فلش‌کارت‌های آموزشی استفاده از تکنیک‌های کاهش ابعاد (Dimensionality Reduction) برای HPC

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره استفاده از تکنیک‌های کاهش ابعاد (Dimensionality Reduction) برای HPC

موضوع کلی: برنامه نویسی

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

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مبانی برنامه نویسی و محاسبات
• 2. مقدمه ای بر برنامه نویسی و اهمیت آن در محاسبات
• 3. مروری بر مفاهیم پایه: متغیرها، انواع داده‌ها، عملگرها
• 4. ساختارهای کنترل جریان: if-else, for, while
• 5. توابع و روش‌های برنامه نویسی ماژولار
• 6. آشنایی با زبان های برنامه نویسی پرکاربرد در HPC (Python, C/C++)
• 7. مقدمه ای بر HPC: مفاهیم و معماری
• 8. آشنایی با سخت افزار HPC: پردازنده ها، حافظه ها، شبکه ها
• 9. آشنایی با سیستم عامل های HPC: Linux و ابزارهای خط فرمان
• 10. مبانی مدیریت حافظه و بهینه سازی کد
• 11. مبانی موازی سازی: مفاهیم و اهمیت آن در HPC
• 12. مفاهیم پایه ریاضی و جبر خطی
• 13. مروری بر جبر خطی: ماتریس ها، بردارها، عملیات ماتریسی
• 14. مفهوم فضای برداری و زیرفضاها
• 15. مقادیر ویژه و بردارهای ویژه: مفاهیم و کاربردها
• 16. تجزیه ماتریس: LU، QR، Cholesky
• 17. نرم ها و اندازه گیری فاصله: L1, L2, Inf
• 18. آشنایی با آنالیز داده و پیش پردازش
• 19. اهمیت کاهش ابعاد در HPC و علوم داده
• 20. آشنایی با مفاهیم آماری: میانگین، واریانس، کوواریانس
• 21. مبانی احتمالات و توزیع های آماری
• 22. اثر داده‌های پرت و روش های مقابله با آن
• 23. مفاهیم و تکنیک‌های کاهش ابعاد
• 24. مقدمه ای بر کاهش ابعاد: هدف و مزایا
• 25. چالش های کاهش ابعاد در HPC
• 26. روش های کاهش ابعاد خطی: PCA, LDA
• 27. PCA: تئوری، الگوریتم، پیاده سازی
• 28. LDA: تئوری، الگوریتم، پیاده سازی
• 29. انتخاب تعداد ابعاد در PCA و LDA
• 30. کاهش ابعاد غیرخطی: معرفی و بررسی اجمالی
• 31. آشنایی با manifold learning و روش های مرتبط
• 32. ایمپلمنتیشن کاهش ابعاد با استفاده از کتابخانه های Python (scikit-learn, etc.)
• 33. معیارهای ارزیابی و مقایسه روش های کاهش ابعاد
• 34. پیاده‌سازی و بهینه‌سازی PCA در HPC
• 35. پیاده سازی PCA در محیط های موازی (MPI, OpenMP)
• 36. بهینه سازی PCA برای مجموعه داده های بزرگ
• 37. استفاده از کتابخانه های HPC برای تسریع PCA
• 38. آشنایی با کتابخانه های تخصصی مانند Intel MKL و cuSOLVER
• 39. مقایسه عملکرد PCA با روش های مختلف موازی سازی
• 40. شناسایی گلوگاه های عملکرد در PCA
• 41. استراتژی های بهینه سازی حافظه در PCA
• 42. بهینه سازی ورودی/خروجی در PCA
• 43. تجزیه و تحلیل پیچیدگی محاسباتی PCA
• 44. بهبود عملکرد PCA با استفاده از تکنیک های پیشرفته
• 45. LDA و سایر تکنیک‌های کاهش ابعاد در HPC
• 46. پیاده سازی LDA در محیط های HPC
• 47. بهینه سازی LDA برای داده های بزرگ
• 48. بررسی تکنیک‌های دیگر کاهش ابعاد (t-SNE, UMAP)
• 49. مقایسه و ارزیابی روش های مختلف کاهش ابعاد
• 50. کاربرد روش های کاهش ابعاد در مسائل مختلف HPC
• 51. استفاده از GPU برای تسریع کاهش ابعاد
• 52. استفاده از فریمورک های توزیع شده (Dask, Spark)
• 53. ارائه راه حل های عملی برای مسائل واقعی
• 54. بررسی و رفع خطاهای رایج در پیاده سازی
• 55. بهینه سازی الگوریتم های مبتنی بر درخت در HPC
• 56. کاربردها و موارد پیشرفته
• 57. کاربرد کاهش ابعاد در پردازش تصویر
• 58. کاربرد کاهش ابعاد در پردازش سیگنال
• 59. کاربرد کاهش ابعاد در داده کاوی و یادگیری ماشینی
• 60. کاربرد کاهش ابعاد در شبیه سازی های علمی
• 61. کاهش ابعاد و تجسم داده های حجیم
• 62. کاهش ابعاد و خوشه بندی داده ها
• 63. کاهش ابعاد و تشخیص ناهنجاری ها
• 64. کاهش ابعاد و پیش بینی
• 65. ادغام کاهش ابعاد با سایر تکنیک های HPC
• 66. آشنایی با تکنیک های انتخاب ویژگی
• 67. ابزارها و کتابخانه‌های تخصصی
• 68. معرفی و آموزش استفاده از CUDA و cuSOLVER
• 69. آموزش استفاده از MPI برای موازی سازی
• 70. آموزش استفاده از OpenMP برای موازی سازی
• 71. آموزش استفاده از کتابخانه های ریاضی HPC (MKL, BLAS, LAPACK)
• 72. معرفی و آموزش استفاده از ابزارهای پروفایلینگ (gprof, perf)
• 73. آموزش استفاده از ابزارهای اشکال زدایی (gdb, valgrind)
• 74. آموزش استفاده از ابزارهای مدیریت منابع (Slurm, PBS)
• 75. استفاده از کانتینرها برای استقرار برنامه های HPC (Docker, Singularity)
• 76. آموزش استفاده از ابزارهای ارزیابی عملکرد (perf, likwid)
• 77. بهینه سازی کد برای معماری های مختلف
• 78. تکنیک‌های پیشرفته و آینده پژوهی
• 79. کاهش ابعاد و یادگیری عمیق (Deep Learning)
• 80. کاهش ابعاد و شبکه های عصبی
• 81. کاهش ابعاد و پردازش زبان طبیعی
• 82. روش های ترکیبی کاهش ابعاد
• 83. روش های کاهش ابعاد با استفاده از یادگیری تقویتی
• 84. تحقیق در زمینه کاهش ابعاد در HPC: چالش ها و فرصت ها
• 85. بررسی مقالات و تحقیقات اخیر در زمینه کاهش ابعاد
• 86. آینده کاهش ابعاد در محاسبات کوانتومی
• 87. تاثیر کاهش ابعاد بر مصرف انرژی در HPC
• 88. جمع بندی و مروری بر مفاهیم دوره
• 89. در ادامه 12 سرفصل اضافی برای دوره "استفاده از تکنیک‌های کاهش ابعاد (Dimensionality Reduction) برای HPC" ارائه می‌شود:
• 90. مقدمه‌ای بر کاهش ابعاد و ضرورت آن در داده‌های حجیم
• 91. تکنیک‌های کلاسیک کاهش ابعاد (PCA, SVD, LDA)
• 92. تکنیک‌های غیرخطی و یادگیری منیفولد (t-SNE, UMAP, LLE)
• 93. کاهش ابعاد مبتنی بر ویژگی و انتخاب ویژگی
• 94. پیاده‌سازی موازی تکنیک‌های کاهش ابعاد (MPI, OpenMP, CUDA)
• 95. استفاده از کتابخانه‌های کاهش ابعاد در HPC (ScaLAPACK, Dask, cuML)
• 96. بهینه‌سازی کارایی الگوریتم‌های کاهش ابعاد برای سخت‌افزار HPC
• 97. مدیریت داده‌های بزرگ و توزیع‌شده در کاربردهای کاهش ابعاد
• 98. کاربردهای کاهش ابعاد در علوم داده، یادگیری ماشین و شبیه‌سازی‌های علمی
• 99. ارزیابی و انتخاب بهترین تکنیک کاهش ابعاد برای مسائل مختلف HPC
• 100. کاهش ابعاد جریانی (Streaming Dimensionality Reduction) در محیط‌های بلادرنگ HPC