......Page 454
  Approaches for Evaluating Process Model Matching Techniques......Page 455
  Future Directions for Research......Page 456
  References......Page 457
   Defining PPIs......Page 459
   Evaluating PPIs......Page 460
   Performance Measurement Models......Page 461
   PPI Definition Approaches......Page 462
  Future Directions for Research......Page 463
  References......Page 464
  Overview......Page 465
  Framework......Page 466
   Log Querying......Page 467
   Model Querying......Page 468
   Log and Model Querying......Page 470
  References......Page 471
 Business Process Variants Analysis......Page 473
  Overview......Page 474
  External Storage Systems for Caching......Page 475
   Apache Ignite HDFS Cache......Page 476
  Conclusion......Page 477
  Definitions......Page 478
   HDD-Based High-Density Storage......Page 479
  Key Research Findings......Page 480
   CSD Storage Manager......Page 481
   Database Query Executor......Page 482
  Examples of Application......Page 483
  Future Directions for Research......Page 484
  References......Page 485
  Clojure for Instant Prototyping, with a REPL......Page 486
  Clojure for Code as Data......Page 487
  Clojure Laziness and Reducers......Page 488
  Clojure for Multi-threading......Page 489
  Clojure for the Backend......Page 490
  Clojure for the Front End......Page 491
  Clojure for Big Data......Page 492
  Clojure for Machine Learning......Page 493
  Clojure for Teaching......Page 494
  Overview......Page 495
  Key Research Findings......Page 496
  Examples of Application......Page 498
  Future Directions for Research......Page 499
 Cloud Databases......Page 500
   Elastic Compute......Page 501
   Additional Features and Opportunities......Page 502
  Cloud and Database Systems......Page 503
   Google BigQuery......Page 505
  References......Page 506
  Overview......Page 507
  Related Work......Page 508
    File Organization......Page 509
    File Organization......Page 510
  Conclusions......Page 511
  Overview......Page 512
  Foundations......Page 513
  Key Applications......Page 516
  References......Page 517
   Run-Length Compressed CSAs and FM-Indexes......Page 518
   Lempel-Ziv and Grammar-Based Indexes......Page 519
   Graph-Based Indexes......Page 520
  Cross-References......Page 521
  References......Page 522
  Historical Trends in Computer Architecture......Page 524
  How Big Data Affects Computer Architecture......Page 525
  Architectural Aids to Data Translations......Page 526
  Memory, Processing, and Interconnects......Page 527
  References......Page 528
  Overview......Page 530
  Cost Model for Data Retention......Page 531
  Implications of the Cost Model......Page 532
  Definitions......Page 534
   Concurrency Semantics......Page 535
    Register......Page 536
   Synchronization Model......Page 537
   Extended Behavior Under Concurrency......Page 538
   Guaranties and Limitations......Page 539
   Reversible Computation......Page 540
   Verification......Page 541
  References......Page 542
  Definitions......Page 543
   Dimensions of Conformance......Page 544
   Types of Conformance......Page 546
   Token Replay......Page 547
   Cost-Based Alignment......Page 548
   Cost-Based Fitness Metric......Page 550
   Artificial Negative Events......Page 551
  Examples of Application......Page 553
  References......Page 555
  Overview......Page 556
   SQL-Like Syntax......Page 557
   Stream-Relational Algebra......Page 558
  Future Directions for Research......Page 560
  References......Page 561
  Overview......Page 562
   Commutativity and Convergence......Page 563
   Application-Level Correctness Semantics......Page 564
   Versioning and Snapshots......Page 565
  References......Page 566
  Introduction......Page 568
  Security Issues in Cloud......Page 569
  Co-resident Attack......Page 570
   Defense Methods......Page 571
  Definitions......Page 572
  Scientific Fundamentals......Page 573
  Key Applications......Page 574
  References......Page 575
 Cryptocurrency......Page 576
  Overview......Page 577
   Enforcing Data Quality Rules......Page 578
   Data Transformation......Page 579
  Applications of Data Cleaning......Page 581
  References......Page 582
 Data Differencing......Page 583
  Levels of Abstraction: The JDL Model......Page 584
  Computational Resources for Big Data Fusion: Cloud Computing......Page 586
  Application Examples......Page 587
  References......Page 588
  Overview......Page 589
   P2P Data Management......Page 592
  References......Page 593
   Architecture......Page 594
    Ingestion Layer......Page 595
    Storage Layer......Page 596
   Lazy and Pay-as-You-Go Concepts......Page 597
   Data Governance and Data Quality......Page 598
  Future Directions for Research......Page 599
  References......Page 600
  Media for Long-Term Data Storage......Page 601
  Data Decay and Device Lifespans......Page 602
  Future Directions......Page 603
  References......Page 604
  Overview......Page 605
  Key Research Findings......Page 606
  Examples of Application......Page 607
  Future Directions for Research......Page 608
  References......Page 609
  Overview......Page 610
   Provenance Phases in Big Data Workflows......Page 611
  Examples Applications......Page 613
  References......Page 614
  Semantic Web Data Quality......Page 615
   Accessibility Dimensions......Page 616
   Intrinsic Dimensions......Page 617
   Contextual Dimensions......Page 618
  Representing Quality Metadata as Linked Data: The W3C Data Quality Vocabulary......Page 619
  References......Page 620
  Data Unavailability, Corruption, and Loss......Page 621
  Error-Detecting Codes......Page 622
  Data Dispersion......Page 623
  References......Page 624
 Data Validation......Page 625
  Overview......Page 626
   Data Parsing and Structuring......Page 627
   Data Profiling......Page 628
   Data Enrichment and Distillation......Page 629
  Future Directions for Research......Page 630
   Inferential Methods to Accelerate Wrangling......Page 631
  References......Page 632
   Background......Page 633
   Basic Concepts......Page 634
   Definitions......Page 635
   Fundamental Results......Page 636
    Client Monotonic (CM)......Page 637
    Snapshot Isolation (SI)......Page 638
   A Three-Dimensional View of Data Consistency......Page 639
  Examples of Application......Page 640
  References......Page 641
  Overview......Page 643
   Positioning DBaaS......Page 644
  Disadvantages of the DBaaS Model......Page 645
  Types of Databases......Page 646
  Future Directions for Research......Page 647
  References......Page 648
   Data-Driven Process Simulation......Page 649
    Entity Types......Page 650
    Queue Discipline......Page 651
    Resource Schedules......Page 652
  Future Directions for Research......Page 653
  References......Page 654
  Introduction......Page 656
  Decision Mining as a Classification Problem......Page 659
  Extension of the Basic Technique......Page 660
   Non-compliance and Invisible Steps......Page 661
   Overlapping Rules......Page 662
  Example Cases and Tool Support......Page 663
  Conclusion......Page 665
  References......Page 666
  Introduction......Page 667
  Process Discovery......Page 668
  Conformance Checking......Page 669
  Compliance Monitoring......Page 670
  Conclusion......Page 671
  References......Page 672
  Definitions......Page 674
  Overview......Page 675
  Key Research Findings......Page 678
  Future Directions for Research......Page 679
  References......Page 680
  Overview......Page 681
   Deep Neural Networks......Page 682
   Convolutional Neural Networks......Page 683
   Recurrent Neural Networks and Long Short Time Memory Networks......Page 684
   Autoencoders......Page 685
  Examples of Application......Page 687
  Future Directions for Research......Page 688
  References......Page 689
  Definitions......Page 690
   Time......Page 691
   General Requirements of Stream Processing......Page 692
  References......Page 693
  Overview......Page 694
    Classical Sampling......Page 695
    Sketch-Based Sampling......Page 696
   On Computing the Diameter......Page 697
  Examples of Application......Page 698
  References......Page 699
  Definitions......Page 700
   String-to-String Correction and Differencing......Page 701
   A Sample Implementation......Page 702
   Compressing Collections of Files......Page 703
  Examples of Applications......Page 704
   Future Directions for Research......Page 705
  References......Page 706
  Definitions......Page 707
  Key Research Findings......Page 708
  Examples of Application......Page 711
  References......Page 712
  Basic Approach......Page 713
   Negative Labels......Page 715
  Embedding-Based Methods......Page 716
  Leveraging Auxiliary Information for Supervision......Page 717
  References......Page 718
  Overview......Page 719
   Replication Policy......Page 720
  Examples of Application......Page 721
   Ceph......Page 722
  References......Page 723
  Overview......Page 724
  Incremental View Maintenance......Page 725
   Compilation Overview......Page 727
   Forming Distributed Programs......Page 728
   Inter-statement Optimization......Page 730
 Distributed View Update......Page 732
 Dynamic Scaling......Page 733
  Historical Background......Page 734
  Foundations......Page 735
   Triggering Mechanism......Page 736
   State Transfer......Page 737
  Cross-References......Page 738
  References......Page 739
   GPU......Page 740
   Die-Stacked DRAM......Page 741
   RDMA......Page 742
  References......Page 743
  Historical Background......Page 744
  Related Work......Page 745
  Foundations......Page 746
   Content Metadata......Page 747
   Batch Model Building......Page 748
   Metrics......Page 749
  Historical Background......Page 751
  Foundations......Page 752
  Key Research Findings......Page 754
  References......Page 755
   Hardware Approaches......Page 756
   DBMS Approaches......Page 757
  Energy-Efficient Data Analysis on Mobile Computing......Page 758
  Energy-Efficient Query Processing in Sensor Networks......Page 760
  Conclusion and Future Direction......Page 761
  References......Page 762
  Causes of Energy Dissipation......Page 763
  Memory/Storage Energy Requirements......Page 765
  Communication Energy Requirements......Page 766
  Future Directions......Page 767
  References......Page 768
  Definitions......Page 769
  Overview......Page 770
  Key Research Findings......Page 771
  Examples of Application......Page 772
  References......Page 773
   Process Characteristics......Page 774
   Event Log Characteristics......Page 775
  Further Reading......Page 777
  References......Page 778
  Definitions......Page 780
  State-of-the-Art & Contemporary Applications......Page 781
    Concept of Attack Graph for Interconnected Systems......Page 782
    Natural Computing for Resilience and Self-Organized Mechanism......Page 783
  Conclusion and Scope of Future Research......Page 784
 Extract-Transform-Load......Page 785
  Overview......Page 786
   The Social Dimension Model......Page 788
   The DeepWalk Model......Page 789
   The node2vec Model......Page 791
  Examples of Application......Page 793
  References......Page 794
   Formalization of SPARQL Over Federated RDF Data......Page 795
  Query Processing......Page 796
   Query Decomposition and Source Selection......Page 797
   Query Execution Techniques......Page 798
   Challenges of Using the Semantic Web as a Federation......Page 799
  References......Page 800
  Overview......Page 802
  Introduction......Page 803
  Literature Review......Page 804
  Efficient Natural Language Processing (NLP) Techniques for Flood Detection Using Social Media Big Data Text Streams......Page 805
    Deep Neural Network (DNN)......Page 806
   State-of-the-Art NLP Systems for Flood Detection Using Big Data Streams......Page 807
  Flood Detection from Social Media Visual Big Data Stream: Machine Learning and Deep Learning Techniques......Page 808
   Importance of Deep Learning (DL) Algorithms in Event Prediction......Page 809
  Conclusion......Page 810
  References......Page 811
  Overview......Page 812
   Hadoop-Based RDF Systems......Page 813
   Spark-Based RDF Systems......Page 815
  References......Page 817
 Functional Benchmark......Page 818
  Overview......Page 819
   Alignment-Based FASTQ Compressors......Page 820
   The CRAM Format and Reference-Based Compressors......Page 821
  References......Page 822
  Definitions......Page 823
   Synchronous Replication......Page 824
    Concurrency and Conflict Resolutions......Page 825
  Key Research Findings......Page 826
  Future Directions for Research......Page 827
  References......Page 828
  Synonyms......Page 829
   Strongly Consistent Transactions......Page 830
   Weak and Relaxed Transactional Semantics......Page 832
  Examples of Application......Page 833
  References......Page 834
  GPU......Page 836
   Mobile Platforms......Page 837
  Multi-package......Page 839
  References......Page 840
   String Grammars......Page 841
    Equality Checking......Page 842
    Grammar Compressors......Page 843
   Graph Grammars......Page 844
    Grammar Compressors......Page 845
  Future Directions of Research......Page 846
  References......Page 847
  Introduction......Page 848
   Real Graphs Properties......Page 849
    Barabasi-Albert......Page 850
   Online Queries......Page 851
  Experiment Design......Page 852
  References......Page 853
 Graph Compression......Page 854
   Graph Schemas, Instances, and Queries......Page 855
   Data Exchange Solutions and Universal Representatives......Page 856
   Query Answering and Query Rewriting......Page 857
   Graph Data Exchange......Page 858
   Mapping Management for Data Graphs......Page 859
  Future Directions for Research......Page 860
  References......Page 861
  Classification......Page 862
  Storage Representations......Page 863
   Declarative QLs......Page 864
    Low Level......Page 865
   Native Graph Processing......Page 866
  Discussion......Page 868
  References......Page 869
  Overview......Page 870
  Key Research Findings......Page 871
   The Property Graph Model......Page 872
   The Nested Data Model......Page 873
  A Brief Comparison of Models......Page 874
 Graph Drawing......Page 875
   Graph Search with Keywords......Page 876
   Exploratory Graph Analysis......Page 877
   Reformulation of Graph Queries......Page 878
  Key Applications......Page 879
  References......Page 880
   The Workload......Page 881
   LUBM......Page 883
   LDBC SNB Interactive......Page 884
   LDBC Graphalytics......Page 885
   Usage-Driven Query Analysis and Benchmarking......Page 886
  References......Page 887
  Overview......Page 888
  Invariants and Centrality Indices......Page 889
  Local Properties......Page 890
  Shortest Paths......Page 891
  Alternative Definitions......Page 892
  References......Page 893
  Overview......Page 894
   OLAP on Graph Data......Page 895
   Dynamic Graph Analytics......Page 896
  Future Directions of Research......Page 897
  Definitions......Page 898
   Vertex-Based Partitioning......Page 899
    Objective Functions......Page 900
  Examples of Application......Page 901
  References......Page 903
   Path Queries......Page 905
    Regular Path Queries......Page 906
    Regular Path Queries with Inverse......Page 907
    Conjunctive Regular Path Queries......Page 908
   Simple Path Semantics......Page 909
  References......Page 910
  Overview......Page 911
   Making Big Graphs Small......Page 912
   User-Friendly Pattern Matching......Page 913
  References......Page 914
  Definitions......Page 915
  Overview......Page 916
   BSP Graph Processing Frameworks......Page 917
   Single-Machine Graph Processing Frameworks......Page 918
  Example of Application......Page 919
  Future Directions for Research......Page 920
  References......Page 922
  Key Research Findings......Page 923
   Graph Pattern Matching......Page 924
   Path Queries......Page 925
   Beyond Patterns......Page 926
   Composability......Page 927
  References......Page 928
  Subgraph Queries......Page 930
   Vertex-at-a-time Approaches......Page 931
   Query Decompositions......Page 932
  Regular Path Queries......Page 933
   Relational Algebra and Datalog-Based Approaches......Page 934
   Finite Automata-Based Approaches......Page 935
  Research Directions......Page 936
  References......Page 937
   Adjacency Representation......Page 938
   Property Representation......Page 939
   Indexing......Page 940
  Examples of Applications......Page 942
  References......Page 943
  Overview......Page 944
   Undirected Graph Drawing......Page 945
    Spring-Electrical Model......Page 946
    Spring/Stress Model......Page 947
    Layered Graph Layout......Page 948
  Future Directions for Research......Page 949
   Time-Varying and Complex Graphs......Page 950
  References......Page 951
 Green Big Data......Page 952
   Introduction......Page 953
   HDFS......Page 954
   MapReduce......Page 955
 Hadoop Software......Page 957
   Factors that Affect Reliability......Page 958
  Reliability of Storage Medias......Page 959
   SSD......Page 960
  Promising Future Trend......Page 961
  Definitions......Page 962
  Video and Image Compression......Page 963
  Memory Systems......Page 964
  References......Page 965
  Definitions......Page 967
  Communication Patterns in Transaction Processing......Page 968
  Key Research Findings......Page 969
    Logical or Physiological Partitioning......Page 970
  Future Directions of Research: Toward Many Cores......Page 971
  Conclusions......Page 972
  Referen