فلش‌کارت‌های آموزشی مقدمه‌ای بر محاسبات با توان بالا (High-Throughput Computing)

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره مقدمه‌ای بر محاسبات با توان بالا (High-Throughput Computing)

موضوع کلی: برنامه نویسی

موضوع میانی: محاسبات سطح بالا (High-Performance Computing)

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر دنیای محاسبات توان بالا
• 2. چرا به محاسبات توان بالا نیاز داریم؟
• 3. کاربردهای محاسبات توان بالا در علوم و مهندسی
• 4. تاریخچه مختصری از محاسبات موازی و توزیع شده
• 5. اصول اساسی محاسبات موازی
• 6. اصول اساسی محاسبات توزیع شده
• 7. تفاوت بین محاسبات موازی و توزیع شده
• 8. مفهوم تسریع (Acceleration)
• 9. مفهوم توان عملیاتی (Throughput)
• 10. مفهوم تاخیر (Latency)
• 11. مقایسه توان عملیاتی و تاخیر
• 12. مدل‌های برنامه‌نویسی موازی
• 13. مدل پیام‌رسانی (Message Passing)
• 14. مدل حافظه مشترک (Shared Memory)
• 15. مدل توزیع شده با حافظه مشترک (Distributed Shared Memory)
• 16. معماری‌های سخت‌افزاری برای محاسبات توان بالا
• 17. پردازنده‌های مرکزی (CPU)
• 18. پردازنده‌های گرافیکی (GPU)
• 19. تراشه‌های FPGA
• 20. سیستم‌های خوشه‌ای (Clusters)
• 21. شبکه‌های پرسرعت برای محاسبات توان بالا
• 22. مبانی شبکه‌های اترنت
• 23. شبکه‌های InfiniBand
• 24. پروتکل‌های ارتباطی در سیستم‌های توزیع شده
• 25. نکات کلیدی در طراحی سیستم‌های توان بالا
• 26. مفاهیم اولیه برنامه‌نویسی موازی
• 27. مفهوم فرایند (Process)
• 28. مفهوم نخ (Thread)
• 29. تفاوت بین فرایند و نخ
• 30. همزمانی (Concurrency)
• 31. موازی‌سازی (Parallelism)
• 32. تفاوت بین همزمانی و موازی‌سازی
• 33. مشکلات در برنامه‌نویسی موازی: رقابت (Race Condition)
• 34. مشکلات در برنامه‌نویسی موازی: بن‌بست (Deadlock)
• 35. مشکلات در برنامه‌نویسی موازی: قحطی (Starvation)
• 36. راه‌حل‌های مدیریت همزمانی: قفل‌ها (Locks)
• 37. راه‌حل‌های مدیریت همزمانی: سمافورها (Semaphores)
• 38. راه‌حل‌های مدیریت همزمانی: مانیتورها (Monitors)
• 39. کتابخانه‌های برنامه‌نویسی موازی
• 40. OpenMP برای حافظه مشترک
• 41. MPI (Message Passing Interface) برای پیام‌رسانی
• 42. MPI: مفاهیم پایه
• 43. MPI: ارسال و دریافت پیام
• 44. MPI: ارتباطات جمعی (Collective Communications)
• 45. MPI: ارتباطات یک‌طرفه (One-Sided Communications)
• 46. MPI: دسته‌بندی فرایندها (Communicators)
• 47. MPI: انواع داده‌های مشتق شده (Derived Datatypes)
• 48. CUDA برای برنامه‌نویسی GPU
• 49. CUDA: معماری GPU
• 50. CUDA: مدل حافظه GPU
• 51. CUDA: نخ‌ها و بلوک‌های نخ (Threads and Blocks)
• 52. CUDA: گریدها (Grids)
• 53. CUDA: زمان‌بندی نخ‌ها (Thread Scheduling)
• 54. CUDA: همگام‌سازی نخ‌ها (Thread Synchronization)
• 55. CUDA: توابع هسته (Kernel Functions)
• 56. CUDA: مدیریت حافظه در GPU
• 57. CUDA: انتقال داده بین CPU و GPU
• 58. CUDA: بهینه‌سازی عملکرد در CUDA
• 59. مفاهیم پردازش داده‌های بزرگ (Big Data)
• 60. چالش‌های پردازش داده‌های بزرگ
• 61. آرشیو داده‌های حجیم
• 62. ذخیره‌سازی توزیع شده (Distributed Storage)
• 63. سیستم فایل توزیع شده هادوپ (HDFS)
• 64. مدل برنامه‌نویسی MapReduce
• 65. پیاده‌سازی MapReduce با هادوپ
• 66. Spark: جایگزین سریع‌تر برای MapReduce
• 67. Spark: ساختار و مفاهیم اصلی
• 68. Spark: RDD (Resilient Distributed Datasets)
• 69. Spark: DataFrame و DataSet
• 70. Spark: Spark SQL
• 71. Spark: Spark Streaming
• 72. Spark: MLlib (Machine Learning Library)
• 73. Spark: GraphX (Graph Processing)
• 74. پایگاه داده‌های NoSQL برای داده‌های بزرگ
• 75. انواع پایگاه داده‌های NoSQL
• 76. کلید-مقدار (Key-Value)
• 77. ستونی (Column-Family)
• 78. مستند-محور (Document-Oriented)
• 79. گراف (Graph)
• 80. کاربرد پایگاه داده‌های NoSQL در محاسبات توان بالا
• 81. مفاهیم توزیع شده و سیستم‌های توزیع شده
• 82. توافق در سیستم‌های توزیع شده (Distributed Consensus)
• 83. الگوریتم Paxos
• 84. الگوریتم Raft
• 85. قابلیت اطمینان (Fault Tolerance)
• 86. تحمل خرابی (Failure Detection)
• 87. بازیابی از خرابی (Recovery)
• 88. مفاهیم مدیریت منابع در خوشه‌ها
• 89. زمان‌بندی وظایف (Job Scheduling)
• 90. سیستم‌های مدیریت خوشه (Cluster Management Systems)
• 91. Apache Mesos
• 92. Kubernetes
• 93. Docker و کانتینرسازی (Containerization)
• 94. مفاهیم Docker
• 95. ایجاد Dockerfile
• 96. استقرار برنامه‌های کانتینری
• 97. مزایای کانتینرسازی برای محاسبات توان بالا
• 98. شبکه‌سازی در محیط‌های کانتینری
• 99. ذخیره‌سازی در محیط‌های کانتینری
• 100. نظارت و مدیریت سیستم‌های توان بالا