Merge pull request 'chernyshev_georgy_lab_6' (#408) from chernyshev_georgy_lab_6 into main
Reviewed-on: #408
This commit was merged in pull request #408.
This commit is contained in:
484
Lab6/.gitignore
vendored
Normal file
484
Lab6/.gitignore
vendored
Normal file
@@ -0,0 +1,484 @@
|
||||
## Ignore Visual Studio temporary files, build results, and
|
||||
## files generated by popular Visual Studio add-ons.
|
||||
##
|
||||
## Get latest from `dotnet new gitignore`
|
||||
|
||||
# dotenv files
|
||||
.env
|
||||
|
||||
# User-specific files
|
||||
*.rsuser
|
||||
*.suo
|
||||
*.user
|
||||
*.userosscache
|
||||
*.sln.docstates
|
||||
|
||||
# User-specific files (MonoDevelop/Xamarin Studio)
|
||||
*.userprefs
|
||||
|
||||
# Mono auto generated files
|
||||
mono_crash.*
|
||||
|
||||
# Build results
|
||||
[Dd]ebug/
|
||||
[Dd]ebugPublic/
|
||||
[Rr]elease/
|
||||
[Rr]eleases/
|
||||
x64/
|
||||
x86/
|
||||
[Ww][Ii][Nn]32/
|
||||
[Aa][Rr][Mm]/
|
||||
[Aa][Rr][Mm]64/
|
||||
bld/
|
||||
[Bb]in/
|
||||
[Oo]bj/
|
||||
[Ll]og/
|
||||
[Ll]ogs/
|
||||
|
||||
# Visual Studio 2015/2017 cache/options directory
|
||||
.vs/
|
||||
# Uncomment if you have tasks that create the project's static files in wwwroot
|
||||
#wwwroot/
|
||||
|
||||
# Visual Studio 2017 auto generated files
|
||||
Generated\ Files/
|
||||
|
||||
# MSTest test Results
|
||||
[Tt]est[Rr]esult*/
|
||||
[Bb]uild[Ll]og.*
|
||||
|
||||
# NUnit
|
||||
*.VisualState.xml
|
||||
TestResult.xml
|
||||
nunit-*.xml
|
||||
|
||||
# Build Results of an ATL Project
|
||||
[Dd]ebugPS/
|
||||
[Rr]eleasePS/
|
||||
dlldata.c
|
||||
|
||||
# Benchmark Results
|
||||
BenchmarkDotNet.Artifacts/
|
||||
|
||||
# .NET
|
||||
project.lock.json
|
||||
project.fragment.lock.json
|
||||
artifacts/
|
||||
|
||||
# Tye
|
||||
.tye/
|
||||
|
||||
# ASP.NET Scaffolding
|
||||
ScaffoldingReadMe.txt
|
||||
|
||||
# StyleCop
|
||||
StyleCopReport.xml
|
||||
|
||||
# Files built by Visual Studio
|
||||
*_i.c
|
||||
*_p.c
|
||||
*_h.h
|
||||
*.ilk
|
||||
*.meta
|
||||
*.obj
|
||||
*.iobj
|
||||
*.pch
|
||||
*.pdb
|
||||
*.ipdb
|
||||
*.pgc
|
||||
*.pgd
|
||||
*.rsp
|
||||
*.sbr
|
||||
*.tlb
|
||||
*.tli
|
||||
*.tlh
|
||||
*.tmp
|
||||
*.tmp_proj
|
||||
*_wpftmp.csproj
|
||||
*.log
|
||||
*.tlog
|
||||
*.vspscc
|
||||
*.vssscc
|
||||
.builds
|
||||
*.pidb
|
||||
*.svclog
|
||||
*.scc
|
||||
|
||||
# Chutzpah Test files
|
||||
_Chutzpah*
|
||||
|
||||
# Visual C++ cache files
|
||||
ipch/
|
||||
*.aps
|
||||
*.ncb
|
||||
*.opendb
|
||||
*.opensdf
|
||||
*.sdf
|
||||
*.cachefile
|
||||
*.VC.db
|
||||
*.VC.VC.opendb
|
||||
|
||||
# Visual Studio profiler
|
||||
*.psess
|
||||
*.vsp
|
||||
*.vspx
|
||||
*.sap
|
||||
|
||||
# Visual Studio Trace Files
|
||||
*.e2e
|
||||
|
||||
# TFS 2012 Local Workspace
|
||||
$tf/
|
||||
|
||||
# Guidance Automation Toolkit
|
||||
*.gpState
|
||||
|
||||
# ReSharper is a .NET coding add-in
|
||||
_ReSharper*/
|
||||
*.[Rr]e[Ss]harper
|
||||
*.DotSettings.user
|
||||
|
||||
# TeamCity is a build add-in
|
||||
_TeamCity*
|
||||
|
||||
# DotCover is a Code Coverage Tool
|
||||
*.dotCover
|
||||
|
||||
# AxoCover is a Code Coverage Tool
|
||||
.axoCover/*
|
||||
!.axoCover/settings.json
|
||||
|
||||
# Coverlet is a free, cross platform Code Coverage Tool
|
||||
coverage*.json
|
||||
coverage*.xml
|
||||
coverage*.info
|
||||
|
||||
# Visual Studio code coverage results
|
||||
*.coverage
|
||||
*.coveragexml
|
||||
|
||||
# NCrunch
|
||||
_NCrunch_*
|
||||
.*crunch*.local.xml
|
||||
nCrunchTemp_*
|
||||
|
||||
# MightyMoose
|
||||
*.mm.*
|
||||
AutoTest.Net/
|
||||
|
||||
# Web workbench (sass)
|
||||
.sass-cache/
|
||||
|
||||
# Installshield output folder
|
||||
[Ee]xpress/
|
||||
|
||||
# DocProject is a documentation generator add-in
|
||||
DocProject/buildhelp/
|
||||
DocProject/Help/*.HxT
|
||||
DocProject/Help/*.HxC
|
||||
DocProject/Help/*.hhc
|
||||
DocProject/Help/*.hhk
|
||||
DocProject/Help/*.hhp
|
||||
DocProject/Help/Html2
|
||||
DocProject/Help/html
|
||||
|
||||
# Click-Once directory
|
||||
publish/
|
||||
|
||||
# Publish Web Output
|
||||
*.[Pp]ublish.xml
|
||||
*.azurePubxml
|
||||
# Note: Comment the next line if you want to checkin your web deploy settings,
|
||||
# but database connection strings (with potential passwords) will be unencrypted
|
||||
*.pubxml
|
||||
*.publishproj
|
||||
|
||||
# Microsoft Azure Web App publish settings. Comment the next line if you want to
|
||||
# checkin your Azure Web App publish settings, but sensitive information contained
|
||||
# in these scripts will be unencrypted
|
||||
PublishScripts/
|
||||
|
||||
# NuGet Packages
|
||||
*.nupkg
|
||||
# NuGet Symbol Packages
|
||||
*.snupkg
|
||||
# The packages folder can be ignored because of Package Restore
|
||||
**/[Pp]ackages/*
|
||||
# except build/, which is used as an MSBuild target.
|
||||
!**/[Pp]ackages/build/
|
||||
# Uncomment if necessary however generally it will be regenerated when needed
|
||||
#!**/[Pp]ackages/repositories.config
|
||||
# NuGet v3's project.json files produces more ignorable files
|
||||
*.nuget.props
|
||||
*.nuget.targets
|
||||
|
||||
# Microsoft Azure Build Output
|
||||
csx/
|
||||
*.build.csdef
|
||||
|
||||
# Microsoft Azure Emulator
|
||||
ecf/
|
||||
rcf/
|
||||
|
||||
# Windows Store app package directories and files
|
||||
AppPackages/
|
||||
BundleArtifacts/
|
||||
Package.StoreAssociation.xml
|
||||
_pkginfo.txt
|
||||
*.appx
|
||||
*.appxbundle
|
||||
*.appxupload
|
||||
|
||||
# Visual Studio cache files
|
||||
# files ending in .cache can be ignored
|
||||
*.[Cc]ache
|
||||
# but keep track of directories ending in .cache
|
||||
!?*.[Cc]ache/
|
||||
|
||||
# Others
|
||||
ClientBin/
|
||||
~$*
|
||||
*~
|
||||
*.dbmdl
|
||||
*.dbproj.schemaview
|
||||
*.jfm
|
||||
*.pfx
|
||||
*.publishsettings
|
||||
orleans.codegen.cs
|
||||
|
||||
# Including strong name files can present a security risk
|
||||
# (https://github.com/github/gitignore/pull/2483#issue-259490424)
|
||||
#*.snk
|
||||
|
||||
# Since there are multiple workflows, uncomment next line to ignore bower_components
|
||||
# (https://github.com/github/gitignore/pull/1529#issuecomment-104372622)
|
||||
#bower_components/
|
||||
|
||||
# RIA/Silverlight projects
|
||||
Generated_Code/
|
||||
|
||||
# Backup & report files from converting an old project file
|
||||
# to a newer Visual Studio version. Backup files are not needed,
|
||||
# because we have git ;-)
|
||||
_UpgradeReport_Files/
|
||||
Backup*/
|
||||
UpgradeLog*.XML
|
||||
UpgradeLog*.htm
|
||||
ServiceFabricBackup/
|
||||
*.rptproj.bak
|
||||
|
||||
# SQL Server files
|
||||
*.mdf
|
||||
*.ldf
|
||||
*.ndf
|
||||
|
||||
# Business Intelligence projects
|
||||
*.rdl.data
|
||||
*.bim.layout
|
||||
*.bim_*.settings
|
||||
*.rptproj.rsuser
|
||||
*- [Bb]ackup.rdl
|
||||
*- [Bb]ackup ([0-9]).rdl
|
||||
*- [Bb]ackup ([0-9][0-9]).rdl
|
||||
|
||||
# Microsoft Fakes
|
||||
FakesAssemblies/
|
||||
|
||||
# GhostDoc plugin setting file
|
||||
*.GhostDoc.xml
|
||||
|
||||
# Node.js Tools for Visual Studio
|
||||
.ntvs_analysis.dat
|
||||
node_modules/
|
||||
|
||||
# Visual Studio 6 build log
|
||||
*.plg
|
||||
|
||||
# Visual Studio 6 workspace options file
|
||||
*.opt
|
||||
|
||||
# Visual Studio 6 auto-generated workspace file (contains which files were open etc.)
|
||||
*.vbw
|
||||
|
||||
# Visual Studio 6 auto-generated project file (contains which files were open etc.)
|
||||
*.vbp
|
||||
|
||||
# Visual Studio 6 workspace and project file (working project files containing files to include in project)
|
||||
*.dsw
|
||||
*.dsp
|
||||
|
||||
# Visual Studio 6 technical files
|
||||
*.ncb
|
||||
*.aps
|
||||
|
||||
# Visual Studio LightSwitch build output
|
||||
**/*.HTMLClient/GeneratedArtifacts
|
||||
**/*.DesktopClient/GeneratedArtifacts
|
||||
**/*.DesktopClient/ModelManifest.xml
|
||||
**/*.Server/GeneratedArtifacts
|
||||
**/*.Server/ModelManifest.xml
|
||||
_Pvt_Extensions
|
||||
|
||||
# Paket dependency manager
|
||||
.paket/paket.exe
|
||||
paket-files/
|
||||
|
||||
# FAKE - F# Make
|
||||
.fake/
|
||||
|
||||
# CodeRush personal settings
|
||||
.cr/personal
|
||||
|
||||
# Python Tools for Visual Studio (PTVS)
|
||||
__pycache__/
|
||||
*.pyc
|
||||
|
||||
# Cake - Uncomment if you are using it
|
||||
# tools/**
|
||||
# !tools/packages.config
|
||||
|
||||
# Tabs Studio
|
||||
*.tss
|
||||
|
||||
# Telerik's JustMock configuration file
|
||||
*.jmconfig
|
||||
|
||||
# BizTalk build output
|
||||
*.btp.cs
|
||||
*.btm.cs
|
||||
*.odx.cs
|
||||
*.xsd.cs
|
||||
|
||||
# OpenCover UI analysis results
|
||||
OpenCover/
|
||||
|
||||
# Azure Stream Analytics local run output
|
||||
ASALocalRun/
|
||||
|
||||
# MSBuild Binary and Structured Log
|
||||
*.binlog
|
||||
|
||||
# NVidia Nsight GPU debugger configuration file
|
||||
*.nvuser
|
||||
|
||||
# MFractors (Xamarin productivity tool) working folder
|
||||
.mfractor/
|
||||
|
||||
# Local History for Visual Studio
|
||||
.localhistory/
|
||||
|
||||
# Visual Studio History (VSHistory) files
|
||||
.vshistory/
|
||||
|
||||
# BeatPulse healthcheck temp database
|
||||
healthchecksdb
|
||||
|
||||
# Backup folder for Package Reference Convert tool in Visual Studio 2017
|
||||
MigrationBackup/
|
||||
|
||||
# Ionide (cross platform F# VS Code tools) working folder
|
||||
.ionide/
|
||||
|
||||
# Fody - auto-generated XML schema
|
||||
FodyWeavers.xsd
|
||||
|
||||
# VS Code files for those working on multiple tools
|
||||
.vscode/*
|
||||
!.vscode/settings.json
|
||||
!.vscode/tasks.json
|
||||
!.vscode/launch.json
|
||||
!.vscode/extensions.json
|
||||
*.code-workspace
|
||||
|
||||
# Local History for Visual Studio Code
|
||||
.history/
|
||||
|
||||
# Windows Installer files from build outputs
|
||||
*.cab
|
||||
*.msi
|
||||
*.msix
|
||||
*.msm
|
||||
*.msp
|
||||
|
||||
# JetBrains Rider
|
||||
*.sln.iml
|
||||
.idea
|
||||
|
||||
##
|
||||
## Visual studio for Mac
|
||||
##
|
||||
|
||||
|
||||
# globs
|
||||
Makefile.in
|
||||
*.userprefs
|
||||
*.usertasks
|
||||
config.make
|
||||
config.status
|
||||
aclocal.m4
|
||||
install-sh
|
||||
autom4te.cache/
|
||||
*.tar.gz
|
||||
tarballs/
|
||||
test-results/
|
||||
|
||||
# Mac bundle stuff
|
||||
*.dmg
|
||||
*.app
|
||||
|
||||
# content below from: https://github.com/github/gitignore/blob/master/Global/macOS.gitignore
|
||||
# General
|
||||
.DS_Store
|
||||
.AppleDouble
|
||||
.LSOverride
|
||||
|
||||
# Icon must end with two \r
|
||||
Icon
|
||||
|
||||
|
||||
# Thumbnails
|
||||
._*
|
||||
|
||||
# Files that might appear in the root of a volume
|
||||
.DocumentRevisions-V100
|
||||
.fseventsd
|
||||
.Spotlight-V100
|
||||
.TemporaryItems
|
||||
.Trashes
|
||||
.VolumeIcon.icns
|
||||
.com.apple.timemachine.donotpresent
|
||||
|
||||
# Directories potentially created on remote AFP share
|
||||
.AppleDB
|
||||
.AppleDesktop
|
||||
Network Trash Folder
|
||||
Temporary Items
|
||||
.apdisk
|
||||
|
||||
# content below from: https://github.com/github/gitignore/blob/master/Global/Windows.gitignore
|
||||
# Windows thumbnail cache files
|
||||
Thumbs.db
|
||||
ehthumbs.db
|
||||
ehthumbs_vista.db
|
||||
|
||||
# Dump file
|
||||
*.stackdump
|
||||
|
||||
# Folder config file
|
||||
[Dd]esktop.ini
|
||||
|
||||
# Recycle Bin used on file shares
|
||||
$RECYCLE.BIN/
|
||||
|
||||
# Windows Installer files
|
||||
*.cab
|
||||
*.msi
|
||||
*.msix
|
||||
*.msm
|
||||
*.msp
|
||||
|
||||
# Windows shortcuts
|
||||
*.lnk
|
||||
|
||||
# Vim temporary swap files
|
||||
*.swp
|
||||
14
Lab6/Lab6.csproj
Normal file
14
Lab6/Lab6.csproj
Normal file
@@ -0,0 +1,14 @@
|
||||
<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
|
||||
|
||||
<PropertyGroup>
|
||||
<OutputType>Exe</OutputType>
|
||||
<TargetFramework>net8.0</TargetFramework>
|
||||
<ImplicitUsings>enable</ImplicitUsings>
|
||||
<Nullable>enable</Nullable>
|
||||
</PropertyGroup>
|
||||
|
||||
<ItemGroup>
|
||||
<PackageReference Include="MathNet.Numerics" Version="5.0.0" />
|
||||
</ItemGroup>
|
||||
|
||||
</Project>
|
||||
25
Lab6/Lab6.sln
Normal file
25
Lab6/Lab6.sln
Normal file
@@ -0,0 +1,25 @@
|
||||
|
||||
Microsoft Visual Studio Solution File, Format Version 12.00
|
||||
# Visual Studio Version 17
|
||||
VisualStudioVersion = 17.11.35327.3
|
||||
MinimumVisualStudioVersion = 10.0.40219.1
|
||||
Project("{FAE04EC0-301F-11D3-BF4B-00C04F79EFBC}") = "Lab6", "Lab6.csproj", "{2D5E1E1E-F509-478B-BA17-63FD47FD357F}"
|
||||
EndProject
|
||||
Global
|
||||
GlobalSection(SolutionConfigurationPlatforms) = preSolution
|
||||
Debug|Any CPU = Debug|Any CPU
|
||||
Release|Any CPU = Release|Any CPU
|
||||
EndGlobalSection
|
||||
GlobalSection(ProjectConfigurationPlatforms) = postSolution
|
||||
{2D5E1E1E-F509-478B-BA17-63FD47FD357F}.Debug|Any CPU.ActiveCfg = Debug|Any CPU
|
||||
{2D5E1E1E-F509-478B-BA17-63FD47FD357F}.Debug|Any CPU.Build.0 = Debug|Any CPU
|
||||
{2D5E1E1E-F509-478B-BA17-63FD47FD357F}.Release|Any CPU.ActiveCfg = Release|Any CPU
|
||||
{2D5E1E1E-F509-478B-BA17-63FD47FD357F}.Release|Any CPU.Build.0 = Release|Any CPU
|
||||
EndGlobalSection
|
||||
GlobalSection(SolutionProperties) = preSolution
|
||||
HideSolutionNode = FALSE
|
||||
EndGlobalSection
|
||||
GlobalSection(ExtensibilityGlobals) = postSolution
|
||||
SolutionGuid = {7F9BE3D9-E626-4559-83B7-A86E44BABEA8}
|
||||
EndGlobalSection
|
||||
EndGlobal
|
||||
319
Lab6/Program.cs
Normal file
319
Lab6/Program.cs
Normal file
@@ -0,0 +1,319 @@
|
||||
using System;
|
||||
using System.Collections.Generic;
|
||||
using System.Diagnostics;
|
||||
using System.Threading;
|
||||
using MathNet.Numerics.LinearAlgebra;
|
||||
using MathNet.Numerics.LinearAlgebra.Double;
|
||||
|
||||
public class MatrixDeterminant
|
||||
{
|
||||
private readonly object _lock = new object();
|
||||
//поля для многопоточного алгоритма
|
||||
private double _detValue;
|
||||
private double[][] _matrix;
|
||||
|
||||
//генерация рандомной квадратной матрицы заданного размера
|
||||
//(заполняется от 0 до 9, чтобы хотя бы для матриц 100x100 не было переполнения типа double)
|
||||
public double[][] GenerateMatrix(int size)
|
||||
{
|
||||
var random = new Random();
|
||||
var matrix = new double[size][];
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < size; i++)
|
||||
{
|
||||
matrix[i] = new double[size];
|
||||
for (int j = 0; j < size; j++)
|
||||
{
|
||||
matrix[i][j] = random.Next(0, 10);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
return matrix;
|
||||
}
|
||||
//последовательное (1-поточное) вычисление детерминанта методом Гаусса
|
||||
public double SequentialDeterminant(double[][] matrix)
|
||||
{
|
||||
int n = matrix.Length;
|
||||
//копия исходной матрицы, чтобы не изменять исходную
|
||||
double[][] m = Copy(matrix);
|
||||
double detValue = 1;
|
||||
|
||||
//Приведение к ступенчатому (верхнетреугольному) виду
|
||||
//
|
||||
//проходим по всем строкам
|
||||
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||
{
|
||||
// если ведущий элемент = 0
|
||||
if (m[i][i] == 0)
|
||||
{
|
||||
//ищем строку для замены
|
||||
bool swapped = false;
|
||||
for (int j = i + 1; j < n; j++)
|
||||
{
|
||||
if (m[j][i] != 0)
|
||||
{
|
||||
(m[i], m[j]) = (m[j], m[i]);
|
||||
//при перестановке строк местами, детерминант (определитель) меняет знак
|
||||
detValue *= -1;
|
||||
swapped = true;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// Если нет строки для замены, детерминант = 0
|
||||
if (!swapped)
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
//обнуление эл-ов ниже ведущего (для треугольного вида)
|
||||
// (в таком случае det(A) = произведение эл-ов главной диагонали)
|
||||
for (int j = i + 1; j < n; j++)
|
||||
{
|
||||
//для этого находим множ-ль
|
||||
double factor = m[j][i] / m[i][i];
|
||||
// из тек. строки вычит. ведущую строку * множ-ль для обнуления эл-а
|
||||
for (int k = i; k < n; k++)
|
||||
{
|
||||
m[j][k] -= factor * m[i][k];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// детерминант умножается на ведущий элемент (эл-т главной диагонали)
|
||||
detValue *= m[i][i];
|
||||
}
|
||||
return detValue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
//многопоточное (параллельное) нахождение det
|
||||
public double ParallelDeterminant(double[][] matrix, int cntOfThreads = 1)
|
||||
{
|
||||
if (cntOfThreads == 1)
|
||||
{
|
||||
return SequentialDeterminant(matrix);
|
||||
}
|
||||
|
||||
int n = matrix.Length;
|
||||
double[][] localMatrix = Copy(matrix);
|
||||
double detValue = 1;
|
||||
object lockObj = new object();
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||
{
|
||||
if (localMatrix[i][i] == 0)
|
||||
{
|
||||
bool swapped = false;
|
||||
for (int j = i + 1; j < n; j++)
|
||||
{
|
||||
if (localMatrix[j][i] != 0)
|
||||
{
|
||||
(localMatrix[i], localMatrix[j]) = (localMatrix[j], localMatrix[i]);
|
||||
detValue *= -1;
|
||||
swapped = true;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
if (!swapped)
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Parallel.For для автоматического создания и регулирования потоков
|
||||
|
||||
//для строк, которые находятся ниже ведущей, обнуляем эл-ы ниже ведущего (чтобы получилась треугольная матрица)
|
||||
//с помощью элементарных преобразований (умножаем ведущую строку на такой множ-ль, чтобы прии вычитании из другой в ячейке получился 0)
|
||||
Parallel.For(i + 1, n, new ParallelOptions { MaxDegreeOfParallelism = cntOfThreads },
|
||||
j =>
|
||||
{
|
||||
double factor = localMatrix[j][i] / localMatrix[i][i];
|
||||
for (int k = i; k < n; k++)
|
||||
{
|
||||
localMatrix[j][k] -= factor * localMatrix[i][k];
|
||||
}
|
||||
});
|
||||
}
|
||||
//теперь получилась треугольная матрица и детерминант = произведение эл-ов главной диагонали
|
||||
for (int i = 0; i < n; i++)
|
||||
{
|
||||
detValue *= localMatrix[i][i];
|
||||
}
|
||||
return detValue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// дублирование матрицы
|
||||
private double[][] Copy(double[][] matrix)
|
||||
{
|
||||
var result = new double[matrix.Length][];
|
||||
for (int i = 0; i < matrix.Length; i++)
|
||||
{
|
||||
result[i] = new double[matrix[i].Length];
|
||||
Array.Copy(matrix[i], result[i], matrix[i].Length);
|
||||
}
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// вычисление детерминанта через MathNet.Numerics (для проверки результатов)
|
||||
public double MathNetDeterminant(double[][] matrix)
|
||||
{
|
||||
double[,] array2D = new double[matrix.Length, matrix.Length];
|
||||
for (int i = 0; i < matrix.Length; i++)
|
||||
{
|
||||
for (int j = 0; j < matrix.Length; j++)
|
||||
{
|
||||
array2D[i, j] = matrix[i][j];
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
var mathNetMatrix = DenseMatrix.OfArray(array2D);
|
||||
return mathNetMatrix.Determinant();
|
||||
}
|
||||
|
||||
// метод сравнения результатов с заданной точностью
|
||||
private bool AreResultsEqual(double result1, double result2, double tolerance = 0.1)
|
||||
{
|
||||
double difference = Math.Abs(result1 - result2);
|
||||
|
||||
// для det, близких к нулю, абсолютная ошибка
|
||||
if (Math.Abs(result1) < 1.0 && Math.Abs(result2) < 1.0)
|
||||
return difference < tolerance;
|
||||
|
||||
// для больших det относительная ошибку
|
||||
return difference / Math.Abs(result1) < tolerance;
|
||||
}
|
||||
//проведение бенчмарков на матрицах 100x100, 300x300, 500x500 и потоках 1,2,4,8
|
||||
public void BenchmarkDeterminant()
|
||||
{
|
||||
int[] sizes = { 100, 300, 500 };
|
||||
int[] threadsCnt = { 1, 2, 4, 8 };
|
||||
|
||||
foreach (int size in sizes)
|
||||
{
|
||||
|
||||
Console.WriteLine($"\nОБРАБОТКА МАТРИЦЫ {size}x{size}");
|
||||
Console.WriteLine();
|
||||
|
||||
double[][] matrix = GenerateMatrix(size);
|
||||
|
||||
// детерминант с помощью MathNet.Numerics
|
||||
double mathNetResult = MathNetDeterminant(matrix);
|
||||
|
||||
|
||||
double bestTime = double.MaxValue;
|
||||
int bestThreadCount = 0;
|
||||
|
||||
var stopwatch = Stopwatch.StartNew();
|
||||
foreach (int cntOfThreads in threadsCnt)
|
||||
{
|
||||
stopwatch.Restart();
|
||||
double myResult = ParallelDeterminant(matrix, cntOfThreads);
|
||||
stopwatch.Stop();
|
||||
double parTime = stopwatch.Elapsed.TotalSeconds;
|
||||
|
||||
if (parTime < bestTime) {
|
||||
bestTime = parTime;
|
||||
bestThreadCount = cntOfThreads;
|
||||
}
|
||||
|
||||
bool parEqualsMathNet = AreResultsEqual(myResult, mathNetResult);
|
||||
|
||||
Console.WriteLine($"Количество потоков: {cntOfThreads}");
|
||||
Console.WriteLine($"Время: {parTime:F4} сек");
|
||||
|
||||
// проверка на переполнение
|
||||
bool hasOverflow = (double.IsInfinity(myResult) && double.IsInfinity(mathNetResult)) ||
|
||||
(double.IsNaN(myResult) && double.IsNaN(mathNetResult));
|
||||
|
||||
if (hasOverflow)
|
||||
{
|
||||
Console.WriteLine("Результаты нельзя сравнить из-за переполнения типа");
|
||||
}
|
||||
else if (parEqualsMathNet)
|
||||
{
|
||||
Console.WriteLine($"MathNet: {mathNetResult:E6}");
|
||||
Console.WriteLine($"Реалзованный алгоритм: {myResult:E6}");
|
||||
Console.WriteLine("Ответ совпал с ответом MathNet");
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
Console.WriteLine($"ОТВЕТЫ НЕ СОВПАЛИ");
|
||||
Console.WriteLine($"MathNet: {mathNetResult:E6}");
|
||||
Console.WriteLine($"Реалзованный алгоритм: {myResult:E6}");
|
||||
}
|
||||
Console.WriteLine();
|
||||
}
|
||||
Console.WriteLine($"Лучшее время: {bestTime:F4}");
|
||||
Console.WriteLine($"Лучшее кол-во потоков: {bestThreadCount}");
|
||||
Console.WriteLine();
|
||||
Console.WriteLine();
|
||||
Console.WriteLine(new string('-', 50));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
//проверка алгоритма на простых матрицах (2x2 и 3x3)
|
||||
public void TestAlgorithm()
|
||||
{
|
||||
Console.WriteLine("ТЕСТИРОВАНИЕ КОРРЕКТНОСТИ ВЫЧИСЛЕНИЯ ДЕТЕРМИНАНТА");
|
||||
Console.WriteLine();
|
||||
var testMatrcies = new[]
|
||||
{
|
||||
new
|
||||
{
|
||||
Matrix = new double[][]
|
||||
{
|
||||
new double[] {1, 2},
|
||||
new double[] {3, 4}
|
||||
}
|
||||
},
|
||||
new
|
||||
{
|
||||
Matrix = new double[][]
|
||||
{
|
||||
new double[] {1, 2, 3},
|
||||
new double[] {4, 5, 6},
|
||||
new double[] {7, 8, 9}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
for (int i = 0; i < testMatrcies.Length; i++)
|
||||
{
|
||||
var testCase = testMatrcies[i];
|
||||
double[][] matrix = testCase.Matrix;
|
||||
Console.WriteLine($"{i+1}-я матрица:\n");
|
||||
PrintMatrix(matrix);
|
||||
double mathNetResult = MathNetDeterminant(matrix);
|
||||
|
||||
double par1Result = ParallelDeterminant(matrix, 1);
|
||||
double par2Result = ParallelDeterminant(matrix, 2);
|
||||
|
||||
bool isEqual = AreResultsEqual(par1Result, par2Result) && AreResultsEqual(par1Result, mathNetResult);
|
||||
|
||||
Console.WriteLine($"MathNet.Numerics: {mathNetResult:F6}");
|
||||
Console.WriteLine($"Алгоритм с 1 потоком: {par1Result:F6}");
|
||||
Console.WriteLine($"Алгоритм с 2 потоками: {par2Result:F6}");
|
||||
Console.WriteLine($"{(isEqual ? "РЕЗУЛЬТАТЫ СОВПАДАЮТ" : "РЕЗУЛЬТАТЫ НЕ СОВПАДАЮТ")}");
|
||||
Console.WriteLine();
|
||||
Console.WriteLine();
|
||||
}
|
||||
Console.WriteLine(new string('-', 50));
|
||||
}
|
||||
//вспомогательный метод для нормального вывода тестировочных матриц
|
||||
private void PrintMatrix(double[][] matrix)
|
||||
{
|
||||
for (int i = 0; i < matrix.Length; i++)
|
||||
{
|
||||
Console.Write("[ ");
|
||||
for (int j = 0; j < matrix[i].Length; j++)
|
||||
{
|
||||
Console.Write($"{matrix[i][j]} ");
|
||||
}
|
||||
Console.WriteLine("]");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
public static void Main(string[] args)
|
||||
{
|
||||
var determinantCalc = new MatrixDeterminant();
|
||||
determinantCalc.TestAlgorithm();
|
||||
|
||||
determinantCalc.BenchmarkDeterminant();
|
||||
|
||||
|
||||
Console.WriteLine("Нажмите любую клавишу для выхода...");
|
||||
Console.ReadKey();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
18
Lab6/README.md
Normal file
18
Lab6/README.md
Normal file
@@ -0,0 +1,18 @@
|
||||
## Что делает программа
|
||||
Программа реализует алгоритм вычисления детерминанта квадратной матрицы (с помощью метода Гаусса, который позволяет вычислять детерминант быстрее и не так сильно нагревает ноутбук). Также она тестирует алгоритм на матрицах разной размерности (100100x100, 300x300, 500x500) с разным кол-вом потоков (1, 2, 4, 8), сравнивает полученные значения детерминантов со значениями, полученными с помощью специализированной библиотеки, и выводит полученные результаты в консоль
|
||||
|
||||
## Как запустить программу
|
||||
* Проверить, что на локальной машине установлена библиотека MathNet.Numerics, которая использутеся в программе для проверки корректности умножения матриц.
|
||||
* Запустить файл Program.cs
|
||||
|
||||
## Используемые технологии (в данной и предыдущей лабораторных работах)
|
||||
* Код написан на C#, т.к. у Python есть механизм GIL, который ограничивает одновременное выполнение нескольких потоков. Из-за этого в Python результаты выдавались дольше, и разница между использованием разного количества потоков не была наглядной
|
||||
* Для проверки корректности полученных результатов в коде используется библиотека MathNet, у которой есть метод для вычисления определителя матрицы (и для перемножения матриц, что использовалось в предыдущей лабораторной работе)
|
||||
|
||||
## Выводы по полученным результатам
|
||||
По тексту из консоли можно сделать вывод о том, что большое количество потоков часто (но не всегда) ускоряет процесс нахождения детерминанта. На маленьких данных (матрице 100x100) однопоточное выполнение оказалось быстрее. На средних данных (матрице 300x300) 4-поточное выполнение оказалось лучше и 1-поточного, и 8-поточного выполнений. На больших данных (матрице 500x500) 8-поточное выполнение оказалось лучше всех. Соответственно создание и поддержание большого количества потоков иногда может оказаться дороже по времени, чем однопоточное выполнение. Т.е. использовать несколько потоков имеет смысл на средних-больших объёмах данных. При этом чем больше данные, тем больше выгоды можно будет получить от использования нескольких потоков (тем больше будет разница между временем, необходимым 1 потоку и нескольким потокам)
|
||||
|
||||
Необходимо отметить, что результаты у однопоточного и многопоточных выполнений совпадают, но на матрицах большой размерности (300x300, 500x500) их проверить нельзя, так как детерминант получается либо слишком большим, либо слишком малым значением, которое не помещается в тип данных double
|
||||
|
||||
## Ссылка на видео:
|
||||
https://vkvideo.ru/video-231823636_456239022?list=ln-tLyn4GPnytV5ywEeBg
|
||||
Reference in New Issue
Block a user