DAS_2024_1/presnyakova_victoria_lab_5/main.py

74 lines
2.5 KiB
Python
Raw Normal View History

2024-11-02 18:57:36 +04:00
import numpy as np
import time
import multiprocessing
import concurrent.futures
def multiply_matrices_sequential(matrix_a, matrix_b):
if len(matrix_a[0]) != len(matrix_b):
raise ValueError("матрицы имеют разную длину")
result = [[0 for _ in range(len(matrix_b[0]))] for _ in range(len(matrix_a))]
for i in range(len(matrix_a)):
for j in range(len(matrix_b[0])):
for k in range(len(matrix_b)):
result[i][j] += matrix_a[i][k] * matrix_b[k][j]
return result
def multiply_row(args):
matrix_a, matrix_b, i = args
row_result = [0 for _ in range(len(matrix_b[0]))]
for j in range(len(matrix_b[0])):
for k in range(len(matrix_b)):
row_result[j] += matrix_a[i][k] * matrix_b[k][j]
return row_result, i
def multiply_matrices_parallel(matrix_a, matrix_b, threads):
if len(matrix_a[0]) != len(matrix_b):
raise ValueError("матрицы имеют разную длину")
result = [[0 for _ in range(len(matrix_b[0]))] for _ in range(len(matrix_a))]
with multiprocessing.Pool(processes=threads) as pool:
args_list = [(matrix_a, matrix_b, i) for i in range(len(matrix_a))]
rows_results = pool.map(multiply_row, args_list)
for row_result, row_index in rows_results:
result[row_index] = row_result
return result
# Бенчмарк тесты
def benchmark(matrix_size, num_threads):
A = np.random.rand(matrix_size, matrix_size)
B = np.random.rand(matrix_size, matrix_size)
# Последовательное умножение
start_time = time.time()
multiply_matrices_sequential(A, B)
sequential_time = time.time() - start_time
# Параллельное умножение
start_time = time.time()
multiply_matrices_parallel(A, B, num_threads)
parallel_time = time.time() - start_time
print(f"Размер матрицы: {matrix_size}x{matrix_size}")
print(f"Время последовательного алгоритма: {sequential_time:.4f} секунд")
print(f"Время параллельного алгоритма ({num_threads} потоков): {parallel_time:.4f} секунд")
print("\n")
if __name__ == '__main__':
# Проведение бенчмарков
sizes = [100, 300, 500]
for size in sizes:
benchmark(size, num_threads=1) # 1 поток для проверки равенства результатов
benchmark(size, num_threads=4) # 4 потока