Мельник Иван. Технология TBB. Поразрядная сортировка для целых чисел с простым слиянием. Вариант 17

[RealProstatus]

• Задача: Поразрядная сортировка для целых чисел с простым слиянием
• Вариант: 17
• Технология: TBB

Описание

Цель работы

Разработка параллельной TBB-реализации алгоритма поразрядной сортировки целых чисел с простым слиянием и сравнение ее производительности с последовательной версией.

Схема распараллеливания

Параллелизация реализована по схеме разбиения исходного массива на непрерывные диапазоны:

1. Определяется количество диапазонов с учетом числа потоков и размера массива.
2. Исходный массив делится на определенное количество диапазонов примерно одинакового размера.
3. Независимая сортировка диапазонов запускается параллельно с помощью tbb::parallel_for.
4. Для каждого диапазона выполняется локальная поразрядная сортировка.
5. После завершения локальных сортировок отсортированные диапазоны сливаются попарно для получения одного итогового массива.

Если размер массива мал по сравнению с числом потоков, фактическое количество диапазонов может быть меньше числа запрошенных потоков. Это снижает накладные расходы на создание слишком мелких задач.

Особенности реализации

• Для локальной сортировки и этапа слияния используется дополнительный буфер. Его размер равен размеру исходного массива
• Для уменьшения накладных расходов введено ограничение на слишком мелкое разбиение массива на диапазоны.
• Во время слияния независимые пары диапазонов одного уровня также могут обрабатываться параллельно средствами TBB.
• Устойчивость сортировки сохраняется за счет устойчивой сортировки подсчетом и правила слияния, при котором при равенстве элементов сначала выбирается элемент из левого диапазона.

Эффективность

Сравнение SEQ и ТВВ реализаций на двух потоках показывает эффективность около 72%

---

Чек-лист

• Статус CI: Все CI-задачи (сборка, тесты, генерация отчёта) успешно проходят на моей ветке в моем форке
• Директория и именование задачи: Я создал директорию с именем <фамилия>_<первая_буква_имени>_<короткое_название_задачи>
• Полное описание задачи: Я предоставил полное описание задачи в теле pull request
• clang-format: Мои изменения успешно проходят clang-format локально в моем форке (нет ошибок форматирования)
• clang-tidy: Мои изменения успешно проходят clang-tidy локально в моем форке (нет предупреждений/ошибок)
• Функциональные тесты: Все функциональные тесты успешно проходят локально на моей машине
• Тесты производительности: Все тесты производительности успешно проходят локально на моей машине
• Ветка: Я работаю в ветке, названной точно так же, как директория моей задачи
  (например, nesterov_a_vector_sum), а не в master
• Правдивое содержание: Я подтверждаю, что все сведения, указанные в этом pull request, являются точными и
  достоверными

[codecov-commenter]

Codecov Report

❌ Patch coverage is 35.71429% with 72 lines in your changes missing coverage. Please review.
✅ Project coverage is 78.64%. Comparing base (97dd371) to head (179d365).

Files with missing lines	Patch %	Lines
tasks/melnik_i_radix_sort_int/tbb/src/ops_tbb.cpp	35.71%	68 Missing and 4 partials ⚠️

❌ Your patch status has failed because the patch coverage (35.71%) is below the target coverage (95.00%). You can increase the patch coverage or adjust the target coverage.

Additional details and impacted files

@@            Coverage Diff             @@
##           master     #524      +/-   ##
==========================================
- Coverage   79.16%   78.64%   -0.52%     
==========================================
  Files         267      268       +1     
  Lines        9325     9437     +112     
  Branches     3963     4008      +45     
==========================================
+ Hits         7382     7422      +40     
- Misses       1374     1442      +68     
- Partials      569      573       +4     

☔ View full report in Codecov by Sentry.
📢 Have feedback on the report? Share it here.

🚀 New features to boost your workflow:

• ❄️ Test Analytics: Detect flaky tests, report on failures, and find test suite problems.