Compare commits
No commits in common. "4c2e646f1ad0b291b05d1bd974cc23f979ed69b6" and "1cca5bf31f424d19cceb64c9612fc4cfd02269e4" have entirely different histories.
4c2e646f1a
...
1cca5bf31f
@ -1,32 +0,0 @@
|
|||||||
# Лабораторная работа №6
|
|
||||||
|
|
||||||
## Задание
|
|
||||||
|
|
||||||
Реализовать последователный и параллельный алгоритм поиска детерминанта матрицы размером 100x100, 300x300, 500x500 элементов, сравнить результаты.
|
|
||||||
|
|
||||||
## Описание алгоритмов
|
|
||||||
|
|
||||||
### Последовательное поиск детерминанта
|
|
||||||
|
|
||||||
- Использует метод Гаусса для приведения матрицы к верхней треугольной форме. Детерминант равен произведению элементов на диагонали. Время работы — O(n³).
|
|
||||||
|
|
||||||
### Параллельное поиск детерминанта
|
|
||||||
|
|
||||||
- Разделяет матрицу на блоки, каждый из которых обрабатывается отдельным потоком.
|
|
||||||
|
|
||||||
### Поиск с использованием библиотеки Numpy
|
|
||||||
|
|
||||||
- Использует оптимизированную функцию np.linalg.det, которая применяет методы, такие как LU-разложение, для быстрого вычисления детерминанта.
|
|
||||||
|
|
||||||
## Результаты
|
|
||||||
|
|
||||||
![](report.png "")
|
|
||||||
|
|
||||||
### Вывод
|
|
||||||
- Параллельное умножение матриц эффективно при работе с большими матрицами при увеличении потоков.
|
|
||||||
- Последовательное умножение матриц эффективно использовать при меньших размерах матриц, где выйгрыш от управления потоками минимален.
|
|
||||||
- Numpy показал блестящий результат.
|
|
||||||
|
|
||||||
## Видеодемонстрация работоспособности
|
|
||||||
|
|
||||||
[Демонстрация работы](https://files.ulstu.ru/s/nWF9CGBGA6Kxw5T)
|
|
@ -1,77 +0,0 @@
|
|||||||
import numpy as np
|
|
||||||
from concurrent.futures import ProcessPoolExecutor
|
|
||||||
import time
|
|
||||||
|
|
||||||
# Функция последовательного поиска детерминанта
|
|
||||||
def det_sequential(matrix):
|
|
||||||
n = len(matrix)
|
|
||||||
det = 1
|
|
||||||
|
|
||||||
for i in range(n):
|
|
||||||
if matrix[i][i] == 0:
|
|
||||||
for j in range(i + 1, n):
|
|
||||||
if matrix[j][i] != 0:
|
|
||||||
matrix[i], matrix[j] = matrix[j], matrix[i]
|
|
||||||
det *= -1
|
|
||||||
break
|
|
||||||
else:
|
|
||||||
return 0
|
|
||||||
|
|
||||||
for j in range(i + 1, n):
|
|
||||||
factor = matrix[j][i] / matrix[i][i]
|
|
||||||
for k in range(i, n):
|
|
||||||
matrix[j][k] -= factor * matrix[i][k]
|
|
||||||
|
|
||||||
det *= matrix[i][i]
|
|
||||||
|
|
||||||
return det
|
|
||||||
|
|
||||||
# Функция поиска детерминанта с numpy
|
|
||||||
def det_numpy(A):
|
|
||||||
return np.linalg.det(A)
|
|
||||||
|
|
||||||
# Функция параллельного поиска детерминанта
|
|
||||||
def det_parallel(A, num_threads):
|
|
||||||
n = len(A)
|
|
||||||
C = []
|
|
||||||
step = n // num_threads
|
|
||||||
|
|
||||||
with ProcessPoolExecutor(max_workers=num_threads) as executor:
|
|
||||||
futures = []
|
|
||||||
for i in range(num_threads):
|
|
||||||
start_row = i * step
|
|
||||||
end_row = (i + 1) * step if i != num_threads - 1 else n
|
|
||||||
a_slice = A[start_row:end_row, start_row:end_row]
|
|
||||||
|
|
||||||
futures.append(executor.submit(det_sequential, a_slice))
|
|
||||||
for future in futures:
|
|
||||||
C.append(future.result())
|
|
||||||
|
|
||||||
return np.prod(C)
|
|
||||||
|
|
||||||
# Пример использования
|
|
||||||
if __name__ == "__main__":
|
|
||||||
matrix_sizes = [100, 300, 500]
|
|
||||||
num_threads = [2, 4, 5, 10]
|
|
||||||
for n in matrix_sizes:
|
|
||||||
A = np.random.rand(n, n)
|
|
||||||
|
|
||||||
# Поиск с numpy
|
|
||||||
start_np = time.time()
|
|
||||||
nump = det_numpy(A)
|
|
||||||
end_np = time.time()
|
|
||||||
print(f'Детерминант матрицы {n}x{n} с numpy: {(end_np - start_np):.3f} с.')
|
|
||||||
|
|
||||||
# Последовательное умножение
|
|
||||||
start_seq = time.time()
|
|
||||||
sequential = det_sequential(A)
|
|
||||||
end_seq = time.time()
|
|
||||||
print(f'Детерминант матрицы {n}x{n} последовательно: {(end_seq - start_seq):.3f} с.')
|
|
||||||
|
|
||||||
# Параллельное умножение
|
|
||||||
for thread in num_threads:
|
|
||||||
start_par = time.time()
|
|
||||||
parallel = det_parallel(A, thread)
|
|
||||||
end_par = time.time()
|
|
||||||
print(f'Детерминант матрицы {n}x{n} параллельно для {thread} потоков: {(end_par - start_par):.3f} с.')
|
|
||||||
print('')
|
|
Binary file not shown.
Before Width: | Height: | Size: 36 KiB |
Loading…
Reference in New Issue
Block a user