diff --git a/romanova_adelina_lab_6/README.md b/romanova_adelina_lab_6/README.md new file mode 100644 index 0000000..d2b7084 --- /dev/null +++ b/romanova_adelina_lab_6/README.md @@ -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 \ No newline at end of file diff --git a/romanova_adelina_lab_6/main.py b/romanova_adelina_lab_6/main.py new file mode 100644 index 0000000..fed1e97 --- /dev/null +++ b/romanova_adelina_lab_6/main.py @@ -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) diff --git a/romanova_adelina_lab_6/result.png b/romanova_adelina_lab_6/result.png new file mode 100644 index 0000000..69f26f4 Binary files /dev/null and b/romanova_adelina_lab_6/result.png differ diff --git a/romanova_adelina_lab_7/README.md b/romanova_adelina_lab_7/README.md new file mode 100644 index 0000000..3a4339c --- /dev/null +++ b/romanova_adelina_lab_7/README.md @@ -0,0 +1,23 @@ +# Лабораторная работа 7. Балансировка нагрузки в распределённых системах при помощи открытых технологий на примерах + +### Задание +Написать небольшое эссе (буквально несколько абзацев) своими словами. + +  1. Какие алгоритмы и методы используются для балансировки нагрузки? + +  2. Какие открытые технологии существуют для балансировки нагрузки? + +  3. Как осуществляется балансировка нагрузки на базах данных? + +  4. Реверс-прокси как один из элементов балансировки нагрузки. +*** +### Эссе +Балансировка нагрузки в распределенных системах используется для равномерного распределения работы и ресурсов между компонентами системы. Это способствует повышению отказоустойчивости и обеспечивает высокую производительность системы. Для достижения равномерного распределения нагрузки применяются различные алгоритмы. + +Алгоритмы балансировки нагрузки включают циклический перебор (распределение запросов между серверами по очереди), взвешенный циклический перебор (с учетом веса каждого сервера в зависимости от его производительности) и выбор сервера с наименьшим количеством активных соединений. + +Для балансировки нагрузки в распределенных системах применяются открытые технологии, такие как Nginx и Apache HTTP Server. Эти веб-серверы обеспечивают высокую производительность и отказоустойчивость. + +Балансировка нагрузки на базах данных осуществляется с использованием методов репликации данных (синхронизации нескольких копий базы данных) и шардирования (разделение базы данных на несколько шардов с частями данных). + +Реверс-прокси, такой как Nginx, является элементом балансировки нагрузки, направляя запросы от клиентов к наиболее подходящим серверам в зависимости от текущей нагрузки. \ No newline at end of file diff --git a/romanova_adelina_lab_8/README.md b/romanova_adelina_lab_8/README.md new file mode 100644 index 0000000..9b8b9a7 --- /dev/null +++ b/romanova_adelina_lab_8/README.md @@ -0,0 +1,25 @@ +# Лабораторная работа 8. Как Вы поняли, что называется распределенной системой и как она устроена? + +### Задание +Написать небольшое эссе (буквально несколько абзацев) своими словами. + +  1. Зачем сложные системы (например, социальная сеть ВКонтакте) пишутся в "распределенном" стиле, где каждое отдельное приложение (или сервис) функционально выполняет только ограниченный спектр задач? + +  2. Для чего были созданы системы оркестрации приложений? Каким образом они упрощают / усложняют разработку и сопровождение распределенных систем? + +  3. Для чего нужны очереди обработки сообщений и что может подразумеваться под сообщениями? + +  4. Какие преимущества и недостатки распределенных приложений существуют на Ваш взгляд? + +  5. Целесообразно ли в сложную распределенную систему внедрять параллельные вычисления? Приведите примеры, когда это действительно нужно, а когда нет. + +### Эссе +Распределенные системы являются важной частью современных IT-технологий, предоставляя масштабируемость и надежность. Однако, их создание и поддержка требуют дополнительных усилий. + +Основная причина использования распределенного подхода - это масштабируемость и надежность. Распределение задач между компонентами позволяет эффективнее использовать ресурсы и обеспечивает отказоустойчивость. При сбое одного компонента, другие продолжают работу. + +Системы оркестрации приложений упрощают управление распределенными системами, сосредотачивая внимание разработчиков на коде, а не на сложности взаимодействия компонентов. Однако, они могут усложнить разработку, требуя дополнительной конфигурации. + +Очереди обработки сообщений играют важную роль, обеспечивая передачу данных между компонентами. Они позволяют асинхронно обрабатывать сообщения, улучшая производительность и отзывчивость. + +Распределенные приложения могут масштабироваться и обеспечивать отказоустойчивость, но их разработка требует дополнительных усилий. Внедрение параллельных вычислений целесообразно при обработке больших данных, но может быть избыточным в других случаях, добавляя лишнюю сложность. \ No newline at end of file