DAS_2024_1/pupkov_alexey_lab_5/main.py

93 lines
3.6 KiB
Python
Raw Normal View History

2024-11-17 00:47:02 +04:00
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
import time
import numpy as np
import argparse
# Последовательное умножение
def matrix_multiply_sequential(A, B):
n = len(A)
C = [[0] * n for _ in range(n)]
# Транспонируем матрицу B для оптимального доступа по строкам
B_T = [[B[j][i] for j in range(n)] for i in range(n)]
for i in range(n):
A_row = A[i]
for j in range(n):
B_col = B_T[j]
sum_ij = 0
for k in range(n):
sum_ij += A_row[k] * B_col[k]
C[i][j] = sum_ij
return C
# Вычисляет подматрицу C
def worker(A, B, C, start_row, end_row):
n = len(A)
for i in range(start_row, end_row):
for j in range(n):
sum_ij = 0
for k in range(n):
sum_ij += A[i][k] * B[k][j]
C[i][j] = sum_ij
# Параллельное умножение матриц
def matrix_multiply_parallel(A, B, num_threads):
n = len(A)
C = [[0] * n for _ in range(n)]
# Разбиваем строки между потоками
rows_per_thread = n // num_threads
extra_rows = n % num_threads
row_splits = [rows_per_thread + (1 if i < extra_rows else 0) for i in range(num_threads)]
row_indices = [sum(row_splits[:i]) for i in range(num_threads + 1)]
# Параллельно выполняем умножение подматриц
with ThreadPoolExecutor(max_workers=num_threads) as executor:
futures = [
executor.submit(worker, A, B, C, row_indices[i], row_indices[i+1])
for i in range(num_threads)
]
for future in futures:
future.result()
return C
def benchmark(matrix_sizes, num_threads_list):
for size in matrix_sizes:
A = [[1] * size for _ in range(size)] # Матрицы, заполненные единицами для упрощения теста
B = [[1] * size for _ in range(size)]
print(f"\nРазмер матриц: {size}x{size}")
# Бенчмарк для последовательного алгоритма
start_time = time.time()
C_seq = matrix_multiply_sequential(A, B)
sequential_time = time.time() - start_time
print(f"Последовательное умножение заняло: {sequential_time:.4f} секунд")
# Бенчмарк для параллельного алгоритма
for num_threads in num_threads_list:
start_time = time.time()
C_par = matrix_multiply_parallel(A, B, num_threads)
parallel_time = time.time() - start_time
print(f"Параллельное умножение с {num_threads} потоками заняло: {parallel_time:.4f} секунд")
if __name__ == "__main__":
parser = argparse.ArgumentParser(description="Запуск бенчмарков для умножения матриц.")
parser.add_argument(
"--threads",
type=int,
nargs="+",
required=True,
help="Список количества потоков для параллельного алгоритма (например, --threads 1 2 4 8)"
)
args = parser.parse_args()
# Задание размеров матриц для тестов
matrix_sizes = [100, 300, 500]
num_threads_list = args.threads # Получаем список потоков из аргументов командной строки
# Запуск бенчмарка
benchmark(matrix_sizes, num_threads_list)