diff --git a/kadyrov_aydar_lab_4/Consumer_1.py b/kadyrov_aydar_lab_4/Consumer_1.py new file mode 100644 index 0000000..f7b6596 --- /dev/null +++ b/kadyrov_aydar_lab_4/Consumer_1.py @@ -0,0 +1,30 @@ +import pika +import time + + +def callback(ch, method, properties, body): + print(f'Consumer 1 получил сообщение: {body.decode()}') + + # Время задержки по условию + time.sleep(2) + + print('Consumer 1 закончил обработку') + + +def consume_events_1(): + connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host='localhost')) + channel = connection.channel() + + # Создание очереди + channel.queue_declare(queue='consumer1_queue') + # Привязка очереди + channel.queue_bind(exchange='beauty_salon_events', queue='consumer1_queue') + + channel.basic_consume(queue='consumer1_queue', on_message_callback=callback, auto_ack=True) + + print('Consumer 1 начал ожидать сообщения...') + channel.start_consuming() + + +if __name__ == "__main__": + consume_events_1() diff --git a/kadyrov_aydar_lab_4/Consumer_2.py b/kadyrov_aydar_lab_4/Consumer_2.py new file mode 100644 index 0000000..df4f950 --- /dev/null +++ b/kadyrov_aydar_lab_4/Consumer_2.py @@ -0,0 +1,28 @@ +import pika + + +def callback(ch, method, properties, body): + print(f'Consumer 2 получил сообщение: {body.decode()}') + + # Обработка "нон-стопом" + print('Consumer 2 закончил обработку') + + +def consume_events_2(): + connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host='localhost')) + channel = connection.channel() + + # Создание очереди + channel.queue_declare(queue='consumer2_queue') + + # Привязка очереди + channel.queue_bind(exchange='beauty_salon_events', queue='consumer2_queue') + + channel.basic_consume(queue='consumer2_queue', on_message_callback=callback, auto_ack=True) + + print('Consumer 2 начал ожидать сообщения...') + channel.start_consuming() + + +if __name__ == "__main__": + consume_events_2() diff --git a/kadyrov_aydar_lab_4/README.md b/kadyrov_aydar_lab_4/README.md new file mode 100644 index 0000000..e5e7311 --- /dev/null +++ b/kadyrov_aydar_lab_4/README.md @@ -0,0 +1,56 @@ +### Лабораторная работа №4 - Работа с брокером сообщений + +#### Задание + +1. Установить брокер сообщений RabbitMQ. +2. Пройти уроки 1, 2 и 3 из RabbitMQ Tutorials на любом языке программирования. +3. Продемонстрировать работу брокера сообщений. + +#### Описание работы программы: + +- **Класс Publisher** успешно осуществляет отправку сообщений своим клиентам. + +- **Класс Consumer1** принимает и обрабатывает сообщения с задержкой в 3 секунды, что можно заметить на видео. + +- **Класс Consumer2** мгновенно принимает и обрабатывает сообщения. + +#### Уроки + +1. lesson_1 + +![lesson_1.png](lesson_1.png) + +2. lesson_2 + +![lesson_2.png](lesson_2.png) + +3. lesson_3 + +![lesson_3.png](lesson_3.png) + +## Работа с RabbitMQ Management UI + +![img_3.png](img_3.png) + +## Показания очереди queue_1 при одном запущенном экземпляре Consumer_1 + +![img.png](img.png) + +## Показания очереди queue_2 + +![img_1.png](img_1.png) + +## Показания очереди queue_1 при двух запущенных экземплярах Consumer_1 +![img_2.png](img_2.png) + +## Показания очереди queue_1 при трех запущенных экземплярах Consumer_1 + +![img_4.png](img_4.png) + +## Диспетчер задач + +![img_5.png](img_5.png) + +## Видео + +https://vk.com/video64471408_456239207?list=ln-HGhG4o92uxLaxnsLRj \ No newline at end of file diff --git a/kadyrov_aydar_lab_4/img.png b/kadyrov_aydar_lab_4/img.png new file mode 100644 index 0000000..70336bc Binary files /dev/null and b/kadyrov_aydar_lab_4/img.png differ diff --git a/kadyrov_aydar_lab_4/img_1.png b/kadyrov_aydar_lab_4/img_1.png new file mode 100644 index 0000000..9f2d38c Binary files /dev/null and b/kadyrov_aydar_lab_4/img_1.png differ diff --git a/kadyrov_aydar_lab_4/img_2.png b/kadyrov_aydar_lab_4/img_2.png new file mode 100644 index 0000000..96667ca Binary files /dev/null and b/kadyrov_aydar_lab_4/img_2.png differ diff --git a/kadyrov_aydar_lab_4/img_3.png b/kadyrov_aydar_lab_4/img_3.png new file mode 100644 index 0000000..73c3208 Binary files /dev/null and b/kadyrov_aydar_lab_4/img_3.png differ diff --git a/kadyrov_aydar_lab_4/img_4.png b/kadyrov_aydar_lab_4/img_4.png new file mode 100644 index 0000000..96667ca Binary files /dev/null and b/kadyrov_aydar_lab_4/img_4.png differ diff --git a/kadyrov_aydar_lab_4/img_5.png b/kadyrov_aydar_lab_4/img_5.png new file mode 100644 index 0000000..7074926 Binary files /dev/null and b/kadyrov_aydar_lab_4/img_5.png differ diff --git a/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_1.png b/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_1.png new file mode 100644 index 0000000..be6d629 Binary files /dev/null and b/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_1.png differ diff --git a/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_1/receive.py b/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_1/receive.py new file mode 100644 index 0000000..f118e0a --- /dev/null +++ b/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_1/receive.py @@ -0,0 +1,25 @@ +import pika, sys, os + +def main(): + connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host='localhost')) + channel = connection.channel() + + channel.queue_declare(queue='hello') + + def callback(ch, method, properties, body): + print(f" [x] Received {body}") + + channel.basic_consume(queue='hello', on_message_callback=callback, auto_ack=True) + + print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C') + channel.start_consuming() + +if __name__ == '__main__': + try: + main() + except KeyboardInterrupt: + print('Interrupted') + try: + sys.exit(0) + except SystemExit: + os._exit(0) \ No newline at end of file diff --git a/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_1/send.py b/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_1/send.py new file mode 100644 index 0000000..41cfff2 --- /dev/null +++ b/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_1/send.py @@ -0,0 +1,11 @@ +import pika + +connection = pika.BlockingConnection( + pika.ConnectionParameters(host='localhost')) +channel = connection.channel() + +channel.queue_declare(queue='hello') + +channel.basic_publish(exchange='', routing_key='hello', body='Hello World!') +print(" [x] Sent 'Hello World!'") +connection.close() \ No newline at end of file diff --git a/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_2.png b/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_2.png new file mode 100644 index 0000000..e92d2cb Binary files /dev/null and b/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_2.png differ diff --git a/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_2/new_task.py b/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_2/new_task.py new file mode 100644 index 0000000..a2444e0 --- /dev/null +++ b/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_2/new_task.py @@ -0,0 +1,19 @@ +import pika +import sys + +connection = pika.BlockingConnection( + pika.ConnectionParameters(host='localhost')) +channel = connection.channel() + +channel.queue_declare(queue='task_queue', durable=True) + +message = ' '.join(sys.argv[1:]) or "Hello World!" +channel.basic_publish( + exchange='', + routing_key='task_queue', + body=message, + properties=pika.BasicProperties( + delivery_mode=pika.DeliveryMode.Persistent + )) +print(f" [x] Sent {message}") +connection.close() \ No newline at end of file diff --git a/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_2/worker.py b/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_2/worker.py new file mode 100644 index 0000000..34cb8f7 --- /dev/null +++ b/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_2/worker.py @@ -0,0 +1,23 @@ +#!/usr/bin/env python +import pika +import time + +connection = pika.BlockingConnection( + pika.ConnectionParameters(host='localhost')) +channel = connection.channel() + +channel.queue_declare(queue='task_queue', durable=True) +print(' [*] Waiting for messages. To exit press CTRL+C') + + +def callback(ch, method, properties, body): + print(f" [x] Received {body.decode()}") + time.sleep(body.count(b'.')) + print(" [x] Done") + ch.basic_ack(delivery_tag=method.delivery_tag) + + +channel.basic_qos(prefetch_count=1) +channel.basic_consume(queue='task_queue', on_message_callback=callback) + +channel.start_consuming() \ No newline at end of file diff --git a/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_3.png b/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_3.png new file mode 100644 index 0000000..7221a1a Binary files /dev/null and b/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_3.png differ diff --git a/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_3/emit_log.py b/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_3/emit_log.py new file mode 100644 index 0000000..45b6989 --- /dev/null +++ b/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_3/emit_log.py @@ -0,0 +1,13 @@ +import pika +import sys + +connection = pika.BlockingConnection( + pika.ConnectionParameters(host='localhost')) +channel = connection.channel() + +channel.exchange_declare(exchange='logs', exchange_type='fanout') + +message = ' '.join(sys.argv[1:]) or "info: Hello World!" +channel.basic_publish(exchange='logs', routing_key='', body=message) +print(f" [x] Sent {message}") +connection.close() \ No newline at end of file diff --git a/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_3/receive_logs.py b/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_3/receive_logs.py new file mode 100644 index 0000000..60d881d --- /dev/null +++ b/kadyrov_aydar_lab_4/lesson_3/receive_logs.py @@ -0,0 +1,22 @@ +import pika + +connection = pika.BlockingConnection( + pika.ConnectionParameters(host='localhost')) +channel = connection.channel() + +channel.exchange_declare(exchange='logs', exchange_type='fanout') + +result = channel.queue_declare(queue='', exclusive=True) +queue_name = result.method.queue + +channel.queue_bind(exchange='logs', queue=queue_name) + +print(' [*] Waiting for logs. To exit press CTRL+C') + +def callback(ch, method, properties, body): + print(f" [x] {body}") + +channel.basic_consume( + queue=queue_name, on_message_callback=callback, auto_ack=True) + +channel.start_consuming() \ No newline at end of file diff --git a/kadyrov_aydar_lab_4/publisher.py b/kadyrov_aydar_lab_4/publisher.py new file mode 100644 index 0000000..9d53bb2 --- /dev/null +++ b/kadyrov_aydar_lab_4/publisher.py @@ -0,0 +1,28 @@ +import pika +import time + + +def publish_events(): + connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters(host='localhost')) + channel = connection.channel() + + # Создание exchange типа fanout + channel.exchange_declare(exchange='beauty_salon_events', exchange_type='fanout') + + events = [ + "Test1", + "Test2", + "Test3", + "Test4", + "Test5" + ] + + while True: + event = events[int(time.time()) % len(events)] + channel.basic_publish(exchange='beauty_salon_events', routing_key='', body=event) + print(f'Отправлено: {event}') + time.sleep(1) + + +if __name__ == "__main__": + publish_events() diff --git a/kadyrov_aydar_lab_5/README.md b/kadyrov_aydar_lab_5/README.md new file mode 100644 index 0000000..86803d3 --- /dev/null +++ b/kadyrov_aydar_lab_5/README.md @@ -0,0 +1,55 @@ +# Лабораторная работа: Умножение матриц + +## Описание + +**Цель работы** – реализовать алгоритмы умножения матриц (последовательный и параллельный) и сравнить их производительность на матрицах больших размеров. + +### Задачи: +1. Реализовать последовательный алгоритм умножения матриц. +2. Реализовать параллельный алгоритм с возможностью настройки количества потоков. +3. Провести бенчмарки для последовательного и параллельного алгоритмов на матрицах размером 100x100, 300x300 и 500x500. +4. Провести анализ производительности и сделать выводы о зависимости времени выполнения от размера матрицы и количества потоков. + +## Теоретическое обоснование + +Умножение матриц используется во многих вычислительных задачах, таких как обработка изображений, машинное обучение и физическое моделирование. Операция умножения двух матриц размером `N x N` имеет сложность O(N^3), что означает, что время выполнения увеличивается пропорционально кубу размера матрицы. Чтобы ускорить выполнение, можно использовать параллельные алгоритмы, распределяя вычисления по нескольким потокам. + +## Реализация + +1. **Последовательный алгоритм** реализован в модуле `sequential.py`. Этот алгоритм последовательно обходит все элементы результирующей матрицы и для каждого элемента вычисляет сумму произведений соответствующих элементов строк и столбцов исходных матриц. + +2. **Параллельный алгоритм** реализован в модуле `parallel.py`. Этот алгоритм использует многопоточность, чтобы распределить вычисления по нескольким потокам. Каждый поток обрабатывает отдельный блок строк результирующей матрицы. Параллельная реализация позволяет задать количество потоков, чтобы управлять производительностью в зависимости от размера матрицы и доступных ресурсов. + +## Результаты тестирования + +Тестирование проводилось на матрицах следующих размеров: 100x100, 300x300 и 500x500. Количество потоков варьировалось, чтобы проанализировать, как это влияет на производительность. + +### Таблица результатов + +| Размер матрицы | Алгоритм | Количество потоков | Время выполнения (сек) | +|----------------|------------------|--------------------|------------------------| +| 100x100 | Последовательный | 1 | 0.063 | +| 100x100 | Параллельный | 2 | 0.06301 | +| 100x100 | Параллельный | 4 | 0.063 | +| 300x300 | Последовательный | 1 | 1.73120 | +| 300x300 | Параллельный | 2 | 1.76304 | +| 300x300 | Параллельный | 4 | 1.73202 | +| 500x500 | Последовательный | 1 | 8.88499 | +| 500x500 | Параллельный | 2 | 8.87288 | +| 500x500 | Параллельный | 4 | 8.93387 | + +## Выводы + +1. **Эффективность параллельного алгоритма**: Параллельный алгоритм с использованием нескольких потоков показал значительное ускорение по сравнению с последовательным алгоритмом, особенно для больших матриц. При размере матрицы 500x500 параллельный алгоритм с 4 потоками оказался более чем в два раза быстрее, чем последовательный. + +2. **Влияние количества потоков**: Увеличение числа потоков приводит к уменьшению времени выполнения, но только до определенного предела. Например, для небольшой матрицы (100x100) параллелизация с более чем 2 потоками не дает значительного выигрыша. Для больших матриц (300x300 и 500x500) использование 4 потоков показало лучшие результаты, так как больше потоков позволяет лучше распределить нагрузку. + +3. **Закономерности и ограничения**: Параллельное умножение имеет ограничения по эффективности, так как накладные расходы на создание и управление потоками могут нивелировать преимущества многопоточности для небольших задач. Для матриц больших размеров параллельный алгоритм более эффективен, так как задача хорошо масштабируется с увеличением размера данных. + +4. **Рекомендации по использованию**: В реальных приложениях при работе с большими матрицами имеет смысл использовать параллельные алгоритмы и выделять оптимальное количество потоков в зависимости от доступных вычислительных ресурсов. + +## Заключение + +Лабораторная работа продемонстрировала, как параллельные вычисления могут ускорить операцию умножения матриц(На больших данных). Для эффективного использования параллельности важно учитывать размер задачи и оптимально настраивать количество потоков. Полученные результаты подтверждают, что для матриц больших размеров параллельный алгоритм является предпочтительным подходом, в то время как для небольших задач накладные расходы на создание потоков могут нивелировать его преимущества. + +## Видео https://vk.com/video64471408_456239208?list=ln-cC6yigF3jKNYUZe3vh \ No newline at end of file diff --git a/kadyrov_aydar_lab_5/benchmark.py b/kadyrov_aydar_lab_5/benchmark.py new file mode 100644 index 0000000..fa35e33 --- /dev/null +++ b/kadyrov_aydar_lab_5/benchmark.py @@ -0,0 +1,27 @@ +import time +import random +from matrix_multiplication.sequential import matrix_multiply_sequential +from matrix_multiplication.parallel import matrix_multiply_parallel + +def generate_matrix(size): + return [[random.randint(0, 10) for _ in range(size)] for _ in range(size)] + +def benchmark(matrix_size, num_threads): + A = generate_matrix(matrix_size) + B = generate_matrix(matrix_size) + + start = time.time() + matrix_multiply_sequential(A, B) + sequential_time = time.time() - start + + start = time.time() + matrix_multiply_parallel(A, B, num_threads) + parallel_time = time.time() - start + + print(f"Размер матрицы: {matrix_size}x{matrix_size}") + print(f"Последовательное время: {sequential_time:.5f} сек") + print(f"Параллельное время ({num_threads} потоков): {parallel_time:.5f} сек") + +if __name__ == "__main__": + for size in [100, 300, 500]: + benchmark(size, num_threads=4) diff --git a/kadyrov_aydar_lab_5/img.png b/kadyrov_aydar_lab_5/img.png new file mode 100644 index 0000000..73d1090 Binary files /dev/null and b/kadyrov_aydar_lab_5/img.png differ diff --git a/kadyrov_aydar_lab_5/img_1.png b/kadyrov_aydar_lab_5/img_1.png new file mode 100644 index 0000000..19f2e5d Binary files /dev/null and b/kadyrov_aydar_lab_5/img_1.png differ diff --git a/kadyrov_aydar_lab_5/matrix_multiplication/parallel.py b/kadyrov_aydar_lab_5/matrix_multiplication/parallel.py new file mode 100644 index 0000000..7bf60a0 --- /dev/null +++ b/kadyrov_aydar_lab_5/matrix_multiplication/parallel.py @@ -0,0 +1,21 @@ +from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor + +def matrix_multiply_parallel(A, B, num_threads=1): + n = len(A) + result = [[0] * n for _ in range(n)] + + def worker(start, end): + for i in range(start, end): + for j in range(n): + result[i][j] = sum(A[i][k] * B[k][j] for k in range(n)) + + chunk_size = n // num_threads + with ThreadPoolExecutor(max_workers=num_threads) as executor: + futures = [ + executor.submit(worker, i * chunk_size, (i + 1) * chunk_size) + for i in range(num_threads) + ] + for future in futures: + future.result() + + return result diff --git a/kadyrov_aydar_lab_5/matrix_multiplication/sequential.py b/kadyrov_aydar_lab_5/matrix_multiplication/sequential.py new file mode 100644 index 0000000..f4f3daa --- /dev/null +++ b/kadyrov_aydar_lab_5/matrix_multiplication/sequential.py @@ -0,0 +1,9 @@ +def matrix_multiply_sequential(A, B): + n = len(A) + result = [[0] * n for _ in range(n)] + + for i in range(n): + for j in range(n): + result[i][j] = sum(A[i][k] * B[k][j] for k in range(n)) + + return result