دوره آموزش برنامه‌نویسی موازی با Cilk؛ از تقسیم‌و‌حل تا اجرای بهینه روی چند هسته همراه با فلش‌کارت آموزشی — ارائه روی فلش مموری

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره آموزش برنامه‌نویسی موازی با Cilk؛ از تقسیم‌و‌حل تا اجرای بهینه روی چند هسته

موضوع کلی: برنامه‌نویسی موازی و محاسبات همروند

موضوع میانی: الگوریتم‌های تقسیم‌و‌حل موازی با Cilk

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مبانی محاسبات موازی و تفاوت آن با اجرای ترتیبی
• 2. معماری چند‌هسته‌ای و ضرورت برنامه‌نویسی موازی
• 3. مفهوم الگوریتم‌های تقسیم‌و‌حل
• 4. ساختار بازگشتی الگوریتم‌های Divide and Conquer
• 5. مناسب‌ترین مسائل برای موازی‌سازی با تقسیم‌و‌حل
• 6. معرفی Cilk و مدل برنامه‌نویسی آن
• 7. ساختار یک برنامه Cilk
• 8. تابع‌های Cilk و الگوی اجرای موازی
• 9. استفاده از cilk_spawn برای ایجاد کار موازی
• 10. استفاده از cilk_sync برای همگام‌سازی محاسبات
• 11. مفهوم Cilk Procedure و محاسبات فرزند
• 12. تبدیل الگوریتم ترتیبی به الگوریتم Cilk
• 13. پیاده‌سازی Merge Sort موازی با Cilk
• 14. پیاده‌سازی Quick Sort موازی با Cilk
• 15. پیاده‌سازی جست‌وجوی بازگشتی موازی
• 16. پیاده‌سازی محاسبات روی درخت‌ها با Cilk
• 17. پیاده‌سازی ضرب ماتریس با رویکرد تقسیم‌و‌حل
• 18. موازی‌سازی الگوریتم‌های بازگشتی روی آرایه‌ها
• 19. مدل Fork-Join در برنامه‌های Cilk
• 20. مدیریت وابستگی میان محاسبات موازی
• 21. نقش Cilk Runtime در زمان‌بندی وظایف
• 22. مفهوم Work در الگوریتم‌های موازی
• 23. مفهوم Span و Critical Path
• 24. تحلیل Work و Span در الگوریتم‌های Divide and Conquer
• 25. محاسبه موازی‌سازی بالقوه از روی Work و Span
• 26. قانون Work-First در طراحی زمان‌بندی Cilk
• 27. Work Stealing و زمان‌بندی کارها
• 28. نحوه توزیع وظایف میان پردازنده‌ها
• 29. تحلیل سربار ایجاد و زمان‌بندی وظایف
• 30. انتخاب اندازه مناسب وظیفه در الگوریتم‌های بازگشتی
• 31. کنترل عمق موازی‌سازی در الگوریتم‌های Cilk
• 32. استفاده از Cutoff برای کاهش سربار
• 33. ترکیب اجرای ترتیبی و موازی در الگوریتم‌های Divide and Conquer
• 34. موازی‌سازی سلسله‌مراتبی و تو در تو
• 35. مدیریت حافظه در برنامه‌های موازی Cilk
• 36. اشتراک داده‌ها میان وظایف موازی
• 37. خطر Race Condition در محاسبات Cilk
• 38. تشخیص و جلوگیری از Data Race
• 39. محدودیت‌های دسترسی همزمان به داده‌ها
• 40. همگام‌سازی صحیح برای حفظ درستی محاسبات
• 41. طراحی الگوریتم‌های Deterministic در محیط موازی
• 42. مقایسه اجرای ترتیبی و موازی از نظر پیچیدگی
• 43. تحلیل زمان اجرای الگوریتم‌های Cilk
• 44. اندازه‌گیری Speedup در اجرای چند‌هسته‌ای
• 45. محاسبه Parallelism و محدودیت‌های آن
• 46. تأثیر تعداد هسته‌ها بر کارایی برنامه
• 47. مقیاس‌پذیری الگوریتم‌های موازی
• 48. تحلیل Bottleneck در برنامه‌های Cilk
• 49. تشخیص زمانی که موازی‌سازی سودی ندارد
• 50. بهینه‌سازی Locality و دسترسی به حافظه
• 51. تأثیر Cache بر عملکرد الگوریتم‌های Divide and Conquer
• 52. کاهش False Sharing در محاسبات موازی
• 53. بهینه‌سازی Granularity وظایف
• 54. پروفایل‌گیری و اندازه‌گیری عملکرد برنامه‌های Cilk
• 55. طراحی Benchmark برای الگوریتم‌های موازی
• 56. مقایسه چند راهبرد برای موازی‌سازی یک مسئله
• 57. اشتباهات رایج در پیاده‌سازی الگوریتم‌های Cilk
• 58. اشتباهات رایج در استفاده از cilk_spawn و cilk_sync
• 59. اشکال‌زدایی برنامه‌های موازی و مشکلات زمان‌بندی
• 60. آزمون صحت الگوریتم‌های موازی
• 61. طراحی الگوریتم‌های Divide and Conquer مقاوم در برابر خطاهای همزمانی
• 62. پیاده‌سازی الگوریتم‌های پیچیده‌تر با چند سطح موازی‌سازی
• 63. ترکیب چند الگوی موازی در یک برنامه Cilk
• 64. تحلیل نهایی کارایی و مقیاس‌پذیری برنامه‌های Cilk
• 65. طراحی یک پروژه کامل Divide and Conquer موازی با Cilk