podkorytova_yulia_lab_5/README.md

@@ -0,0 +1,62 @@
+# Лабораторная работа 5. Параллельное умножение матриц
+### Задание на лабораторную работу
+Кратко: реализовать умножение двух больших квадратных матриц.
+
+Подробно: в лабораторной работе требуется сделать два алгоритма: обычный и параллельный. В параллельном алгоритме предусмотреть ручное задание количества потоков, каждый из которых будет выполнять умножение элементов матрицы в рамках своей зоны ответственности.
+***
+### Описание работы
+Обычный алгоритм реализован в методе `multiplySequential`:
+```
+public static int[][] multiplySequential(int[][] m1, int[][] m2) {
+    int size = m1.length;
+    int[][] res = new int[size][size];
+    for (int i = 0; i < size; i++) {
+        for (int j = 0; j < size; j++) {
+            for (int k = 0; k < size; k++) {
+                res[i][j] += m1[i][k] * m2[k][j];
+            }
+        }
+    }
+
+    return res;
+}
+```
+Параллельный алгоритм реализован в методе `multiplyParallel`:
+```
+public static int[][] multiplyParallel(int[][] m1, int[][] m2, int threadCount) throws InterruptedException {
+    int size = m1.length;
+    int[][] res = new int[size][size];
+    ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(threadCount);
+    for (int i = 0; i < size; i++) {
+        int r = i;
+        executor.submit(() -> {
+            for (int j = 0; j < size; j++) {
+                for (int k = 0; k < size; k++) {
+                    res[r][j] += m1[r][k] * m2[k][j];
+                }
+            }
+        });
+    }
+    executor.shutdown();
+    executor.awaitTermination(Long.MAX_VALUE, TimeUnit.MILLISECONDS);
+
+    return res;
+}
+```
+В методе создается пул потоков с помощью `ExecutorService` и указанным количеством потоков `threadCount`. 
+Затем для каждой строки матрицы m1, создается задача, которая будет выполняться параллельно в отдельном потоке.
+Каждый поток берет на себя определенную строку матрицы m1 и умножает ее на соответствующие столбцы матрицы m2, результат умножения записывается в соответствующую ячейку результирующей матрицы res.
+Так каждый поток работает над своей зоной ответственности в матрицах и выполняет умножение независимо от других потоков.
+
+
+***
+### Результаты
+***Результат работы***
+![](images/result.jpg)
+
+На матрицах размером 100x100 последовательный алгоритм справляется быстрее параллельного, а на матрицах размером 300x300 и 500x500 наоборот - параллельный алгоритм справляется быстрее последовательного.
+
+***Вывод:*** при небольших размерах матриц использование параллельного алгоритма дает проигрыш в производительности использованию последовательного алгоритма. Параллельное умножение матриц будет эффективнее, если размер матриц достаточно большой.
+
+### Ссылка на видео:
+https://drive.google.com/file/d/1jnSD5FNua2payHZc3k18vfhxaAN31Q4A/view?usp=sharing

podkorytova_yulia_lab_5/app/src/Main.java

@@ -0,0 +1,74 @@
+import java.util.Random;
+import java.util.concurrent.ExecutorService;
+import java.util.concurrent.Executors;
+import java.util.concurrent.TimeUnit;
+
+public class Main {
+    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
+        int[] sizes = new int[] {100, 300, 500};
+        for (int i = 0; i < sizes.length; i++) {
+            System.out.println("Время выполнения умножения двух матриц размером " + sizes[i] + "х" + sizes[i] + ":");
+            int[][] m1 = generateMatrix(sizes[i]);
+            int[][] m2 = generateMatrix(sizes[i]);
+
+            long start= System.currentTimeMillis();
+            int[][] resultSequential = multiplySequential(m1, m2);
+            long end = System.currentTimeMillis();
+            long sequentialTime = end - start;
+            System.out.println("Обычный (последовательный) алгоритм - " + sequentialTime + " мс");
+
+            int threadCount = 10;
+            start = System.currentTimeMillis();
+            int[][] resultParallel = multiplyParallel(m1, m2, threadCount);
+            end = System.currentTimeMillis();
+            long parallelTime = end - start;
+            System.out.println("Параллельный алгоритм c " + threadCount + " потоками - " + parallelTime + " мс\n");
+        }
+    }
+
+    public static int[][] generateMatrix(int size) {
+        int[][] m = new int[size][size];
+        Random random = new Random();
+        for (int i = 0; i < size; i++) {
+            for (int j = 0; j < size; j++) {
+                m[i][j] = random.nextInt(100);
+            }
+        }
+
+        return m;
+    }
+
+    public static int[][] multiplySequential(int[][] m1, int[][] m2) {
+        int size = m1.length;
+        int[][] res = new int[size][size];
+        for (int i = 0; i < size; i++) {
+            for (int j = 0; j < size; j++) {
+                for (int k = 0; k < size; k++) {
+                    res[i][j] += m1[i][k] * m2[k][j];
+                }
+            }
+        }
+
+        return res;
+    }
+
+    public static int[][] multiplyParallel(int[][] m1, int[][] m2, int threadCount) throws InterruptedException {
+        int size = m1.length;
+        int[][] res = new int[size][size];
+        ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(threadCount);
+        for (int i = 0; i < size; i++) {
+            int r = i;
+            executor.submit(() -> {
+                for (int j = 0; j < size; j++) {
+                    for (int k = 0; k < size; k++) {
+                        res[r][j] += m1[r][k] * m2[k][j];
+                    }
+                }
+            });
+        }
+        executor.shutdown();
+        executor.awaitTermination(Long.MAX_VALUE, TimeUnit.MILLISECONDS);
+
+        return res;
+    }
+}