🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: MPI: آموزش جامع برنامه‌نویسی موازی با پیام‌رسانی (بر اساس کتاب Using MPI)

موضوع کلی: برنامه‌نویسی موازی و توزیع‌شده

موضوع میانی: استاندارد MPI برای برنامه‌نویسی موازی

📋 سرفصل‌های دوره (100 موضوع)

• 1. مبانی محاسبات موازی
• 2. چرا برنامه‌نویسی موازی؟
• 3. مدل‌های برنامه‌نویسی موازی
• 4. معماری‌های کامپیوتری موازی
• 5. مقدمه‌ای بر MPI
• 6. تاریخچه و تکامل MPI
• 7. چرا MPI؟
• 8. مزایای استفاده از MPI
• 9. محدودیت‌های MPI
• 10. نصب و راه‌اندازی MPI
• 11. کامپایلرهای C/C++ برای MPI
• 12. کامپایلرهای Fortran برای MPI
• 13. اولین برنامه MPI: Hello, World!
• 14. اجرای برنامه‌های MPI
• 15. مفهوم Process و Communicator
• 16. مجموعه Processها (Process Group)
• 17. ارتباطات Point-to-Point
• 18. ارسال و دریافت اولیه (Basic Send/Recv)
• 19. ارسال و دریافت مسدود کننده (Blocking Send/Recv)
• 20. انواع ارسال (Standard, Buffered, Synchronous, Ready)
• 21. بررسی دقیق‌تر انواع ارسال
• 22. تفاوت Send و Ssend
• 23. تفاوت Send و Bsend
• 24. تفاوت Send و Rsend
• 25. تفاوت Send و Issend
• 26. ارسال و دریافت غیرمسدود کننده (Non-blocking Send/Recv)
• 27. تابع Isend
• 28. تابع Irecv
• 29. تابع Wait
• 30. تابع Test
• 31. تفاوت Wait و Test
• 32. سناریوهای استفاده از ارتباطات غیرمسدود کننده
• 33. ارسال و دریافت بافر شده (Buffered Send)
• 34. ارسال و دریافت همزمان (Synchronous Send)
• 35. ارسال و دریافت آماده (Ready Send)
• 36. مدیریت خطا در ارتباطات
• 37. بررسی وضعیت پیام (Message Status)
• 38. فیلدهای ساختار MPI_Status
• 39. دریافت پیام بدون دریافت داده (Probe)
• 40. تابع Iprobe
• 41. تابع Probe
• 42. انتخاب پیام (Message Selection)
• 43. ارسال و دریافت با برچسب (Tag)
• 44. ارتباطات گروهی (Collective Communications)
• 45. مفهوم ارتباطات گروهی
• 46. مقدمه‌ای بر MPI_Bcast
• 47. مقدمه‌ای بر MPI_Scatter
• 48. مقدمه‌ای بر MPI_Gather
• 49. مقدمه‌ای بر MPI_Allgather
• 50. مقدمه‌ای بر MPI_Reduce
• 51. مقدمه‌ای بر MPI_Scan
• 52. مقدمه‌ای بر MPI_Alltoall
• 53. توضیح دقیق‌تر MPI_Bcast
• 54. توضیح دقیق‌تر MPI_Scatter
• 55. توضیح دقیق‌تر MPI_Gather
• 56. توضیح دقیق‌تر MPI_Allgather
• 57. توضیح دقیق‌تر MPI_Reduce
• 58. توضیح دقیق‌تر MPI_Scan
• 59. توضیح دقیق‌تر MPI_Alltoall
• 60. انواع عملیات در MPI_Reduce
• 61. عملیات جمع (SUM)
• 62. عملیات ضرب (PROD)
• 63. عملیات ماکزیمم (MAX)
• 64. عملیات مینیمم (MIN)
• 65. عملیات منطقی AND, OR, XOR
• 66. عملیات عددی MAXLOC, MINLOC
• 67. کاربرد MPI_Reduce برای یافتن ماکزیمم
• 68. کاربرد MPI_Reduce برای یافتن مینیمم
• 69. کاربرد MPI_Reduce برای محاسبه مجموع
• 70. کاربرد MPI_Scatter و Gather برای توزیع و جمع‌آوری داده
• 71. کاربرد MPI_Allgather برای همگام‌سازی داده‌ها
• 72. استفاده از MPI_Scan برای محاسبات تجمعی
• 73. کاربرد MPI_Alltoall برای تبادل کامل داده
• 74. انواع Communicatorها
• 75. Communicatorهای پیش‌فرض (MPI_COMM_WORLD)
• 76. ایجاد Communicatorهای جدید
• 77. تابع MPI_Comm_split
• 78. تابع MPI_Comm_create
• 79. تابع MPI_Comm_dup
• 80. کاربرد MPI_Comm_split در گروه‌بندی Processها
• 81. کاربرد MPI_Comm_create برای ایجاد زیرمجموعه‌ها
• 82. ارتباطات در Communicatorهای جدید
• 83. مدیریت Proc-ID در Communicatorهای مختلف
• 84. انتقال داده‌های پیچیده
• 85. ساختار داده‌های نامرتب (Datatypes)
• 86. تعریف ساختارهای داده‌ای سفارشی
• 87. تابع MPI_Type_struct
• 88. تابع MPI_Type_contiguous
• 89. تابع MPI_Type_vector
• 90. تابع MPI_Type_indexed
• 91. تابع MPI_Type_commit
• 92. تابع MPI_Type_free
• 93. ارسال ساختارهای داده‌ای سفارشی
• 94. دریافت ساختارهای داده‌ای سفارشی
• 95. استفاده از Datatypes برای ارسال آرایه‌ها
• 96. استفاده از Datatypes برای ارسال ماتریس‌ها
• 97. ارسال زیرمجموعه‌ای از آرایه
• 98. ارتباطات بدون بافر (Non-buffered)
• 99. نکات پیشرفته در ارتباطات Point-to-Point
• 100. ارتباطات با اولویت (Priority)

MPI: آموزش جامع برنامه‌نویسی موازی با پیام‌رسانی (بر اساس کتاب Using MPI)

آیا آماده‌اید دنیای برنامه‌نویسی موازی را فتح کنید؟

به دنیای هیجان‌انگیز برنامه‌نویسی موازی خوش آمدید! در این دوره آموزشی فوق‌العاده، دروازه‌های برنامه‌نویسی موازی و توزیع‌شده را به روی شما می‌گشاییم. با الهام از کتاب مرجع و بی‌نظیر "Using MPI"، شما را گام به گام با قدرتمندترین ابزار برنامه‌نویسی موازی، یعنی MPI (Message Passing Interface) آشنا می‌کنیم. این دوره، یک سفر یادگیری جامع و کاربردی است که از مفاهیم پایه‌ای شروع شده و تا سطوح پیشرفته ادامه می‌یابد. اگر به دنبال افزایش سرعت محاسبات، بهینه‌سازی کدهای خود و ورود به دنیای پردازش‌های سنگین هستید، این دوره انتخابی بی‌نظیر برای شماست.

کتاب "Using MPI" به عنوان یک منبع ارزشمند، راهنمای ما در این مسیر خواهد بود. ما با بهره‌گیری از مثال‌های عملی، تمرین‌های جذاب و زبانی ساده، مفاهیم پیچیده MPI را به شما آموزش می‌دهیم. این دوره به شما کمک می‌کند تا نه‌تنها تئوری‌ها را یاد بگیرید، بلکه با استفاده از کدنویسی و پروژه‌های عملی، دانش خود را در عمل به کار ببرید و به یک برنامه‌نویس موازی حرفه‌ای تبدیل شوید.

درباره دوره

دوره "MPI: آموزش جامع برنامه‌نویسی موازی با پیام‌رسانی" یک دوره‌ی آموزشی آنلاین و خودآموز است که با هدف آموزش کامل و کاربردی MPI به علاقه‌مندان طراحی شده است. محتوای دوره به دقت بر اساس کتاب "Using MPI" تنظیم شده، اما فراتر از آن، شامل مثال‌های مدرن، پروژه‌های عملی و پشتیبانی کامل از سوی مدرسان مجرب است. این دوره برای هر کسی که می‌خواهد برنامه‌نویسی موازی را به صورت حرفه‌ای یاد بگیرد، ایده‌آل است. از مفاهیم اولیه تا مباحث پیشرفته مانند بهینه‌سازی کد، اشکال‌زدایی و استفاده از MPI در محیط‌های مختلف، در این دوره پوشش داده می‌شود. هدف نهایی این دوره، توانمندسازی شما برای نوشتن برنامه‌های موازی با عملکرد بالا و حل مسائل پیچیده در دنیای واقعی است.

موضوعات کلیدی دوره

در این دوره، به موضوعات کلیدی زیر خواهیم پرداخت:

• مفاهیم اساسی برنامه‌نویسی موازی و توزیع‌شده
• آشنایی با MPI و تاریخچه آن
• نصب و راه‌اندازی محیط توسعه MPI
• انواع پیام‌رسانی در MPI (نقطه‌به‌نقطه، گروهی)
• ارسال و دریافت پیام (Send and Receive)
• انواع داده‌ها و تبدیل داده‌ها در MPI
• گروه‌بندی فرآیندها (Communicators)
• عملگرهای کاهش (Reduction Operations)
• همگام‌سازی (Synchronization)
• مدیریت خطا در MPI
• بهینه‌سازی عملکرد برنامه‌های MPI
• اشکال‌زدایی و عیب‌یابی کدهای MPI
• کاربرد MPI در محاسبات علمی و مهندسی
• برنامه‌نویسی هیبرید MPI/OpenMP
• معرفی کتابخانه MPI-IO برای دسترسی به فایل موازی
• و بسیاری مباحث دیگر...

مخاطبان دوره

این دوره برای افراد زیر مناسب است:

• دانشجویان رشته‌های مهندسی کامپیوتر، علوم کامپیوتر و رشته‌های مرتبط
• محققان و پژوهشگرانی که با محاسبات سنگین و پردازش داده‌ها سر و کار دارند
• برنامه‌نویسان علاقه‌مند به یادگیری برنامه‌نویسی موازی و افزایش مهارت‌های خود
• متخصصان HPC (High Performance Computing)
• هر کسی که به دنبال یادگیری عمیق MPI و تسلط بر برنامه‌نویسی موازی است

چرا این دوره را بگذرانیم؟

با شرکت در این دوره، شما به مزایای زیر دست خواهید یافت:

• یادگیری جامع و کاربردی: پوشش کامل مباحث MPI از مقدماتی تا پیشرفته.
• بر اساس کتاب مرجع: بهره‌گیری از کتاب "Using MPI" به عنوان منبع اصلی و معتبر.
• تمرین‌های عملی و پروژه‌های واقعی: تمرین‌های کدنویسی، پروژه‌های عملی و نمونه‌کدهای کاربردی برای تثبیت یادگیری.
• پشتیبانی کامل: دسترسی به مدرسان مجرب و پشتیبانی آنلاین برای رفع اشکالات و پاسخ به سوالات.
• افزایش سرعت و راندمان: یادگیری تکنیک‌های بهینه‌سازی و نوشتن کدهای موازی با عملکرد بالا.
• فرصت‌های شغلی: افزایش شانس استخدام در حوزه‌های مرتبط با HPC و برنامه‌نویسی موازی.
• به‌روز بودن: به‌روزرسانی مداوم محتوای دوره با توجه به پیشرفت‌های جدید در دنیای MPI.
• گواهی پایان دوره: دریافت گواهی معتبر پس از اتمام موفقیت‌آمیز دوره.

سرفصل‌های دوره (100+ سرفصل)

دوره "MPI: آموزش جامع برنامه‌نویسی موازی با پیام‌رسانی" شامل بیش از 100 سرفصل آموزشی جامع است که شما را از مقدمات تا تسلط کامل بر MPI همراهی می‌کند. سرفصل‌های دوره به صورت منظم و طبقه‌بندی شده طراحی شده‌اند تا یادگیری شما را تسهیل کنند. برخی از سرفصل‌های اصلی به شرح زیر است:

• بخش 1: مقدمه‌ای بر برنامه‌نویسی موازی و MPI

  • برنامه‌نویسی موازی چیست؟ مزایا و معایب
  • معرفی مدل‌های برنامه‌نویسی موازی
  • آشنایی با معماری‌های موازی
  • تاریخچه MPI و ضرورت آن
  • نصب و راه‌اندازی MPI (Open MPI, MPICH)
  • ساختار کلی یک برنامه MPI
  • اولین برنامه MPI: Hello World

• بخش 2: مبانی پیام‌رسانی در MPI

  • ارسال و دریافت پیام (MPI_Send, MPI_Recv)
  • ارسال و دریافت بلوک‌بندی شده و غیربلوک‌بندی شده
  • انواع داده‌ها در MPI (int, float, char, ...)
  • تبدیل داده‌ها (Derived Datatypes)
  • شناسایی فرآیندها (Rank) و ارتباط‌دهنده‌ها (Communicator)
  • MPI_Probe و MPI_Status

• بخش 3: ارتباطات گروهی در MPI

  • آشنایی با انواع ارتباطات گروهی
  • عملیات جمعی (Broadcast, Gather, Scatter, Reduce, Allreduce)
  • استفاده از MPI_Bcast برای پخش داده
  • استفاده از MPI_Gather و MPI_Scatter برای جمع‌آوری و توزیع داده
  • عملگرهای کاهش (Sum, Product, Max, Min)
  • استفاده از MPI_Allreduce و MPI_Reduce برای محاسبات موازی

• بخش 4: همگام‌سازی و مدیریت خطا

  • همگام‌سازی (Synchronization) در MPI
  • استفاده از MPI_Barrier
  • مدیریت خطا در MPI
  • کشف و رسیدگی به خطاها (Error Handling)
  • استفاده از MPI_Abort

• بخش 5: پیشرفته MPI

  • تاپولوژی‌های ارتباطی (Cartesian, Graph)
  • استفاده از MPI_Cart_create و MPI_Graph_create
  • بهینه‌سازی عملکرد برنامه‌های MPI
  • اشکال‌زدایی و عیب‌یابی کدهای MPI (GDB, Valgrind)
  • MPI-IO (دسترسی به فایل موازی)
  • برنامه‌نویسی هیبرید MPI/OpenMP

• بخش 6: پروژه‌های عملی و کاربردی

  • پیاده‌سازی الگوریتم ضرب ماتریس موازی
  • محاسبه عدد پی به روش Monte Carlo به صورت موازی
  • حل معادلات دیفرانسیل به روش موازی
  • بهینه‌سازی یک کد علمی با استفاده از MPI
  • پروژه نهایی: شبیه‌سازی یک سیستم پیچیده

این فقط بخشی از سرفصل‌های دوره است. با ثبت‌نام در این دوره، به تمام این مباحث و موارد دیگر دسترسی خواهید داشت و می‌توانید به یک متخصص MPI تبدیل شوید. همین امروز ثبت‌نام کنید و آینده شغلی خود را متحول سازید!