دوره الگوریتم‌های پیشرفته concurrent: از mutex تا lock-free و Actor Model همراه با فلش‌کارت آموزشی — ارائه روی فلش مموری

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره الگوریتم‌های پیشرفته concurrent: از mutex تا lock-free و Actor Model

موضوع کلی: مهندسی نرم‌افزار

موضوع میانی: الگوریتم‌ها و مدل‌های concurrent

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه بر مفاهیم concurrent programming
• 2. مدل‌های памяти و cohesiveness
• 3. レース condizioni و deadlock
• 4. الگوریتم‌های قفل-basics: mutex, spinlock
• 5. قفل‌های خواند‌نویس (read-write locks)
• 6. semaphores و monitors
• 7. condizioni variable و signaling
• 8. الگوریتم Peterson و Dekker
• 9. الگوریتم Bakery
• 10. الگوریتم Lamport's mutual exclusion
• 11. الگوریتم‌های lock-free:compare-and-swap (CAS)
• 12. الگوریتم‌های lock-free:stack و queue (Michael & Scott)
• 13. الگوریتم‌های lock-free:hash map
• 14. الگوریتم‌های wait-free
• 15. الگوریتم‌های obstruction-free
• 16. مدل Actor (Akka, Orleans)
• 17. پیام‌رسانی非同期 و mailbox
• 18. supervising و fault tolerance در Actor
• 19. مدل CSP (Communicating Sequential Processes)
• 20. کانال‌ها در Go و Rust
• 21. انتخاب (select) و timeout در CSP
• 22. مدل Dataflow و reactive streams
• 23. الگوریتم‌های parallel prefix sum (scan)
• 24. الگوریتم‌های parallel reduction
• 25. الگوریتم‌های parallel sorting (sample sort, bitonic)
• 26. الگوریتم‌های parallel graph algorithms (BFS, DFS)
• 27. алгоритмы lock-free memory reclamation: hazard pointers
• 28. алгоритмы epoch-based reclamation (RCU)
• 29. алгоритмы deferral و quiescence-based reclamation
• 30. استراتژی‌های backoff و contention management
• 31. adaptive spinning و queue-based locks (MCS lock, CLH lock)
• 32. قفل‌های فایربکس (ticket lock)
• 33. قفل‌های متلوا (Mellor-Crummey & Scott lock)
• 34. قفل‌های مودولار (modular locks)
• 35. Transactional Memory (TM) basics
• 36. Hardware Transactional Memory (HTM)
• 37. Software Transactional Memory (STM)
• 38. konflikten و abort handling in TM
• 39. دمج TM با lock-free
• 40. بارگذاری کار (work stealing) و schedulers
• 41. قا scheduler work-stealing (Cilk, Intel TBB)
• 42. بارگذاری کار basado بر priority
• 43. همگسانی و fairness در locks
• 44. مدل‌های priority inheritance و priority ceiling
• 45. تحلیل عملکرد و مدل‌های queuing
• 46. محاسبه contention و scalability
• 47. ابزارهای profiling concurrency (perf, VTune, ThreadSanitizer)
• 48. تست واحد concurrent و مدل‌های vérification
• 49. model checking برای concurrent systems (SPIN, TLA+)
• 50. بررسی خطاهای race condition با ابزارهای static analysis
• 51. دیباگ concurrent programs: replay و deterministic execution
• 52. الگوهای طراحی concurrent: Reactor, Producer-Consumer, Pipeline
• 53. الگوهای طراحی concurrent: Read-Copy-Update (RCU)
• 54. الگوهای طراحی concurrent: Barrier و Phaser
• 55. الگوهای طراحی concurrent: Fork-Join
• 56. الگوهای طراحی concurrent: Map-Reduce
• 57. الگوهای طراحی concurrent: Actor Supervision Hierarchy
• 58. الگوهای طراحی concurrent: Event Loop و Reactor
• 59. الگوهای طراحی concurrent: Future و Promise
• 60. الگوهای طراحی concurrent: CompletableFuture و async/await
• 61. Integrating concurrency with functional programming (immutability)
• 62. Concurrency in functional languages (Erlang, Elixir, Clojure)
• 63. Concurrency in object-oriented languages (Java, C#)
• 64. Concurrency in systems languages (C++, Rust)
• 65. GPU concurrency و modelos (CUDA streams, synchronization)
• 66. Concurrency in distributed systems: Raft, Paxos
• 67. Consistent hashing و partitioned state
• 68. eventual consistency و CRDTs
• 69. استراتژی‌های batching و coalescing opertions
• 70. طراحی APIهای concurrent sécure و composable
• 71. مدیریت منابع و pooling (connection pool, thread pool)
• 72. انرژیefficiency و دینامیک تردد در concurrent systems
• 73. مقیاس‌پذیری افقی vs عمودی در concurrent services
• 74. استفاده از الگوهای concurrent در میکروسرویس‌ها
• 75. ملاحظات امنیتی در کد concurrent (side-channels, timing attacks)
• 76. Integrating concurrency با async I/O (epoll, kqueue, io_uring)
• 77. آزمون سیستم‌های concurrent تحت بار (stress, chaos engineering)
• 78. قانون Amdahl و Gustafson در بهینه‌سازی concurrent
• 79. تحلیل bottleneckها و محدودیت‌های synchronize
• 80. بهینه‌سازی locality و کش در concurrent algorithms
• 81. استفاده از vectorized operations و SIMD در concurrent processing
• 82. آشنایی با کتابخانه‌های concurrent محبوب (Java.util.concurrent, .NET TPL, Boost.Thread, folly)
• 83. مقایسهٔ عملکرد بین مختلف locking mechanisms
• 84. راهنمای انتخاب مناسب الگو concurrent بر اساس workload
• 85. مطالعهٔ واقعی: پایگاه‌های داده concurrent (MySQL InnoDB, PostgreSQL)
• 86. مطالعهٔ واقعی: صف‌های پیام concurrent (RabbitMQ, Kafka)
• 87. مطالعهٔ واقعی: موتورهای بازی concurrent
• 88. مطالعهٔ واقعی: سیستم‌های معاملات مالی concurrent
• 89. مطالعهٔ واقعی: سرورهای وب concurrent (NGINX event-driven, Node.js)
• 90. مروری بر استانداردها و مدل‌های concurrency (POSIX threads, C11 atomic, C++20)
• 91. جهت‌های آینده: concurrency heterogeneous، GPUها، FPGAها
• 92. مطالعهٔ مورد: طراحی یک جدول hash lock-free concurrent از ابتدا
• 93. مطالعهٔ مورد: ساخت یک زمانبند work-stealing
• 94. مطالعهٔ مورد: پیاده‌سازی STM در زمانبند زبان
• 95. مطالعهٔ مورد: پیاده‌سازی مدل Actor (Akka)
• 96. مطالعهٔ مورد: پیاده‌سازی CSP (کانال‌های Go)
• 97. مطالعهٔ مورد: پیاده‌سازی Reactive Streams (Project Reactor)
• 98. مطالعهٔ مورد: پیاده‌سازی CRDT برای ویرایش مشترک
• 99. مطالعهٔ مورد: کتاب قفل-free برای معاملات بالا فرکانس
• 100. نتیجه‌گیری و نقشه‌راه برای تسلط بر الگوها concurrent پیشرفته