Merge pull request 'romanova_adelina_lab_6_ready' (#131) from romanova_adelina_lab_6 into main
Reviewed-on: #131
This commit is contained in:
commit
2076756f20
37
romanova_adelina_lab_6/README.md
Normal file
37
romanova_adelina_lab_6/README.md
Normal file
@ -0,0 +1,37 @@
|
|||||||
|
# Лабораторная работа 6. Определение детерминанта матрицы с помощью параллельных вычислений
|
||||||
|
|
||||||
|
## Задание
|
||||||
|
|
||||||
|
Требуется сделать два алгоритма: обычный и параллельный. В параллельном алгоритме предусмотреть ручное задание количества потоков, каждый из которых будет выполнять нахождение отдельной группы множителей.
|
||||||
|
|
||||||
|
### Запуск программы
|
||||||
|
|
||||||
|
Для запуска программы необходимо с помощью командной строки в корневой директории файлов прокета прописать:
|
||||||
|
```
|
||||||
|
python main.py
|
||||||
|
```
|
||||||
|
|
||||||
|
### Описание работы программы
|
||||||
|
|
||||||
|
Программа реализует вычисление детерминанта квадратной матрицы с использованием двух алгоритмов: *обычного и параллельного*.
|
||||||
|
|
||||||
|
1. Обычный алгоритм
|
||||||
|
|
||||||
|
Использует функцию ```numpy.linalg.det()``` для вычисления детерминанта.
|
||||||
|
|
||||||
|
2. Параллельный алгоритм
|
||||||
|
|
||||||
|
Разбивает матрицу на части и использует несколько потоков для параллельного вычисления детерминанта. Количество потоков задается вручную. Реализован с использованием библиотеки ```concurrent.futures```.
|
||||||
|
|
||||||
|
Для каждого размера матрицы программа выводит время выполнения обычного и параллельного алгоритмов, а также соответствующие значения детерминантов.
|
||||||
|
|
||||||
|
### Результат работы программы:
|
||||||
|
|
||||||
|
![](result.png "")
|
||||||
|
|
||||||
|
#### Вывод
|
||||||
|
|
||||||
|
Параллельное выполнение нахождения детерминанта может привести к ускорению, особенно на больших матрицах. Однако, для некоторых матриц, результаты детерминантов могут отличаться между обычным и параллельным выполнением.
|
||||||
|
|
||||||
|
# Youtube
|
||||||
|
https://youtu.be/2HcM0LfTgQk
|
49
romanova_adelina_lab_6/main.py
Normal file
49
romanova_adelina_lab_6/main.py
Normal file
@ -0,0 +1,49 @@
|
|||||||
|
import numpy as np
|
||||||
|
import time
|
||||||
|
import concurrent.futures
|
||||||
|
|
||||||
|
def calculate_determinant(matrix):
|
||||||
|
return np.linalg.det(matrix)
|
||||||
|
|
||||||
|
def calculate_determinant_parallel(matrix, num_threads):
|
||||||
|
result = 1.0
|
||||||
|
chunk_size = matrix.shape[0] // num_threads
|
||||||
|
|
||||||
|
def calculate_chunk(start, end):
|
||||||
|
nonlocal result
|
||||||
|
for i in range(start, end):
|
||||||
|
result *= matrix[i, i]
|
||||||
|
|
||||||
|
with concurrent.futures.ThreadPoolExecutor(max_workers=num_threads) as executor:
|
||||||
|
futures = []
|
||||||
|
for i in range(0, matrix.shape[0], chunk_size):
|
||||||
|
futures.append(executor.submit(calculate_chunk, i, i + chunk_size))
|
||||||
|
|
||||||
|
for future in concurrent.futures.as_completed(futures):
|
||||||
|
future.result()
|
||||||
|
|
||||||
|
return result
|
||||||
|
|
||||||
|
def benchmark(matrix_size, num_threads=1):
|
||||||
|
# Генерация квадратной матрицы
|
||||||
|
matrix = np.random.rand(matrix_size, matrix_size)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Бенчмарк для обычного нахождения детерминанта
|
||||||
|
start_time = time.time()
|
||||||
|
det_normal = calculate_determinant(matrix)
|
||||||
|
end_time = time.time()
|
||||||
|
print(f"Размер матрицы {matrix_size}x{matrix_size}")
|
||||||
|
print(f"Время при обычном выполнении: {end_time - start_time:.6f} секунд")
|
||||||
|
print(f"Детерминант: {det_normal}")
|
||||||
|
|
||||||
|
# Бенчмарк для параллельного нахождения детерминанта
|
||||||
|
start_time = time.time()
|
||||||
|
det_parallel = calculate_determinant_parallel(matrix, num_threads)
|
||||||
|
end_time = time.time()
|
||||||
|
print(f"Время при параллельном выполнении ({num_threads} поток): {end_time - start_time:.6f} секунд")
|
||||||
|
print(f"Детерминант: {det_parallel}\n")
|
||||||
|
|
||||||
|
# Запуск бенчмарков
|
||||||
|
benchmark(100)
|
||||||
|
benchmark(300)
|
||||||
|
benchmark(500)
|
BIN
romanova_adelina_lab_6/result.png
Normal file
BIN
romanova_adelina_lab_6/result.png
Normal file
Binary file not shown.
After Width: | Height: | Size: 26 KiB |
Loading…
Reference in New Issue
Block a user