Merge pull request 'romanova_adelina_lab_6_ready' (#131) from romanova_adelina_lab_6 into main

Reviewed-on: #131
This commit is contained in:
Alexey 2024-12-10 22:01:12 +04:00
commit 2076756f20
3 changed files with 86 additions and 0 deletions

View 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

View 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)

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 26 KiB