I A E S   I n t e r n at io n al  Jou r n al  of   A r t if ic ia l  I n t e ll ig e n c e   ( I J - AI )   V ol .   10 , N o.   1 ,  M a r c h   202 1 , pp.  207 ~ 214   I S S N :  2252 - 8938 ,   D O I :  10.11591/ ij a i. v 10 .i 1 .pp 207 - 214           207       Jou r n al  h om e page :  ht tp : // ij ai . ia e s c or e .c om   M ass i ve l y sc al ab l e  d e n si t y b ase d  c l u s t e r i n g ( D B S C A N )  on  t h e   H PC C  sys t e m s b i g d at a p l at f or m       Y at is h  H R 1 , S h u b h am  M il in d   P h al 2 , T an m ay S an j ay Hu k k e r i 3 , L il i  X u 4 , S h ob h a G 5 ,  Jyot i  S h e t t y 6 ,  A r j u n a C h al a 7   1 ,2,3,5,6   RV College  of Engin eering,  Bangalor e, Kar nataka , India    4,7   HPCC Sys tems LexisNexis  Risk Sol utions , USA       A r t ic le  I n f o     A B S T R A C T   A r ti c le  h is to r y :   R e c e iv e d  A ug   1, 20 20   R e vi s e d  J a n   9 , 20 21   A c c e pt e d  F e b   7 , 20 21       Dealing  with  large  samples  of  unlabeled   data  is  a  key   challenge  in  t oday’s  world,  especially  in  applications  such  as  traffic  pattern  analysis   and  disaster  manageme nt.  DBSCAN,  or  density   based  spatial  clustering   of  appli cations  with  noise,  is  a  well - known  density - based  clustering  algori thm.  I ts  key  strengths  lie  in  its  capability   to  detect  outliers  and   handle  arbitrarily  shaped  clusters.   However,  the  algorit hm,  being  fundament ally  sequenti al  in  nature,  proves  expensive  and  time   consuming  when  oper ated  on  extensivel y  large   data  chunks.  Th is  paper  thus   presents  a  novel   implementation  of  a   parallel  and  distributed  DBSCAN  algorithm  on   the  HPCC  systems  platfor m.  The   algorit hm  seeks  to  fully  paralleli ze  the  algorit hm   implem entation   by  making  use  of  HPCC  systems  optimal   distributed  architecture  and   performing   a  tree - based  union  to  merge  local   clusters.  The  proposed   approach*  was  test ed  both   on  synthetic  as  well  as  standard  datasets  (MFCCs  Data   Set)  and  foun d  to  be  completel y  accurate.  Additi onally,   when  compared  against  a  singl e  node  setup,  a  sig nificant  decrease   in  computation  time   was  observed   with  no  impact  to  accuracy.  The  parallelized  algorithm  performed   eight  time s  better  for  higher  number  of  data  points  and  takes  exponentially  lesser  time   as  the  number of data points increases.   K e y w o r d s :   B ig  da ta   D a ta  m in in g   D e ns it y ba s e d  c lu s te r in g   D is tr ib ut e d c om put in g   H P C C  s ys t e m s   M a c hi ne  l e a r ni ng   This is an  open  acce ss artic le unde r the  CC BY - SA   license.     C or r e s pon di n g A u th or :   Y a ti s h H  R   D e pa r tm e nt  of  C om put e r  S c ie nc e  a nd E ngi ne e r in g   R .V  C ol le ge  of  E ngi ne e r in g   M ys or e  R d, R V  V id ya ni ke ta n, P os t,  B e nga lu r u, K a r na ta ka   560 059 , I ndi a   E m a il :  ya ti s hhr .c s 16@ r vc e .e du.i n       1.   I N T R O D U C T I O N   C l us te r i n g,   o r   t h e   g r o u p i n g  o f   da t a   i n t o  c l u s t e r s ,  is   o n e   o f   t h e   m o s t  f u n d a m e n t a l   t e c h ni q u e s   i n   d e a l i n g   w it h   la r g e   c h u n ks   o f   u nl a b e l e d   d a t a .   I t   i n v ol v e s   g r o u p i n g   t h e   da t a   i n t o   m e a n i n gf u l   s u b c la s s e s ,   s u c h   t h a t  t he   i nt e r - c l a s s   d is t a nc e s   a r e   m a x i m i z e d ,  a n d   t h e   i n t r a - c la s s   di s t a nc e s   a r e   m i n i m i z e d.   T h e r e   a r e   f o u r   m a j o r   d o m a i n s   o f  c l us t e r i n g   a l g o r i t h m s ,   na m e l y :   hi e r a r c h y - ba s e d ,  p a r ti t i o ni n g - b a s e d,   d e ns it y - b a s e d   a n d  g r i d - b a s e d  [ 1 ]   D B S C A N ,   o r   d e ns it y   ba s e d  s pa t ia l  c l u s t e r i n g  o f   a p p li c a t i o ns   w i t h  n o is e ,  f a ll s   u n de r   t he   c a t e g o r y  o f   d e ns it y - b a s e d   c l us te r i n g   a l g o r it h m .   T hi s   a lg or it hm   is   ba s e d  on  th e   pr e m is e   th a t  f or   e ve r y   da ta   poi nt   in   th e   c lu s te r ,  it s   ne ig hbor hood  w it hi n  a   gi v e n  r a di us ( e ps )   ha s   to   c ont a in   a   m in im um   num be r   of   poi nt s ( m in pt s ) .  T hus ,  f or   a   gi ve n  th r e s hol d,   th e   de ns it y  of   th e   ne ig hbor hood  f or   e ve r y  poi nt   s houl d  e xc e e d   th is   th r e s hol d.  W h e n  de a li ng  w it h  la r ge   s a m pl e s   of   d a ta ,  p e r f or m in g  th is   c lu s t e r in g  in   a   s e qu e nt ia l  m a nne r   i s   ti m e   c ons um in g  a nd  of te n  e xpe ns iv e .  T hus ,  th e   pr opos e d  pa pe r   pr e s e nt s   a   di s tr ib ut e d   pa r a ll e l  D B S C A N   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938     I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,   V ol .  10 , N o.  1 ,  M a r c h   20 2 1 :    207   –   214   208   a lg or it hm , i n or de r  t o ove r c om e  t he s e  pe r f or m a nc e  bot tl e ne c ks  w it hout  a ny i m pa c t  to  a c c ur a c y. T h e  pr opos e d   a lg or it hm  i s  i m pl e m e nt e d on the  H P C C  s ys t e m s   [ 2] .   H P C C   s ys te m s   is   a n  ope n - s our c e ,  li ght w e ig ht   a nd  pow e r f ul   bi g  da ta   m a na ge m e nt   pl a t -   f or m ,   w hi c h   s e r ve s   a s   a n  e nd - to - e nd  D a ta   L a k e   m a na g e m e nt   s ol ut io n.   I ts   ke y  a dva nt a ge s   a r is e   f r om   it s   s c a l a bi li ty ,  pe r f or m a nc e  a nd us a bi li ty . T he  pl a tf or m  s e r ve s   a s  a n a lt e r na ti v e  t o e xi s ti ng big - da ta  pl a tf or m s  s uc h a s   a pa c he   ha doop,  a pa c h e   s pa r k  a nd   da ta   to r r e nt   R T S   [ 3] .  T he   pl a tf or m   is   s uppor te d  by  it s   unde r ly in g  pr ogr a m m in g  la ngua ge   E C L ,  w hi c h  is   im pl ic it ly   pa r a ll e l  a nd  de c la r a ti ve   i n  na tu r e ,  a nd  pr ovi de s   s e v e r a l  c ons tr uc ts   to   s im pl if y pa r a ll e l  c om put e  ope r a ti ons . T he  ge n e r a l  H P C C  s y s te m s  a r c hi te c tu r e  i s  s how n i n F ig ur e  1.           F ig ur e  1. H P C C  s ys te m s   a r c hi te c tu r e       H P C C   s ys te m s   is   f ur th e r   s uppor te d  by  a   pa ir   o f   pow e r f ul   da ta   e ngi ne s :  T H O R   a nd  R O X I E .  T H O R   s e r ve s   a s   th e   da ta   r e f in e r y  e ngi ne ,   a nd  gi ve s   th e   u s e r   c ont r ol   ove r   da ta   tr a ns f or m a ti ons .  I t  a l s o  f a c il it a te s   opt im a l  ope r a ti ona l  c a p a c it y  on   m ix e d  s c he m a   da ta .   R O X I E   s e r ve s   a s   th e   s e a r c h  e ngi ne   th a t  f a c il it a te s   hi gh - s pe e d  r e a l - ti m e   que r ie s   th r ough   in te r f a c e s   s uc h   a s   R E S T ,  S O A P   a nd  X M L .  I t  is   r e s pons ib le   in   gr e a tl y   r e duc in g  th e   la te nc y  a s s oc ia te d  w it h  que r yi ng.  T he   r e m a in de r   of   th e   pa pe r   is   o r ga ni z e d  a s   f ol lo w s .  S e c ti on  2   a na ly s e s   th e   e xi s ti ng  s t a te   of   th e   a r t  f or   di s tr ib ut e d  pa r a ll e l  c lu s te r in g  a lg or it hm s .  S e c ti on  3  de ta il s   bot h  th e   tr a di ti ona l  D B S C A N   a lg or it hm   a s   w e ll   a s   th e   nove l  pa r a ll e l   D B S C A N   a lg or it hm .  S e c ti on  4   di s c us s e s   th e   e xpe r im e nt s   c a r r ie d  out   a nd  th e   r e s ul ts   obt a in e d.  F in a ll y,  s e c ti on  5  pr ovi de s   a   c onc lu s io n  to   th e   w or k  a s   w e ll   a s  pr opos it io ns  f or  f ut ur e  w or k.       2.   L I T E R A T U R E   R E V I E W   A   s tu dy  of   th e   s ta te - of - th e - a r t  te c hni que s   r e ve a ls   c e r ta in   pr e - e xi s ti ng  m e th ods   th a t  s e e k  to   im pr ove   th e  pe r f or m a nc e  of  t he  D B S C A N  a lg or it hm . T he  a ut hor s  i n [ 4 - 5]  s how e d t ha t  th e  D B S C A N  a lg or it hm  c a n be   s ol ve d  in   O ( nl ogn)   f or   E uc li de a n   2D   s pa c e s .  H ow e ve r ,  th is   m e th od  c a n not   b e   di r e c tl y  a ppl ie d  on   m a s s iv e   da ta s e ts   di s tr ib ut e d  a c r os s   m ul ti pl e   node s   f or   hi ghe r   di m e ns io ns .  T he r e   w e r e   e f f or ts   pr e s e nt e d  by  a ut hor s   i n   [ 6]   w hi c h  pr e s e nt e d  a n  a ppr oxi m a te   D B S C A N   in   O ( nl og( n) )   ti m e .  T he   a ut hor s   [ 7]   a ls o  a c hi e v e d  th e   s a m e   but   in   O ( n)   ti m e .  H ow e ve r ,  none   of   th e   a ppr oa c he s   ta lk   a bout   pa r a le ll iz a ti on  r e qui r e d  in   bi g  da ta   a ppl ic a ti ons .   S om e  of  t he  o th e r  t e c hni que s  m a ke  us e  of   G P U ’  s  a nd  va r io us   c onc e pt s  of  pa r a ll e li s m  t o a c hi e ve  t he   r e qui s it e   le ve l  of   pe r f or m a nc e .  O th e r   pr opos a ls   to   im pr o ve   th e   pe r f or m a nc e   in c lu de   th e   us e   of   R * - T r e e   s tr uc tu r e   [ 8] ,   K D T R E E   a lg or it hm   [ 9] ,   s pe c ia l  da ta   pa r ti ti on  a l gor it hm   or   di s jo in t  s e t  da ta   s tr uc tu r e   [ 10 - 13 ] .   T he   im pl e m e nt a ti on  of   th e s e   te c hni que s   how e v e r ,  is   pe r f or m e d  on  a   s in gl e   phys ic a l  s ys te m .  D ue   to   li m it a ti ons  on t he  numbe r  of  c or e s , a nd me m or y of  a  s in gl e  s ys t e m  t he  a m ount  of  s c a la bi li ty  a nd pe r f or m a nc e   boos t  th a t  c a n be  a c hi e ve d us in g t he m  i s  l im it e d.   W he n  w or ki ng  w it h  la r ge   r e a l - w or ld   da ta s e ts   th e   us e   of   a   di s t r ib ut e d  s ys te m   f or   c lu s te r in g  is   m or e   a ppr opr ia te   [ 14 - 17] .   A   popula r   s tr a te gy   f or   im pl e m e nt in g  th e   d is tr ib ut e d  D B S C A N   a lg or it hm   is   th e   us a ge   of   th e   di s jo in t  s e t  da ta   s tr uc tu r e .  T hi s   a ppr oa c h  w a s   pr opos e d  in   t he   P D S D B S C A N   a lg or it hm   by  P a twa r y  e t. al .   [ 18 - 19] .   T he   a lg or it hm   m a ke s   us e   of   a   bot to m -   up  s tr uc tu r e   to   c ons tr uc t  th e   c lu s te r s   a s   a   c ol le c ti on  of   hi e r a r c hi c a l  tr e e s .  I n  th is   a ppr oa c h  th e   c lu s t e r in g  is   pe r f or m e d  in   2  pha s e s .  I n  th e   f ir s t  pha s e   lo c a l  c lu s te r in g  is   pe r f or m e d  vi a   th e   r e gul a r   D B S C A N   a lg or it hm   a c r os s   e a c h  node .  I n  th e   s e c ond  pha s e   th e   gl ob a l  uni on  of   c lu s te r s   a c r os s   node s   is   pe r f or m e d  us i ng  th e   uni on - f in d  ope r a ti on.  P D S D B S C A N   w a s   s how n   to   s ig ni f ic a nt ly   out pe r f or m   th e   pr e vi ous   a ppr oa c he s   us e d  to   pa r a ll e li z e   D B S C A N .  S pe e dups   up  to   a   f a c to r   of   25.97   w a s   a c hi e ve d  w h e n  u s in g  40  c or e s   on   da ta s e ts   c ont a in in g  s e ve r a l  hundr e d  m il li on  hi gh - di m e ns io n a l  poi nt s .  P D S D B S C A N  i s  i m pl e m e nt e d us in g both Ope n M P  a nd M P I .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f  I nt e ll   I S S N :  2252 - 8938       M as s iv e ly  s c al abl e  de ns it y  ba s e d c lu s te r in g ( D B SC A N )  on t he   H P C C …  ( Y at is h H R )   209   A n  im pr ove m e nt   to   th e   a bove   a lg or it hm   w a s   pr opos e d  by  H u   e t  al .   [ 20]   w he r e in   th e   a ut hor s   m a de   us e   of   th e   di s tr ib ut e d  f il e   s ys te m   of   th e   K unpe ng  s ys te m .  I n  th is   a lg or it hm   da ta   w a s   di s tr ib ut e d  a c r os s   di f f e r e nt   w or ke r s   a nd  m e s s a ge   pa s s in g  in te r f a c e   ( M P I )   c om m u ni c a ti on  pa tt e r n  w a s   us e d  to   c om m uni c a te   th e   da ta   be twe e n  th e   w or ke r s .  F ur th e r   th e   la r ge   ove r he a d  a s s o c ia te d  w it h  M P I   w a s   ove r c om e   us in g  a   nove l   pa r a m e te r  s e r ve r   f r a m e -   w or k. P S - D B S C A N  w a s  s how  t o outpe r f or m  t he  M P I - ba s e d P D S D B S C A N - D  w it h a   2 - 10  ti m e s   s pe e dup  on  c om m uni c a ti on  e f f ic ie nc y  in   bot h   r e a l - w or ld   a nd  s ynt he ti c   da ta s e ts ,  a nd  th e   s pe e dup   w a s   f ound  to   in c r e a s e   w it h  th e   in c r e a s e   in   th e   num be r   o f   p r oc e s s or   c or e s   a nd  th e   da ta s e t  s c a le .  I n  R P - D B S C A N   [ 21]   th e   a ut hor s   m a de   us e   of   ps e udo  r a ndom  pa r ti ti oni ng  to ge th e r   w it h  a   two - le ve l  c e ll   di c ti ona r y.   RP - D B S C A N   w a s   im pl e m e nt e d  u s in g  48  c or e s   ( 12  A z ur e   M a -   c hi ne s )   on  a n  A pa c he   S pa r k  s y s te m .   RP - D B S C A N   w a s   f ound  to   a c hi e ve   a n  a lm os t  pe r f e c t  lo a d  b a la nc e   a m ong  da ta   s pl it s   in   lo c a l  c lu s te r in g  a nd  di d  not  dupli c a te  poi nt s  a m ong the m . H e nc e  R P - D B S C A N  dr a m a ti c a ll y outpe r f or m e d t he  s ta te - of - th e - a r t  pa r a ll e l   D B S C A N   a lg or it hm s   by  up  to   180  ti m e s .  F ur t he r m or e ,  onl y  R P - D B S C A N   w a s   a bl e   to   ha ndl e   la r ge   da ta  s e ts   ( 362 G B )  w he r e a s  t he  ot he r  a lg or it hm s  c oul d not.   A lt hough  th e   us a ge   of   di s jo in t  s e t  da ta   s tr uc tu r e   f or   D B S C A N   is   popul a r   in   di s tr ib ut e d  s ys te m s   s e ve r a l  ot he r   m e th ods   s uc h   a s   th e   c onve x - hul l  m e th od  a r e   us e d  a s   w e ll   [ 22] .   I n  th e   c onve x -   hul l  m e th od  a   c onve x  hul l  e nc lo s in g  th e   poi nt s   w it hi n  a   c lu s te r   is   c r e a te d  lo c a ll y  a c r os s   node s .  I n  th e   m e r ge   ope r a ti on,  th e   c onve x  hul ls   of   th e   lo c a l  c lu s te r s   a r e   m e r ge d  ba s e d  on  th e   a m ou nt   of   ove r la p.  H ow e ve r ,  th is   a lg or it h m   is   not   c a pa bl e   of   ha ndl in g  c on c a ve   s ha pe s   a nd  he n c e   do e s   not   c or r e c tl y  c a pt ur e   th e   e s s e nc e   of   th e   unde r ly in g  poi nt s .  I n  th e   a lg o r it hm   [ 23]   th e   a ut hor s   p r opos e   a   gr id   ba s e d  di s jo in t  s e t  a lg or it hm   f or   s ol vi ng  th e   p r obl e m  e f f ic ie nt ly .  H ow e ve r   due   to   th e   f a c t  th a t   di s tr ib ut io n  of   da ta   by  T hor   a m ong  node s   i s   r a ndom,  it   is   not   pos s ib le  t o a ppl y t he  a lg or it hm  di r e c tl y. T he s e   e xi s ti ng a lg or it hm s  a r e  not  a  s tr a ig ht f or w a r d f it  i nt o t he  H P C C   B ig   D a ta   P la tf or m   a nd  r e qui r e   m odi f ic a ti ons .  H e nc e   th e r e   is   a   ne e d  f or   a   be tt e r   a lg or it hm   w hi c h  c a n  e xpl oi t   th e  c om pone nt s  of  H P C C  s u c h a s   T hor  a nd R oxi e  i n or de r  t o ga in  m a s s iv e  pe r f or m a nc e  i m pr ove m e nt s  dur in g  pa r a ll e l  e xe c ut io n of  t he  D B S C A N  a lg or it hm .       3.   M E T H O D O L O G Y   3.1.  DB S C A N   a lg or it h m   T he   D B S C A N   a lg or it hm   [ 24]   is   non - pa r a m e tr ic   s pa ti a l  c lu s te r in g  a lg or it hm .  T he   m a in   c onc e pt   of   th e   c lu s te r in g  a lg or it hm   is   th a t  f or   e a c h  c lu s te r   th e   num be r   of   poi nt s   w it hi n  e ps   di s ta n c e   is   gr e a t e r   th a n  c e r ta in   m in im um   poi nt s   i. e ..,  th r e s hol d  de ns it y.  T he   ps e udo  c ode   f or   D B S C A N   a lg or it hm   is   e lu c id a te d  in   A lg or it hm   1.   T he   a lg or it hm   s ta r ts   w it h   a   poi nt   p   ∈   D   a nd  r e tr ie ve s   th e   ne ig hbor in g  poi nt s   in   th e   e ps - ne ig hbor hood  of   it s e lf .  I f   th e   r e tr ie ve d  n e ig hbor hood  c ont a in s   a t  le a s t   m in pt s   poi nt s ,   th e n  a   ne w   c lu s t e r ,  C   i s   a dde d.  T he   a lg or it hm   th e n  f in ds   a ll   poi n ts   in   X ,  th a t   a r e   r e a c ha bl e   f r om   x   ( ne ig hbor in g   poi nt )   a nd  a dds   th e m   to   th e   c lu s te r   C .  I f   th e   e p s - ne ig hbor hood  of   x  ha s   le s s   th a n  m in pt s ,  th e n  x  is   m a r ke d   a s   noi s e .  T he   ps e udo  c ode  c a n be   s um m a r iz e d i n  A lg or it hm  1.           A lg or it hm   1 .   D B S C A N   a lg or it hm       T he   ti m e   c om pl e xi ty   of   A lg or it hm   1  is   O   ( n^ 2) ,  w he r e   n  is   t he   num be r   of   poi nt s   in   X .  B ut   i f   R *   tr e e s  or  K - D  t r e e s  a r e  us e d t o obta in  t he  ne a r e s t  ne ig hbor s  t he  t i m e   c om pl e xi ty  i s  r e duc e d t o O  ( n*l og  n) .  T he   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938     I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,   V ol .  10 , N o.  1 ,  M a r c h   20 2 1 :    207   –   214   210   D B S C A N   a lg or it hm   is   a   hi ghl y  s e qu e nt ia l  a lg or it hm .  T hi s   m a ke s   it   c om put a ti ona ll y  in e f f ic ie nt   ta s k  w h e n  a ppl ie d  to   la r ge   a m ount s   of   da ta ,  e s pe c ia ll y  on  bi g  da ta   pl a tf or m s .  H e nc e   th e r e   is   a   ne e d  to   pa r a ll e li z e   th e   al gor it hm   f or   a c hi e vi ng  be tt e r   e f f ic ie nc y  in   s uc h  bi g  da ta   s ys te m s .  T he   f ol lo w in g  s e c ti on  gi ve s   th e   ove r a ll   pr oc e dur e  f or  t he  s a m e .     3.2.    P ar al le l  D B S C A N  al gor it h m   T he   pr opos e d  m e th odol ogy  pr ovi de s   a   s c a l a bl e   s ol ut io n  to   th e   D B S C A N   c lu s te r in g  on  H P C C   bi g   da ta  pl a tf or m . T hi s  i s  a c hi e ve d by de c om pos in g t he  c lu s te r in g  a lg or it hm  i nt o  t hr e e  s ta ge s  na m e ly - s pr a yi ng of   da ta , l oc a l  c lu s te r in g pha s e  a nd globa l  m e r gi ng of  r e s ul ts . E a c h  of  t he s e  s ta ge s  a r e  e xpl a in e d i n  s e c ti ons :     3.2.1 .   S p r ayi n g of   d at a   I n t hi s  s ta ge   th e  da ta  poi nt s  a r e  a s s ig ne d gl oba l  uni que  i ds  a nd  di s tr ib ut e d a c r os s  di f f e r e nt  node s  i n a   c lu s te r  by T hor  e ngi ne . T he  di s tr ib ut io n by  t he  T hor  e ngi ne  e ns ur e s  t ha t  th e  da ta  poi nt s  a r e  di s tr ib u te d e ve nl y   a c r os s   a ll   th e   node s .  E a c h  of   th e   lo c a l  node s   th e n s or t  th e   da ta   poi nt s   by  th e ir   uni que   id s   a nd  s e nd  th e   da ta   to   lo c a l  c lu s te r in g s ta ge . T he s e   uni que   id s   do  not   c h a nge   ti ll   th e   e nd  of   a ll   th e  s ta ge s   a nd   th e y  id e nt if y  e a c h  da ta   poi nt   uni que ly .  O ne   m or e   im por ta nt   poi nt   to   not e   is   th a t  th e   a lg or it hm   doe s   not   d e pe nd  on  th e   na tu r e   of   di s tr ib ut io n of  da ta  a c r os s  t he  node s .     3.2.2 .   L oc al   c lu s t e r in g   I n  th is   pha s e   e a c h  node   pe r f or m s   D B S C A N   c lu s te r in g  ope r a ti ons   on  th e   da ta   poi nt s   th a t  a r e   lo c a l  to   th e  node  i n t he  H P C C  c lu s te r . T he  l oc a l  D B S C A N  a lg or it hm  us e s  di s jo in t   s e t  ope r a ti ons  na m e ly - U N I O N  a nd  F I N D   f or   pe r f or m in g  lo c a l  D B S C A N   c lu s te r in g.  E a c h  s e t  ( f in a l  c lu s te r )   is   uni que ly   r e pr e s e nt e d  by   hi ghe s t   c or e   poi nt .  T he   F I N D   ope r a ti on  is   us e d   to   id e nt if y  th e   p a r e nt   i. e ..,  hi ghe s t  c or e   poi nt ,  f or   e a c h   poi nt   ( node )   in   th e   tr e e .  T he   F I N D   ope r a ti on  is   s um m a r iz e d  in   A lg or it hm   2.  T he   uni on  ope r a ti on  m e r ge s   two  tr e e s   to   f or m   a   bi gge r   tr e e   ba s e d   on  r e m ’ s   a lg or it hm .  T h e   uni on  ope r a ti on  i s   pe r f or m e d  on  a   c or e   poi nt   a nd   ot he r   c or e   or   a   non - c or e  poi nt . T he  uni on ope r a ti on i s  s um m a r iz e d i n A lg or it hm  3.           A lg or it hm  2 .   F in d  o pe r a ti on       A lg or it hm  3 .   U ni on ope r a ti on       I ni ti a ll y  e a c h  da ta   poi nt   is   r e pr e s e nt e d  a s   a   node   c ont a in in g  th e   f ie ld s   a nd  pa r e nt   id .  T he   pa r e nt   of   e a c h  da ta   poi nt   is   m a d e   to   poi nt   to   it s e lf   i. e ..,  p( x) = x  a nd   th e   poi nt s   a r e   m a r ke d  a s   non - c or e   poi nt .  E a c h   c lu s te r   is   uni que ly   r e pr e s e nt e d  by  th e   pa r e nt   id   ( hi ghe s t  c or e   poi nt   of   th a t  c lu s te r ) .  T he   ps e udo  c ode   f or   lo c a l   D B S C A N  c lu s te r in g i s  gi ve n i n A lg or it hm  4. L e t  X  de not e  t he  s e t  of  da ta  poi nt s  t ha t  a r e  i n t he  l oc a l  node  a nd  Y   de not e   s e t  of   da ta   poi n ts   th a t  a r e   p r e s e nt   on  a   r e m ot e   node .  T he   poi nt s   th a t  a r e   in   th e   e ps   ne ig hbor hood  o f   e a c h  x   ∈   X   in   th e   s e t  X   U   Y   is   f ound.  T h e   ne ig hbor hood  poi nt s   c a n   be   f ound  by   us in g   num e r ous   di s ta nc e   m e tr ic s   li ke   E uc li de a n,  M a nha tt a n,  a nd  C he by s he v’ s   di s ta n c e   f unc ti ons .  I f   th e   num be r   of   poi nt s   in   th e   ne ig hbor hood  is   gr e a te r   th a n  th e   m in im um   num be r   of   poi nt s ,  t he n  it   is   m a r ke d  a s   a   c or e   poi nt .  E a c h  poi nt   y  in  t he  ne ig hbor hood of  x c a n e it he r  be  l oc a l  to  t ha t  node  or  i n   a  r e m ot e  node .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f  I nt e ll   I S S N :  2252 - 8938       M as s iv e ly  s c al abl e  de ns it y  ba s e d c lu s te r in g ( D B SC A N )  on t he   H P C C …  ( Y at is h H R )   211       A lg or it hm  4. L oc a l  D B S C A N       I f   y  is   in   lo c a l  node   th e n  th e r e   c a n  be   two  c a s e s :  ( a )   y  is   c or e   poi nt ,  ( b)   y  is   non - c or e   poi nt   i. e ..,  a   bor de r   poi nt .  I f   c ondi ti on  ( a )   is   tr ue   U ni on  ( x,  y)   is   pe r f or m e d.  I f   c ondi ti on  ( b)   is   tr ue   th e n  it s   m a r ke d  a s   vi s it e d  a nd  U ni on  ( x,  y)   is   pe r f or m e d.  I f   y  is   a   r e m ot e   poi nt   t he n  y  c a n  b e   e it he r   a   c or e   poi nt   or   a   non - c or e   poi nt .  I f   th e   la tt e r   c ondi ti on  is   tr ue   th e n  th e   n e ig hbor hood  of   y  i s   f ound.  I f   th e   ne ig hbor hood  doe s   not   c ont a in   m in im um   poi nt s   th e n  y  is   a   bor de r   poi nt   e ls e   it   is   m a r ke d  a s   a  c or e   poi nt   a nd  uni on  ( x,  y)   is   p e r f or m e d.  I f   th e   poi nt   y  is   c or e   th e n   uni on  ( x,   y)   ope r a ti on  is   pe r f or m e d  a n d  th e   pr oc e s s   is   c ont in ue d  f or   ot he r   poi nt s .   T he r e f or e ,  a t  th e   e nd  of   th e   a lg or it hm   it   c a n  be   not e d  th a t  t he   p oi nt s   w hi c h  a r e   noi s y  ha ve   s in gl e   tr e e s   ( s in gl e to n  tr e e s )   w it h  it s   pa r e nt   poi nt in g  to   it s e lf .  I f   th e   poi n t  is   a   bor de r   poi nt   th e n  it   is   a s s ig ne d  to   th e   hi ghe s t  c or e   poi nt   of   th e   c lu s te r   of   it s   ne a r e s t  ne ig hbor .  I f   th e   poi nt   is   a   c or e   poi nt   th e n  th e   U ni on  o pe r a ti on   a s s ig ns   it   to   pa r e nt   w it h  h ig he s t  c or e   poi nt .  T he   ti m e   c om pl e xi ty   of   th e   lo c a l  D B S C A N   ope r a ti on  is   O ( n 2 ) .   T he   a bove   a lg or it hm   m e r ge s   poi nt s   to   it s   c lu s te r s   ( tr e e s )   w it ho ut   a ny  pa r ti c ul a r   o r de r in g  o f   da ta - poi nt s .  T he   out put  m a ppi ng of  da ta poi nt  t o  th e  pa r e nt  i ds  i s  i nput  t o t he  ne xt  s ta ge  a s   a  gl oba l  tt r e a m  of  da ta  poi nt s  s o t ha t   e a c h da ta  poi nt  i s  r e tu r ne d one  by one  f r om  t he  T hor .     3.2.3. Gl ob al  m e r ge   I n  th is   pha s e ,  th e   tr e e s   f or m e d  in   th e   pr e vi ous   s ta ge   a r e   m e r ge d  to   obt a in   th e   gl oba l  c lu s te r s .  A   m e r ge   of   tr e e s   a c r os s   nod e s   ha pp e ns   w he n   a   poi nt   be lo ngs   to  m or e   th a n  one   tr e e   in   di f f e r e nt   node s .  A f te r   th e   tr e e s   a r e   m e r ge d  th e   f in a l  c lu s te r s   a r e   obt a in e d   w hi c h  a r e   r e pr e s e nt e d  by   th e ir   hi ghe s t   c or e   poi nt   a c r os s   a ll   node s . T hi s  c a n  b e   a c hi e v e d  by   us in g   s im il a r   a ppr oa c he s   of   uni on  a nd  f in d  ope r a ti on s   of   di s jo in t  s e t   s tr uc tu r e   a s   de s c r ib e d  be f or e .  T he   ps e udo  c ode   is   e lu c id a te d  in   A lg or it hm   5.   I ni ti a ll y  th e   out put   m a ppi ng  of   s ta ge   2  ( onl y  c or e   poi nt s  a nd  lo c a l   poi nt s   th a t  node )   i s   di s tr ib ut e d  b a c k   a m ong  th e   node s   a s   w e ll   a s   non  out li e r   poi nt s   in or de r   to   f in d  th e   ul ti m a te   id .  E a c h   da ta   poi nt   h a s   two   a tt r ib ut e s   -   lo c a l   pa r e nt   id   ( lo c a l   to   th e   nod e )   a nd   gl oba l  pa r e nt   id   ( gl oba l/ ul ti m a te   id ) .   I n  e a c h   node ,   th e   r e m ot e   pa r e nt s   of   e a c h  d a ta   poi nt   in   r e m ot e   nod e s   a r e   f ound   ( by  ha vi ng  a   lo c a l  lo okup  ta bl e ) .  I n  c a s e s   s uc h  a s   a   hi ghe s t  c or e   poi nt   be in g   pr e s e nt   in   a not he r   node ,   th e  t r e e s  a r e  m e r ge d   ( c ha ngi ng t he  i ds )   a nd t he  un io n ope r a ti on  r e s ul ts  i n t he  hi ghe s t  c or e  poi n t  to  t ha t  c lu s te r   ( by  c ha ngi ng  th e   pa r e nt   id s ) .   H e nc e   a t  th e   e nd  of   th e   a lg or it hm   e a c h  c lu s te r   is   r e pr e s e nt e d  by  hi ghe s t  c or e   poi nt   a s   c lu s te r   id .  S in c e   th e   e nt ir e   c om put a ti on  i s   done   pa r a ll e ll y,  a n  in c r e a s e d   s pe e dup   is   a c hi e v e d.  A f te r   th is , c lu s te r s  a r e  r e num be r e d by a s s ig ni ng 0 to t he  out li e r s  f ound in s ta ge  t w o a nd 1 ba s e d i nde xi ng t o t he  r e s t  of   poi nt s   ba s e d  on  th e   or de r   of   th e ir   oc c ur r e nc e s   in   da ta s e t.  T h e   f in a l  r e s ul t  is   r e tu r ne d  to   E C L   W a tc h  f or   th e   us e r  a s  t a bl e .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938     I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,   V ol .  10 , N o.  1 ,  M a r c h   20 2 1 :    207   –   214   212       A lg or it hm   5 .  G lo ba l  m e r ge       4.   E X P E R I M E N T S   A N D  R E S U L T S   T he   P a r a ll e l  D B S C A N   a lg or it hm   w a s   im pl e m e nt e d  in   E nt e r pr is e   C ont r ol   L a ngua ge   on  H P C C   s ys te m s .  E a c h  node   in   th e   c lu s te r   ha d   6G B   of   R A M   a nd  128G B   of   H a r d  D is k.  T he   pr oc e s s or   u s e d  w a s   in te l  X e on  w it h  2.4G H z   c lo c k  f r e que nc y.  T a bl e   1  e lu c id a te s   th e   pr o c e s s or   s pe c if ic a ti ons .   I n  or de r   to   m e a s ur e   th e   pe r f or m a nc e   of   th e   pa r a ll e l  D B S C A N   a lg or it hm   a   c om pa r is on  be twe e n  s in gl e   node   a nd  m ul ti   nod e   ( c ons is ti ng  of   two  node s   a nd  th r e e   node s )   c lu s te r s   w a s   m a de .  E a c h  da ta s e t  w a s   r un  w it h  di f f e r e nt   e ps   a nd  m in pt s . A  H ig he r  va lu e  o f  m in pt s  i nc r e a s e s  t he  noi s e   c ount s .  T he  r e s ul ts  a r e  t a bul a te d  a s  s ho w n i n T a bl e  2.   T he   pa r a ll e l  D B S C A N   im pl e m e nt a ti on  a nd  s e r ia l  D B S C A N   i m pl e m e nt a ti on  w e r e   te s t e d  s e pa r a te ly   f or   c onve nt io na l  s in gl e   node   pr oc e s s in g  ve r s u s   th e   us e   of   a   t w o  node   H P C C   c lu s te r .  T h e   r e s ul ts   obt a in e d   w e r e   c om pa r e d  w it h  th e   out put   of   s kl e a r n  im pl e m e nt a ti on  of   D B S C A N   to   c om pa r e   th e   c lu s te r   a c c ur a c y.  T h e   c lu s te r   de ns it ie s   in   bot h  c a s e s   w e r e   f ound  to   be   id e nt ic a l.   T he   t e s t  s e t  c on s is te d  of   6  te s t  c a s e s   in c lu di ng  bot h  s ynt he ti c   da ta s e ts   a nd  r e a l  da t a s e t  ( f r ogs ’   M F C C   da ta s e t* [ 25] ) .  T he   te s t  s e ts   ha d  up  to   20  di m e n s io ns .   A ls o,   one   m or e   poi nt   to   not e   is   th a t  th e   da ta   is   di s tr ib ut e d  uni f or m ly   a m ong  th e   node s .  T he   da ta   poi nt s   in   d is jo in t   s e ts   ( r e pr e s e nt in g   e a c h   c lu s te r )   m a y  or   m a y   not   be   in   th e   s a m e   node .  H e nc e   th e   e xpe r im e nt s   c ondu c te d  doe s   not   a s s um e   a ny  pa r ti c ul a r   di s tr ib ut io n  o f   da ta   poi nt s   a m ong   th e   w or ke r   node s   a nd  no  f ur th e r   r e di s tr ib ut io n   is   r e qui r e d  a t  a ny  s ta ge   of   a lg or it hm .  T he   out put s   in di c a te   th a t  s u bs ta nt ia l  im pr ove m e nt s   in   ti m e   c om pl e xi ty   of   th e  pa r a ll e l  a lg or it hm  t ha n t he  s e r ia l  ve r s io n ( s in gl e  node ) .   T he   ta bul a te d  r e s ul ts   obt a in e d  a r e   de pi c te d  gr a phi c a ll y  in   F ig u r e   2.  W e   c a n  ob s e r ve   th a t  th e r e   is   no   s ig ni f ic a nt  i m pr ove m e nt  i n  t he  e xe c ut io n t im e   f or   lo w e r  numbe r  of  poi nt s  f or   hi ghe r  nu m be r  of  node s . I t  i s  i n   f a c t  s li ght ly   hi ghe r   due   to   th e   f a c t  th a t   th e   ti m e   r e qui r e d  to   di s t r ib ut e   da ta   poi nt s   is   not   c om pe n s a te d  w e ll   by  th e  t im e  ga in e d due  t o pa r a ll e li z a ti on.   H ow e ve r , i t  i s  c le a r  t ha t  f or  l a r ge r  numbe r  of  da ta  poi nt s  a s  t he  numb e r   of   node s   in c r e a s e s ,  s ub s ta nt ia l  s pe e dup  is   obt a in e d.  T he   r e s u lt s   c le a r ly   in di c a te   th a t  th e   m ul ti   node   s e tu p   out pe r f or m s   th e   s in gl e   nod e   s e tu p  in   a ll   c a s e s .   W he n   th e   nu m be r   of   poi nt s   is   le s s ,  th e r e   is   no   s ig ni f ic a nt   im pr ove m e nt   of   pa r a ll e l   D B S C A N   ove r   s e que nt ia l  D B S C A N .  A s   th e   num be r   of   da ta   po in ts   in c r e a s e s   th e   pa r a ll e l  a lg or it hm   pe r f or m s   w a y  be tt e r   ( 4x  be tt e r   f or   30000  poi nt s   c om pa r e d  to   two  node   c lu s te r )   th a n  it s   s e r ia l  c ount e r pa r t.   T he   c ode   f or   th e   s a m e   w a s   m e r ge d  to   H P C C   s ys t e m s   r e pos it or y  a nd  c a n  b e   f ound  on  G it hub.       T a bl e  1. P r oc e s s or  s pe c if ic a ti ons  f or  e a c h node   S pe c i f i c a t i on   V a l ue   A r c hi t e c t ur e   x86_64   C P U  op - m ode ( s )   32 - bi t , 64 - bi t   B yt e  O r de r   L i t t l e  E ndi a n   M ode l  N a m e   I nt e l  X e on   C P U  G H z   2.4   C or e  ( s )   6   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f  I nt e ll   I S S N :  2252 - 8938       M as s iv e ly  s c al abl e  de ns it y  ba s e d c lu s te r in g ( D B SC A N )  on t he   H P C C …  ( Y at is h H R )   213   T a bl e  2. R e s ul ts  of  r un t im e  of   di f f e r e nt  da ta s e ts  w it h va r io us  v a lu e s  of  e ps  a nd mi npt s  f or  s e r ia l  a nd pa r a ll e l  a lg or it hm   S i z e   E ps di s t a nc e   M i npt s  i n a  c l us t e r   S i ngl e  node  t i m e  ( i n s )   T i m e  on t w o node s  ( i n s )   T i m e  on t hr e e  node s  ( i n s )   4800   0.2   2   16.35   14.5   15.86   6000   0.3   9   35.2   22.246   23.471   7200*   0.3   10   53.5   44.426   45.63   9000   0.35   10   112.8   50.573   53.642   14300   0.4   20   535.74   213.922   203.184   30000   0.4   20   3924.72   964.616   727.33   50000   0.5   30   24948.69   5124.24   3266.462           F ig ur e  2. C om pa r is on be twe e n   s e r ia l  D B S C A N  a nd pa r a ll e l  D B S C A N  on HP C C   s ys te m s       5.   C O N C L U S I O N   A s   th e   num be r   of   bi g  da ta   a ppl ic a ti ons   a r e   in c r e a s in g  in   th e   r e c e nt   ye a r s   th e r e   is   a   ne e d  f or   bi g  da ta   pl a tf or m s  w hi c h e na bl e  f a s te r  da ta   pr oc e s s in g , a nd H P C C ’ s  P la tf or m  i s  a  s ui ta bl e   a lt e r na ti ve . H P C C  pl a tf o r m   s uppor ts   c r os s   pl a tf or m   de ve lo pm e nt s   in   la ngua ge s   li ke   C + + ,  p yt hon,  w hi c h  m a ke s   it   to   de v e lo p  a ppl ic a ti ons   a t  a   f a s te r   pa c e .  T h e   th or   a nd  r oxi e   c om pone nt s   of   H P C C   pl a tf or m   e na bl e s   f a s te r   da ta   in ge s ti on  a nd  da ta   que r y  a c r os s   m ul ti pl e   node s   w hi c h  m a k e s   it   e f f ic ie nt   in   im pl e m e nt in g  m a c hi ne   le a r ni ng  a lg or it hm s .  A ls o,   th e   pl a tf or m   pa r a ll e li z e s   th e   s e que nt ia l  a lg or it hm s   a c r os s   m ul ti pl e   node s   e f f ic ie nt ly .  T hi s   m a ke s   it   po s s ib le   f or   hi ghl y  s e que nt ia l  a nd  c om put a ti on  in te ns iv e   a lg or it hm s   l ik e   D B S C A N   to   be   im pl e m e nt e d  a t  a   s c a le .  T h e   e xpe r im e nt s   de m ons tr a te d  hi ghl ig ht   th e   f a c t  th a t  th e   pl a tf or m   c a n  di vi de   th e   c om put a ti on  a c r os s   node s   e f f ic ie nt ly .  I n  th e   f ut u r e ,  th e   e xi s ti ng  f unc ti ona li ty   of   th e   D B S C A N   a lg or it hm   on  H P C C   c a n  be   us e d  in   va r io us   da ta  a na ly ti c s   a ppl ic a ti ons  e s pe c ia ll y i n a r e a s  of  ge o - s p a ti a l  c lu s te r in g’ s .       A C K N O WL E D G E M E N T S   W e   w oul d  li ke   to   th a nk  L e xi s - N e xi s   a nd  R .V .  C ol le ge   of   E ngi ne e r in g  f or   a c ti ve ly   s up -   por ti ng  th is   r e s e a r c h w or k. T he  i nt e r f a c in g  doc um e nt a ti on   a nd t he  s e t  of  c lu s te r s  us e d t o t e s t  th e   s ys te m  w e r e  pr ovi de d by  L e xi s - N e xi s . R .V . C ol le g e  of  E ngi ne e r in g pr ovi de d a ll  t he  ne c e s s a r y i nf r a s tr uc tu r e  s uppor t  f or  t he  pr oj e c t       R E F E R E N C E S     [1]   Bano,  Saima  &  Khan,  Naeem ,   “ A  Survey   of  Data  Clustering  Methods , ”   Internati onal  Journal  of  Advanced  Science   and Technology . 113 ,  2018, doi:10.14257/ijast.2018.113.14.   [2]   A.M.  Middleton  and  A.  Chala  (Lexis  Nexis  Risk   Solutions),  “HPC C  Systems® :  Introduction  to  HPCC  (High - Perfor mance  Computin g Cluste r),”  May 20 11.   [3]   Tanmay  Sanj ay  Hukkeri,  Shobha  G,  Shubham   Milind  Phal,  Jyothi   S hetty,  Yatish  H  R,  and  Naweed   Mohammed,   “ Massively  Scalable  Image  Processing  on  the  HPCC   Systems  Big   Data  Platform, ”   In  Proceedings  of  the   3rd   Internati onal  Conference  on  Softwar e  Engineering   and  Informati on  Management  (ICSIM  ' 20) .  Association  for  Computing Ma chiner y, New  York, N Y, USA, p p. 26 - 31, 2020, DOI:https://doi.org/10.1145/3378936.3378978 .   [4]   Ade Gunawan, “A faster algorithm  for DBSCAN,” Mast er’s thesis, Eind hoven University  of Technology, 2013 .   0 5 0 0 0 1 0 0 0 0 1 5 0 0 0 2 0 0 0 0 2 5 0 0 0 3 0 0 0 0 4 8 0 0 6 0 0 0 7 2 0 0 9 0 0 0 1 4 3 0 0 3 0 0 0 0 5 0 0 0 0 E x e c u t i o n   T i m e   ( s e c o n d s ) S i z e   S e r i a l   v s   P a r a l l e l   E x e c u t i o n   T i m e S e r i a l P a r a l l e l   ( 2   N o d e s ) P a r a l l e l   ( 3   N o d e s ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938     I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,   V ol .  10 , N o.  1 ,  M a r c h   20 2 1 :    207   –   214   214   [5]   Mark  d e  Berg,  Ad e  Gunawan,  and  Marcel   Roeloffzen,  “Faster   D B - scan  and  HDB - scan   in  Low - Dimensional  Euclidean  Spaces,”  Internati onal  Journal  of  Computat ional  Geometr y  &  Applicati ons ,  vol.  29,   no.  1,  pp.   21 - 47,   2019, doi: 10.1142/S0218195919400028.   [6]   Danny  Z.  Chen,  M ichiel  Smid,   and  Bin  Xu,   “Geometric  Algori thms  for  Density - Based  Data  Clustering, ”   Internati onal  Journal  of  Computat ional  Geometry  &  Applicati ons ,  vol.  15,  no.  3,  pp.  239 - 260,  2005,  doi :   10.1007/3 - 540 - 45749 - 6_28.   [7]   Junhao  Gan  and  Yufei  Tao,  “On  the  Hardness  and  Approximation  of  Euclidean  DBSCAN,”  ACM  Trans.  Database  Syst ., vol. 1, no. 1, 2016.   [8]   N.  Beckmann,  H.  Kriegel,   R.  Schneider,   and  B.   Seeger,  “The  r* - tre e:  an  efficient  and   robust  access   method  fo r   points  and  rectangles,”  Proceedings  of  the  1990  ACM  SIGMOD   inter national  conference  on  Management  of  data ,  vol. 19, no. 2, pp. 322 - 331, 1990, doi:   10.1145/93605.98741.   [9]   M.  B.  Kennel,  “KDTREE  2:  Fortran  95  and  C+ +   software  to  effic iently  search  for  near  neighbors  in  a  multi - dimensional Euclidean space,” institute f or Nonlinear Science, Univer sity of California, 2004.   [10]   M.  Ester,  H.  Kriegel,   J.  Sander,   and  X.   Xu,  “A  density - based   algori thm  for  discovering  clusters   in  large   spatial  databases  with  noise,”  in  Proceedings  of  the  2nd  International  Conference  on  Knowledge  Di scovery  and  Data  mining , vol. 1996. AAAI Press, pp. 226 - 231, 1996.   [11]   T.  Zhang,  R.  Ramakrishnan,  and  M.  Livny,  “BIRCH:  an  efficient  data   clustering  method  for  very  large  databases,”   in ACM SIGM OD Recor d , vol. 25, no. 2, pp. 103 - 114 ,   ACM, 1996.   [12]   D.  Arlia  and  M.   Coppola,  “Exper iments   in  paralle l   clusteri ng  wi th  DBSCAN,”  in  Euro - Par   2001  Paralle l   Processing. Springer, LNC S , pp. 326 - 331, 2001.   [13]   M. Chen, X. Gao, a nd H. Li,  “Parallel DBSCAN with p riority r - tree,”   in Information M anagement  and Enginee ring   (ICIME),  2010   The  2nd  IEEE  International  Conference   on.  IEEE ,  pp.  508 - 511,  2010,  doi :   10.1109/ICIME.2010.5477926.   [14]   Y.  Fu,  W.  Zhao,  and  H.  Ma,  “Research  on  parallel   DBSCAN  algori thm  design  based  on  mapreduce,”  Advanced  Materials  Research , vol. 301, pp. 1133 - 1138, 2011, DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.301 - 303.1133.   [15]   Markus  Götz,  Christian  Bodenstein,  and  Morris   Riedel ,  “HPDBS CAN:  Highly  Parallel  DBSCAN,”  In  Proc .   Workshop  on  Machine  Learning  in  High - Performance   Computing  Environm ents ,  no.  2,  pp.  1 - 10,  2015,  doi:   10.1145/2834892.2834894.   [16]   G.  Luo,  X.  Luo,  T.  F.   Gooch,  L.  Tian  and   K.  Qin,  “A   Parallel  DBSC AN  Algorithm  Based   on  Spark,”  2016   IEEE   Internati onal  Conferences  on  Big  Data  and  Cloud   Computin g  (B DCloud),  Social  Computin g  and  Networki ng  (SocialCo m),  Sustaina ble  Computin g  and  Communicat ions  (SustainC om)  (BDCloud - SocialCom - SustainCom) ,  Atlanta, GA, USA,  pp. 548 - 553, 201 6, doi: 10.1109/BDCloud - SocialCo m - SustainCo m.2016.8 5.   [17]   D.  Han,  A.  Agrawal,  W.   Liao  and  A.   Choudhary,  “A  Novel   Scalable DBSCAN  Algorithm  with  Spark,”  2016   IEEE  Internati onal  Parallel  and  Distribu ted  Processing  Symposium  Worksh ops  (IPDPSW) ,  Chicago,  IL,  USA,  pp.  1393 - 1402, 2016, doi: 10.1109/IPDPSW.2016.57.   [18]   M.  M.  A.  Patwary,  D.  Palsetia,  A.  SAgrawal,   W.  Liao,  F.  Manne  a nd  A.  Choudhary,  “A  new  scalable  paralle l   DBSCAN  algorithm  using  the  disjoint - set  data  structure,”  SC  ' 12:  Pr oceedings  of  the  International  Con ference   on  High  Performance  Computing,  Networking,  Storage   and  Analysis ,   Salt  Lake  City,  UT,   2012,  pp.  1 - 11.   doi:   10.1109/SC.2012.9 .   [19]   M.  Patwary,  J.  Blair,   and  F.  Manne,   “Experiments  on   union - find  alg orithms  for  the  disjoint - set   data  structure,”   in  Proceedi ngs  of  the  9th  International  Symposium  on  Experimental  Alg orithms.  Springer,  LNCS   6049,  pp.  411 - 423 ,   2010, doi:   10.1007/978 - 3 - 642 - 13193 - 6_35 .   [20]   Hu,  Xu  &  Huang,   Jun  &   Qiu,  Minghui  &   Chen,  Cen   &  Chu,  Wei,   “P S - DBSCAN:  An  Efficient  Parallel   DBSCAN  Algorithm B ase d on Platform of AI (PAI),  arXiv:1711.01034v1 [cs.DB] 3 Nov 2017 , 2017.   [21]   Song,  Hwanjun   &  Lee,  Jae - Gil,  “RP - DBSCAN:   A  Superfast  Parall el  DBSCAN  Algorithm  Based  on  Rando m   Partitio ning,”  SIGMOD  ' 18:   Proceedings  of  the   2018  International   Conference  on  Management  of   Data,   2018,  DOI: 10.1145/318 3713.3196887.   [22]   Llort,  Germán  &  Gonzalez,  Juan  &  Serva t,  Harald  &  Gamblin,  T.  & Gimenez,  Judit  &  Labarta,  Jesús,  “Distributed  tree - based  implementation  of  DBSCAN  cluster  algorithm  for  on - line   performance  analysis,  Preprint  submitted  to   Parallel Computing , 2016.   [23]   Yiqiu  Wang,  Yan  Gu,   and  Julian  Shun,   “Theoretica lly - Efficient  and   P ractical  Parallel  DBSCAN.  In   Proceedings  of  the  2020  ACM  SIGMOD  International  Conference  on  Manageme nt  of  Data  (SIGMOD  ' 20) .  Association  for   Computing Ma chiner y, New  York, N Y, USA, 2 555 - 2571, 2020.   [24]   Martin  Ester,  Hans - Peter  Kriegel,   Jörg  Sander ,  and   Xiaowe i  Xu,   “ A  Density - based  Algorithm  for   Discovering   Clusters  a  Density - basedvAlgorithm  for  Discovering  Clusters  in   Large  Spatial  Databases  withvNoise.  In   Internati onal Con ference on Kn owledge Dis covery and Data vMining (KD D) , pp. 226 - 231, 199 6.   [25]   Dua, D. and Graff,  C., “UCI  Machine Learning Reposi tory  [http://arch ive.ics.uci.edu/m l]. Irvine, CA: Un iversity  of   Californi a, Schoo l of Inf ormation  and Compute r Scienc e, 2019.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.