🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: تسلط بر برنامه‌نویسی همزمان و موازی در هسکل: افزایش کارایی و مقیاس‌پذیری سیستم‌ها

موضوع کلی: برنامه‌نویسی عملکرد بالا و مقیاس‌پذیر

موضوع میانی: اصول و الگوهای برنامه‌نویسی موازی و همگام

📋 سرفصل‌های دوره (100 موضوع)

• 1. مقدمه: چرا هسکل برای برنامه‌نویسی همزمان و موازی؟
• 2. بخش اول: مبانی و پیش‌نیازها
• 3. مدل ارزیابی در هسکل: ارزیابی کند (Lazy Evaluation)
• 4. فرم نرمال ضعیف سر (WHNF) و فرم نرمال (NF)
• 5. مفهوم Thunk و نقش آن در ارزیابی کند
• 6. خلوص (Purity) و تاثیر آن بر همزمانی و موازی‌سازی
• 7. سیستم زمان‌اجرای GHC (GHC Runtime System)
• 8. مفهوم Capability و HEC (Haskell Execution Context)
• 9. زمان‌بند (Scheduler) در GHC و نحوه کار آن
• 10. تمایز کلیدی بین همزمانی (Concurrency) و موازی‌سازی (Parallelism)
• 11. آشنایی با کامپایلر GHC و فلگ‌های مرتبط: threaded- و rtsopts-
• 12. بخش دوم: برنامه‌نویسی همزمان (Concurrency)
• 13. شروع کار با همزمانی: معرفی تابع forkIO
• 14. مفهوم Thread و ThreadId در هسکل
• 15. مدیریت چرخه‌ی حیات Threadها: killThread و myThreadId
• 16. ارتباط اولیه بین Threadها: معرفی MVar
• 17. MVar به عنوان یک متغیر همزمان قابل نوشتن و خواندن
• 18. استفاده از MVar به عنوان قفل (Lock)
• 19. الگوی تولیدکننده-مصرف‌کننده با استفاده از MVar
• 20. پیاده‌سازی یک کانال ارتباطی ساده با MVar
• 21. مدیریت منابع با MVar: پیاده‌سازی یک Pool
• 22. کانال‌های ارتباطی: معرفی Chan
• 23. ارتباط یک-به-یک و یک-به-چند با Chan
• 24. پیاده‌سازی کانال‌های تکراری (Duplicate Channels)
• 25. مدیریت استثناها (Exceptions) در محیط همزمان
• 26. استثناهای همزمان (Asynchronous Exceptions) و چالش‌های آن
• 27. توابع catch, try و handle برای مدیریت استثناها
• 28. کنترل تحویل استثناهای همزمان: mask و uninterruptibleMask
• 29. بخش سوم: حافظه تراکنشی نرم‌افزاری (Software Transactional Memory - STM)
• 30. معرفی STM: راه حلی برای بن‌بست و شرایط مسابقه
• 31. مفهوم تراکنش (Transaction) و اتمی بودن (Atomicity)
• 32. متغیرهای تراکنشی: معرفی TVar
• 33. توابع بنیادین STM: اatomically, readTVar, writeTVar
• 34. قدرت ترکیب‌پذیری (Composability) در STM
• 35. مسدود کردن و تلاش مجدد: تابع retry
• 36. ترکیب تراکنش‌های جایگزین: تابع orElse
• 37. پیاده‌سازی الگوهای همزمانی رایج با STM
• 38. متغیرهای تراکنشی پیشرفته‌تر: TChan, TQueue, TMVar
• 39. مقایسه MVar و TMVar
• 40. مدیریت استثناها در تراکنش‌های STM
• 41. STM در عمل: پیاده‌سازی یک سیستم حساب بانکی ساده
• 42. الگوهای طراحی پیشرفته با STM
• 43. بخش چهارم: برنامه‌نویسی موازی (Parallelism)
• 44. مبانی موازی‌سازی: ایجاد جرقه‌ها (Sparks)
• 45. مونَد Eval و نقش آن در کنترل ارزیابی
• 46. توابع بنیادین موازی‌سازی: rpar و rseq
• 47. ارتباط بین rpar/rseq و مدل ارزیابی کند (WHNF/NF)
• 48. استراتژی‌های ارزیابی (Evaluation Strategies): انتزاعی برای موازی‌سازی
• 49. معرفی کتابخانه parallel و تابع using
• 50. استراتژی‌های پایه: rpar, rseq, rdeepseq
• 51. ترکیب استراتژی‌ها برای ساختارهای داده پیچیده
• 52. موازی‌سازی لیست‌ها: استراتژی evalList
• 53. موازی‌سازی ساختارهای Traversable: استراتژی evalTraversable
• 54. نوشتن استراتژی‌های ارزیابی سفارشی
• 55. الگوریتم‌های موازی کلاسیک: map و reduce موازی
• 56. مثال عملی: موازی‌سازی الگوریتم k-means
• 57. مثال عملی: موازی‌سازی یک جستجوی عددی
• 58. قانون امدال (Amdahl's Law) و محدودیت‌های موازی‌سازی
• 59. مشکلات رایج در موازی‌سازی: دانه‌بندی (Granularity)
• 60. مشکلات رایج: وابستگی داده‌ها و گلوگاه‌های ترتیبی
• 61. بخش پنجم: پروفایل‌سنجی و بهینه‌سازی عملکرد
• 62. چرا اندازه‌گیری عملکرد ضروری است؟
• 63. فعال‌سازی پروفایل‌سنجی در GHC: فلگ‌های prof- و fprof-auto-
• 64. آشنایی با Cost Centre و نحوه تعریف آن‌ها
• 65. تحلیل خروجی پروفایل‌سنجی (فایل prof.)
• 66. پروفایل‌سنجی حافظه (Heap Profiling)
• 67. انواع پروفایل حافظه: by type, by cost centre, biographica
• 68. معرفی ابزار ThreadScope برای تحلیل برنامه‌های موازی و همزمان
• 69. تولید eventlog برای ThreadScope با فلگ l-
• 70. تحلیل نمودارهای ThreadScope: فعالیت HECها و GC
• 71. شناسایی جرقه‌های ایجاد شده، اجرا شده و هدر رفته (Fizzled Sparks)
• 72. تشخیص و رفع مشکلات عملکردی با استفاده از ابزارهای پروفایل‌سنجی
• 73. تنظیمات پیشرفته سیستم زمان‌اجرای GHC (RTS Options)
• 74. تنظیم تعداد Capabilityها با N-
• 75. بهینه‌سازی Garbage Collector برای برنامه‌های موازی
• 76. مطالعه موردی: پروفایل‌سنجی و بهینه‌سازی یک برنامه از ابتدا تا انتها
• 77. بخش ششم: کتابخانه‌ها و الگوهای پیشرفته
• 78. معرفی کتابخانه async: همزمانی ساختاریافته (Structured Concurrency)
• 79. مقایسه async و forkIO
• 80. توابع اصلی async: اasync, wait, poll, cancel
• 81. اجرای همزمان و جمع‌آوری نتایج با waitAny و waitEither
• 82. رقابت بین تسک‌ها: تابع race
• 83. استفاده از اپلیکاتیو Concurrently برای سادگی کد
• 84. مدیریت استثناها در کتابخانه async
• 85. پیاده‌سازی الگوی Worker Pool با استفاده از async
• 86. الگوهای ارتباطی پیشرفته: کانال‌های نامحدود و محدود
• 87. موازی‌سازی داده‌محور (Data Parallelism)
• 88. معرفی مختصر کتابخانه‌های Repa و massiv برای پردازش آرایه‌ای با عملکرد بالا
• 89. مفهوم فیوژن (Fusion) و حذف ساختارهای داده میانی
• 90. مقدمه‌ای بر برنامه‌نویسی توزیع‌شده با Cloud Haskell
• 91. بخش هفتم: مطالعات موردی و جمع‌بندی
• 92. مطالعه موردی ۱: ساخت یک وب کرالر (Web Crawler) همزمان
• 93. مطالعه موردی ۲: پیاده‌سازی یک سرور چت همزمان با STM
• 94. مطالعه موردی ۳: پردازش موازی یک مجموعه داده بزرگ
• 95. مطالعه موردی ۴: حل یک مسئله علمی با استفاده از استراتژی‌های موازی‌سازی
• 96. بازبینی الگوهای طراحی کلیدی در برنامه‌نویسی همزمان
• 97. بازبینی الگوهای طراحی کلیدی در برنامه‌نویسی موازی
• 98. اشتباهات متداول و نحوه اجتناب از آن‌ها
• 99. جمع‌بندی و نگاهی به آینده برنامه‌نویسی عملکرد بالا در هسکل

تسلط بر برنامه‌نویسی همزمان و موازی در هسکل: افزایش کارایی و مقیاس‌پذیری سیستم‌ها

آیا سیستم‌های شما در زیر بار سنگین، نفس‌های آخر را می‌کشند؟

تصور کنید که سیستم‌های شما با هر بار افزایش بار، به جای کند شدن و از کار افتادن، با سرعتی فوق‌العاده به کار خود ادامه دهند. دیگر نیازی نیست نگران مقیاس‌پذیری و پاسخ‌دهی اپلیکیشن‌های خود باشید. این رویا با برنامه‌نویسی همزمان و موازی در هسکل، به واقعیت تبدیل می‌شود!

با دوره جامع "تسلط بر برنامه‌نویسی همزمان و موازی در هسکل: افزایش کارایی و مقیاس‌پذیری سیستم‌ها"، به یک متخصص در این زمینه تبدیل شوید و پروژه‌های خود را به سطحی کاملاً جدید ارتقا دهید. این دوره با الهام از کتاب ارزشمند "Parallel And Concurrent Programming In Haskell"، به شما کمک می‌کند تا مفاهیم پیچیده را به سادگی درک کرده و در پروژه‌های واقعی به کار ببرید.

درباره دوره

این دوره یک راهنمای جامع و عملی برای یادگیری برنامه‌نویسی همزمان و موازی در زبان برنامه‌نویسی هسکل است. ما در این دوره، اصول کلیدی و الگوهای طراحی قدرتمندی را به شما آموزش می‌دهیم که با استفاده از آن‌ها می‌توانید سیستم‌هایی با کارایی و مقیاس‌پذیری بالا ایجاد کنید. درست مانند کتاب "Parallel And Concurrent Programming In Haskell"، این دوره نیز بر کاربردی بودن مفاهیم و ارائه مثال‌های عملی تمرکز دارد، با این تفاوت که به شما امکان تعامل مستقیم با مدرس و انجام تمرین‌های عملی را می‌دهد.

دوره شامل مباحثی مانند مدیریت ریسه‌ها، لاک‌ها، کانال‌ها، حافظه مشترک و غیرمشترک، مدل Actor و ... است. همچنین، به بررسی الگوهای رایج طراحی سیستم‌های همزمان و موازی می‌پردازیم و نحوه استفاده از کتابخانه‌های هسکل برای حل مسائل پیچیده را به شما آموزش می‌دهیم. فرقی نمی‌کند مبتدی باشید یا تجربه‌ای در برنامه‌نویسی داشته باشید، این دوره شما را به یک متخصص در برنامه‌نویسی همزمان و موازی در هسکل تبدیل خواهد کرد.

موضوعات کلیدی

• مبانی برنامه‌نویسی همزمان و موازی
• مدیریت ریسه‌ها و فرآیندها
• مکانیسم‌های همگام‌سازی (Locks, Mutexes, Semaphores)
• ارتباط بین ریسه‌ها (Channels, Message Passing)
• حافظه مشترک و غیرمشترک
• مدل Actor
• برنامه‌نویسی موازی داده (Data Parallelism)
• برنامه‌نویسی موازی وظیفه‌ای (Task Parallelism)
• خطاهای رایج در برنامه‌نویسی همزمان و نحوه رفع آن‌ها
• بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های همزمان و موازی

مخاطبان دوره

این دوره برای افراد زیر مناسب است:

• برنامه‌نویسان هسکل که می‌خواهند کارایی و مقیاس‌پذیری سیستم‌های خود را افزایش دهند.
• توسعه‌دهندگان نرم‌افزار که به دنبال یادگیری برنامه‌نویسی همزمان و موازی هستند.
• مهندسان سیستم که می‌خواهند سیستم‌هایی با کارایی بالا طراحی و پیاده‌سازی کنند.
• دانشجویان و محققان حوزه علوم کامپیوتر که به برنامه‌نویسی همزمان و موازی علاقه‌مند هستند.
• هر فردی که به دنبال حل مسائل پیچیده با استفاده از برنامه‌نویسی موازی و همزمان است.

چرا این دوره را بگذرانیم؟

دلایل زیادی برای گذراندن این دوره وجود دارد:

• افزایش کارایی سیستم‌ها: با یادگیری برنامه‌نویسی همزمان و موازی، می‌توانید سیستم‌هایی با کارایی بسیار بالاتر طراحی و پیاده‌سازی کنید.
• بهبود مقیاس‌پذیری: سیستم‌های شما می‌توانند با افزایش بار کاری، بدون افت کارایی، به کار خود ادامه دهند.
• افزایش فرصت‌های شغلی: متخصصان برنامه‌نویسی همزمان و موازی، در بازار کار بسیار مورد تقاضا هستند.
• یادگیری از متخصصان: این دوره توسط متخصصان مجرب در زمینه برنامه‌نویسی هسکل و برنامه‌نویسی همزمان و موازی تدریس می‌شود.
• تمرین‌های عملی: با انجام تمرین‌های عملی، مفاهیم را به طور کامل درک کرده و نحوه استفاده از آن‌ها را در پروژه‌های واقعی یاد می‌گیرید.
• پشتیبانی کامل: در طول دوره، از پشتیبانی کامل مدرس و سایر دانشجویان برخوردار خواهید بود.
• یادگیری زبان هسکل: حتی اگر با هسکل آشنایی ندارید، این دوره به شما در یادگیری این زبان قدرتمند کمک خواهد کرد.
• الهام از کتاب مرجع: این دوره با الهام از کتاب "Parallel And Concurrent Programming In Haskell"، یک منبع آموزشی ارزشمند و جامع را در اختیار شما قرار می‌دهد.
• گواهینامه معتبر: پس از اتمام دوره، گواهینامه معتبری دریافت خواهید کرد که می‌تواند به رزومه شما ارزش افزوده بخشد.

سرفصل‌های دوره

این دوره شامل بیش از 100 سرفصل جامع و کاربردی است که به طور کامل شما را با برنامه‌نویسی همزمان و موازی در هسکل آشنا می‌کند. در اینجا تنها به برخی از مهم‌ترین سرفصل‌ها اشاره می‌کنیم:

• بخش اول: مقدمه
  • مقدمه‌ای بر برنامه‌نویسی همزمان و موازی
  • چالش‌های برنامه‌نویسی همزمان
  • مفاهیم پایه (Thread, Process, Concurrency, Parallelism)
  • معرفی زبان هسکل و مزایای آن برای برنامه‌نویسی همزمان
  • نصب و راه‌اندازی محیط توسعه هسکل
• بخش دوم: مدیریت ریسه‌ها
  • ایجاد و مدیریت ریسه‌ها در هسکل
  • وضعیت‌های ریسه (New, Runnable, Running, Blocked, Terminated)
  • اولویت‌بندی ریسه‌ها
  • پایان دادن به ریسه‌ها
  • مدیریت استثناها در ریسه‌ها
• بخش سوم: همگام‌سازی ریسه‌ها
  • مقدمه‌ای بر همگام‌سازی ریسه‌ها
  • مسائل رایج (Race Condition, Deadlock, Starvation)
  • استفاده از Locks و Mutexes
  • استفاده از Semaphores
  • استفاده از Conditional Variables
  • الگوهای رایج همگام‌سازی
• بخش چهارم: ارتباط بین ریسه‌ها
  • مقدمه‌ای بر ارتباط بین ریسه‌ها
  • استفاده از Channels
  • استفاده از Message Passing
  • استفاده از Shared Memory
  • استفاده از Atomic Variables
  • الگوهای رایج ارتباط بین ریسه‌ها
• بخش پنجم: مدل Actor
  • مقدمه‌ای بر مدل Actor
  • مزایای مدل Actor
  • پیاده‌سازی مدل Actor در هسکل
  • استفاده از کتابخانه‌های Actor
  • الگوهای رایج طراحی با مدل Actor
• بخش ششم: برنامه‌نویسی موازی داده
  • مقدمه‌ای بر برنامه‌نویسی موازی داده
  • استفاده از کتابخانه‌های Data Parallel
  • بهینه‌سازی عملکرد برنامه‌های Data Parallel
  • مثال‌های کاربردی از برنامه‌نویسی موازی داده
• بخش هفتم: برنامه‌نویسی موازی وظیفه‌ای
  • مقدمه‌ای بر برنامه‌نویسی موازی وظیفه‌ای
  • استفاده از کتابخانه‌های Task Parallel
  • بهینه‌سازی عملکرد برنامه‌های Task Parallel
  • مثال‌های کاربردی از برنامه‌نویسی موازی وظیفه‌ای
• بخش هشتم: خطاها و بهینه‌سازی
  • خطاهای رایج در برنامه‌نویسی همزمان و نحوه رفع آن‌ها
  • ابزارهای دیباگینگ برای برنامه‌های همزمان
  • بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های همزمان و موازی
  • Profiling و Benchmarking
• بخش نهم: پروژه‌های عملی
  • پیاده‌سازی یک سرور وب همزمان
  • پیاده‌سازی یک سیستم پردازش موازی تصاویر
  • پیاده‌سازی یک شبیه‌سازی با استفاده از مدل Actor
  • و پروژه‌های عملی دیگر...
• بخش دهم: مباحث پیشرفته
  • برنامه‌نویسی توزیع‌شده در هسکل
  • استفاده از STM (Software Transactional Memory)
  • و مباحث پیشرفته دیگر...

همین حالا ثبت‌نام کنید و آینده شغلی خود را متحول کنید!