DAS_2024_1/turner_ilya_lab_6/main.py

84 lines
2.8 KiB
Python
Raw Normal View History

2024-11-10 18:00:17 +04:00
import random
import time
import multiprocessing
import numpy as np
# Генерация матрицы
def generate_matrix(size):
return [[random.randint(0, 10) for _ in range(size)] for _ in range(size)]
# Вычисление детерминанта матрицы (рекурсивно)
def determinant(matrix):
size = len(matrix)
if size == 2:
return matrix[0][0] * matrix[1][1] - matrix[0][1] * matrix[1][0]
det = 0
for col in range(size):
submatrix = [row[:col] + row[col+1:] for row in matrix[1:]]
det += ((-1) ** col) * matrix[0][col] * determinant(submatrix)
return det
# Вычисление детерминанта параллельно
def parallel_determinant(matrix, num_processes):
size = len(matrix)
if size <= 2:
return determinant(matrix)
# Разбиение задачи по строкам на несколько потоков
chunk_size = size // num_processes
chunks = []
# Создание задач для потоков
for i in range(num_processes):
start_row = i * chunk_size
end_row = (i + 1) * chunk_size if i < num_processes - 1 else size
chunks.append((matrix[start_row:end_row], i))
with multiprocessing.Pool(processes=num_processes) as pool:
results = pool.starmap(calculate_determinant_chunk, [(matrix, chunk[0], chunk[1]) for chunk in chunks])
det = sum(results)
return det
# Вычисление детерминанта для части матрицы в одном процессе
def calculate_determinant_chunk(matrix, chunk, chunk_index):
size = len(matrix)
det = 0
for row in chunk:
for col in range(size):
submatrix = [r[:col] + r[col+1:] for r in matrix[1:]]
det += ((-1) ** (chunk_index + col)) * matrix[0][col] * determinant(submatrix)
return det
# Замер времени для параллельного вычисления детерминанта
def benchmark(size, num_processes=1):
matrix = generate_matrix(size)
start_time = time.time()
parallel_determinant(matrix, num_processes)
par_time = time.time() - start_time
return par_time
def main():
# Размеры матриц
matrix_sizes = [9, 10, 11]
# Количество потоков
num_processes_list = [1, 2, 4, 6, 8]
# Таблица с бенчмарками
print("-*" * 40)
print(f"{'Количество потоков':<20}{'|9x9 (сек.)':<20}{'|10x10 (сек.)':<20}{'|11x11 (сек.)'}")
print("-*" * 40)
for num_processes in num_processes_list:
row = f"{num_processes:<20}"
for size in matrix_sizes:
par_time = benchmark(size, num_processes)
row += f"|{par_time:.4f}".ljust(20)
print(row)
print("-*" * 40)
if __name__ == "__main__":
main()