This commit is contained in:
igors 2024-12-14 23:47:50 +04:00
parent bc087de470
commit b9075bee00
4 changed files with 83 additions and 0 deletions

View File

@ -1,4 +1,7 @@
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project version="4">
<component name="Black">
<option name="sdkName" value="Python 3.12 (DAS_2024_1)" />
</component>
<component name="ProjectRootManager" version="2" project-jdk-name="Python 3.9 (tukaeva_alfiya_lab_4)" project-jdk-type="Python SDK" />
</project>

View File

@ -0,0 +1,30 @@
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.
### Описание работы программы
Программа реализует вычисление детерминанта квадратной матрицы с использованием двух алгоритмов: *обычного и параллельного*.
&nbsp; 1. Обычный алгоритм
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Использует функцию ```numpy.linalg.det()``` для вычисления детерминанта.
&nbsp; 2. Параллельный алгоритм
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;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 полученные значения детерминантов и время выполнения обычного и параллельного алгоритмов.
### Результат работы программы
![](img.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.
# Видеозапись работы программы

View File

@ -0,0 +1,50 @@
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_list=[1, 2, 4]):
# 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"Последовательный: Детерминант: {det_normal} Время выполнения: {end_time - start_time:.6f} секунд")
# Бенчмарк для параллельного нахождения детерминанта
for num_threads in num_threads_list:
start_time = time.time()
det_parallel = calculate_determinant_parallel(matrix, num_threads)
end_time = time.time()
print(f"Параллельный ({num_threads} поток): Детерминант: {det_parallel} Время выполнения: {end_time - start_time:.6f} секунд")
print()
# Запуск бенчмарков
benchmark(100)
benchmark(300)
benchmark(500)

BIN
melnikov_igor_lab_6/img.png Normal file

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 82 KiB