README.md

Лабораторная работа №1: "Параллельное программирование"

Цель работы

Разработка программы на языке С++ для перемножения двух матриц с чтением исходных данных из файлов и записью результата в файл, измерением времени выполнения операции и автоматизированной верификацией результатов с помощью Python.

Описание реализации на С++

Программа на С++ выполняет следующие действия:

Читает исходные матрицы из файлов.
Проверяет совместимость размеров матриц для умножения.
Выполняет умножение матриц.
Записывает результат в файл resultMatrix.txt.
Измеряет время выполнения операции умножения с помощью библиотеки <chrono>.
Выводит время выполнения операции в файл.

Программа также содержит реализацию на основе MPI и OpenMP для параллельного выполнения умножения матриц.

Автоматизированная верификация с помощью Python

Для верификации результатов был написан Python скрипт, который:

Генерирует исходные матрицы и сохраняет их в файлы.
Запускает программу на С++ для умножения матриц (однопоточную, MPI и OpenMP версии).
Считывает исходные матрицы и результат умножения из файлов.
Выполняет умножение с помощью библиотеки NumPy и сравнивает полученный результат с содержимым файла resultMatrix.txt.
Выводит сообщение о корректности выполненных вычислений.
Строит график времени выполнения в зависимости от размера матрицы и сохраняет его в файл single_mpi_omp_comparison.png.

Полная автоматизация

Проект полностью автоматизирован:

Все необходимые директории и файлы создаются автоматически.
Компиляция и сборка программ осуществляется с помощью CMake.
Python скрипт автоматически выполняет все этапы генерации данных, запуска программ и верификации результатов.

Результаты

График

Заключение

Разработанная программа на языке С++ корректно решает задачу перемножения матриц, что было подтверждено с помощью автоматизированной верификации результатов на Python. Использование файлов для ввода исходных данных и вывода результата обеспечивает гибкость и удобство проверки работы программы. Измерение времени выполнения операции умножения позволяет оценить эффективность реализации. Программа полностью автоматизирована, что упрощает процесс её использования и проверки.

Запуск проекта

Для запуска проекта выполните следующие шаги:

Склонируйте репозиторий:

git clone https://github.com/the80hz/parprog.git
cd parprog

Запустите скрипт для создания виртуальной среды venv:
```
python3 -m venv .venv
source .venv/bin/activate
```
Установите зависимости и запустите главный скрипт:
```
pip3 install -r requirements.txt
python3 main.py
```

Скрипт скомпилирует и запустит все версии программы (однопоточную, MPI и OpenMP), проверит корректность их работы и построит график времени выполнения.

Структура проекта

parprog/                          # Директория для сборки проекта
├── CMakeLists.txt                  # Файл конфигурации CMake
├── single.cpp                      # Однопоточная версия программы
├── mpi.cpp                         # Версия программы на основе MPI
├── omp.cpp                         # Версия программы на основе OpenMP
├── main.py                         # Python скрипт для автоматизации
├── README.md                       # Текущий файл
└── single_mpi_omp_comparison.png   # Сгенерированный график

the80hz / parprog