Serial + Parallel convolution, pipeline and benchmarks (Tasks 1, 2, 3)

[shakareem]

Сделано

cli-приложение с возможностью последовательного и параллельного применения свёртки (convolution) одного или нескольких изображений. Свертка нескольких изображений так же распараллелена по этапам (чтение -> свёртка -> запись)

Пайплайн обработки изображений

• Реализован модульный конвейер с тремя независимыми этапами:

  1. Чтение изображений с диска в каналы.
  2. Свёртка изображений с использованием разных стратегий.
  3. Запись результатов обратно на диск.

• Использованы корутины и каналы для потоковой обработки и контроля загрузки памяти.

• Добавлена поддержка настройки размера буфера между этапами пайплайна.

Режимы свёртки

• SERIAL – базовая последовательная реализация.
• PIXELWISE – попиксельное распараллеливание (много корутин).
• COLUMNS – распараллеливание по столбцам.
• ROWS – распараллеливание по строкам.
• ALLPROCESSORS – использование всех доступных воркеров.

Бенчмарки

• Разные режимы (SERIAL, PIXELWISE, COLUMNS, ROWS, ALLPROCESSORS).

• Разные размеры буфера ( 1, 4, 8, 16, 32).

• Многократные прогоны (по умолчанию 5) для усреднения.

• Результаты сохраняются в:

  • benchmark.csv (таблица с данными).
  • benchmark.png (график).

---

Наблюдения

• Режимы распараллеливания:

  • Для маленьких изображений параллелизация даёт небольшой выигрыш (перекрывается накладными расходами).
  • Для больших изображений и свёрток режимы COLUMNS, ROWS и ALLPROCESSORS показывают заметное ускорение по сравнению с SERIAL.

• PIXELWISE полезен скорее как тестовый кейс для измерения накладных расходов, чем как практичный режим.