DAS_2023_1/almukhammetov_bulat_lab_6

Альмухамметов ПИбд-42

Описание программы:

Эта программа предназначена для расчета детерминанта квадратных матриц с использованием как последовательных, так и параллельных вычислений. Она позволяет оценить и сравнить производительность и использование памяти обоих методов.

Основные функции программы:

Ввод количества потоков: Пользователь может ввести количество потоков, которые будут использоваться для параллельных вычислений. Если введено некорректное значение, по умолчанию используется 4 потока.

Генерация матриц: Программа генерирует квадратные матрицы заданных размеров (6x6, 8x8 и 10x10) со случайными значениями.

Тестирование производительности: Программа выполняет расчет детерминанта для каждой сгенерированной матрицы, используя последовательные и параллельные вычисления. Это повторяется 10 раз для получения средних значений времени выполнения и использованной памяти.

Вывод результатов: После тестирования программа выводит средние значения времени выполнения и использованной памяти для последовательных и параллельных вычислений для каждого размера матрицы.

Основные методы программы:

GenerateMatrix(int rows, int cols): Генерирует матрицу заданного размера с случайными значениями.

TestMatrixOperation(int[,] matrix, int threadCount): Выполняет расчет детерминанта для заданной матрицы обоими методами и измеряет время выполнения и использованную память.

IsSquareMatrix(int[,] matrix): Проверяет, является ли матрица квадратной.

DeterminantParallel(int[,] matrix, int threadCount): Вычисляет детерминант матрицы, используя параллельные вычисления.

DeterminantSequential(int[,] matrix): Вычисляет детерминант матрицы последовательным методом.

CreateSmallerMatrix(int[,] matrix, int excludingRow, int excludingCol): Создает меньшую матрицу путем исключения заданной строки и столбца из исходной матрицы.

Проверка работоспособности:

Результаты:

Введите количество потоков: 2 Прогон #1:

Последовательно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 6 мс, Память: 640 байт Последовательно: Время: 3 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 5 мс, Память: 832 байт Последовательно: Время: 389 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 121 мс, Память: 4744 байт Прогон #2:

Последовательно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Последовательно: Время: 3 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 1 мс, Память: 0 байт Последовательно: Время: 324 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 77 мс, Память: 0 байт Прогон #3:

Последовательно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Последовательно: Время: 3 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Последовательно: Время: 336 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 75 мс, Память: 0 байт Прогон #4:

Последовательно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Последовательно: Время: 3 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 1 мс, Память: 0 байт Последовательно: Время: 317 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 75 мс, Память: 0 байт Прогон #5:

Последовательно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Последовательно: Время: 3 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 1 мс, Память: 0 байт Последовательно: Время: 324 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 74 мс, Память: 0 байт Прогон #6:

Последовательно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Последовательно: Время: 3 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 1 мс, Память: 0 байт Последовательно: Время: 322 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 77 мс, Память: 0 байт Прогон #7:

Последовательно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Последовательно: Время: 3 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 1 мс, Память: 0 байт Последовательно: Время: 341 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 74 мс, Память: 0 байт Прогон #8:

Последовательно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Последовательно: Время: 3 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 1 мс, Память: 0 байт Последовательно: Время: 319 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 74 мс, Память: 0 байт Прогон #9:

Последовательно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Последовательно: Время: 3 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 1 мс, Память: 0 байт Последовательно: Время: 337 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 76 мс, Память: 0 байт Прогон #10:

Последовательно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Последовательно: Время: 3 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 0 мс, Память: 0 байт Последовательно: Время: 348 мс, Память: 0 байт Параллельно: Время: 78 мс, Память: 0 байт

Среднее время (мс) и расход памяти (байт) для последовательного и параллельного определения детерминанта: 6x6: Последовательно: Время: 0 мс, Память: 0 байт 6x6: Параллельно: Время: 0 мс, Память: 64 байт 8x8: Последовательно: Время: 3 мс, Память: 0 байт 8x8: Параллельно: Время: 1 мс, Память: 83 байт 10x10: Последовательно: Время: 335 мс, Память: 0 байт 10x10: Параллельно: Время: 80 мс, Память: 474 байт

Выводы:

1. Для небольших матриц (6x6 и 8x8) разница во времени выполнения между последовательным и параллельным методами незначительна. Однако при увеличении размера матрицы до 10x10 параллельные вычисления значительно ускоряют процесс.
2. Параллельные вычисления требуют немного больше памяти. Это связано дополнительными затратами на создание и управление потоками.
3. Параллельное выполнение становится более выгодным с увеличением сложности задачи, что видно из значительного уменьшения времени вычислений для 10x10 матрицы.

Видео:

https://vk.com/video228053206_456240783?list=ln-gr1nvdhEV3ZZ74iKE0