فلش‌کارت‌های آموزشی الگوریتم‌های موازی در معماری‌های چند پردازنده‌ای: از مبانی تا پیاده‌سازی

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره الگوریتم‌های موازی در معماری‌های چند پردازنده‌ای: از مبانی تا پیاده‌سازی

موضوع کلی: علوم کامپیوتر

موضوع میانی: معماری کامپیوتر و سیستم‌های موازی

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. الگوریتم‌های موازی در معماری‌های چند پردازنده‌ای: از مبانی تا پیاده‌سازی
• 2. مبانی معماری کامپیوتر و محاسبات موازی
• 3. آشنایی با مفاهیم اولیه معماری کامپیوتر و انواع آن
• 4. معرفی مفاهیم محاسبات موازی و دلایل استفاده از آن
• 5. مدل‌های محاسبات موازی: حافظه اشتراکی و حافظه توزیع‌شده
• 6. آشنایی با قانون آمدهال و تأثیر آن بر عملکرد موازی
• 7. معرفی معیارها و شاخص‌های ارزیابی عملکرد سیستم‌های موازی
• 8. مروری بر انواع معماری‌های موازی: SIMD، MIMD و غیره
• 9. مدل‌های برنامه‌نویسی موازی: Threading، MPI، OpenMP
• 10. آشنایی با سخت‌افزار چند پردازنده‌ای و اجزای آن
• 11. مروری بر مفاهیم پایه در طراحی الگوریتم‌های موازی
• 12. طراحی و تحلیل الگوریتم‌های موازی
• 13. الگوریتم‌های موازی برای مرتب‌سازی: مقایسه و تحلیل
• 14. الگوریتم‌های موازی برای جستجو: انواع و مقایسه
• 15. الگوریتم‌های موازی در گراف: پیمایش و مسائل کوتاه‌ترین مسیر
• 16. الگوریتم‌های موازی برای جمع‌بندی و ضرب ماتریس
• 17. الگوریتم‌های موازی برای حل دستگاه معادلات خطی
• 18. الگوریتم‌های موازی برای پردازش تصویر و سیگنال
• 19. الگوریتم‌های موازی برای مسائل بهینه‌سازی
• 20. الگوریتم‌های موازی مبتنی بر تقسیم و حل
• 21. الگوریتم‌های موازی پویا
• 22. طراحی الگوریتم‌های موازی با استفاده از الگوهای طراحی
• 23. ساختارهای داده موازی
• 24. آرایه‌های موازی و عملیات‌های آن‌ها
• 25. لیست‌های پیوندی موازی و عملیات‌های آن‌ها
• 26. درخت‌های موازی و عملیات‌های آن‌ها
• 27. هسته‌های گراف موازی و عملیات‌های آن‌ها
• 28. استفاده از ساختارهای داده موازی برای بهبود عملکرد
• 29. مدیریت حافظه در سیستم‌های موازی
• 30. مدیریت حافظه اشتراکی: مشکلات و راه‌حل‌ها
• 31. مدیریت حافظه توزیع‌شده: پیام‌رسانی و همگام‌سازی
• 32. آشنایی با قفل‌ها و سازوکارهای همگام‌سازی
• 33. تکنیک‌های بهینه‌سازی دسترسی به حافظه
• 34. مسائل مربوط به حافظه نهان و راه‌حل‌های آن‌ها
• 35. ارتباطات بین پردازنده‌ها
• 36. مبانی شبکه و پروتکل‌های ارتباطی
• 37. مسائل مربوط به تاخیر و پهنای باند
• 38. طراحی و پیاده‌سازی سازوکارهای پیام‌رسانی
• 39. مدیریت ارتباطات در مدل حافظه اشتراکی
• 40. آشنایی با شبکه‌های interconnect و توپولوژی‌ها
• 41. معرفی کتابخانه‌های MPI و OpenMP
• 42. برنامه‌نویسی موازی با MPI
• 43. مبانی MPI: ارسال و دریافت پیام
• 44. همگام‌سازی و جمع‌آوری در MPI
• 45. تقسیم‌بندی داده‌ها و توزیع کار در MPI
• 46. نمونه‌های برنامه‌نویسی MPI برای الگوریتم‌های مختلف
• 47. بهینه‌سازی عملکرد برنامه‌های MPI
• 48. برنامه‌نویسی موازی با OpenMP
• 49. مبانی OpenMP: دستورالعمل‌ها و حوزه‌های موازی
• 50. اشتراک‌گذاری داده‌ها و همگام‌سازی در OpenMP
• 51. تقسیم‌بندی داده‌ها و توزیع کار در OpenMP
• 52. نمونه‌های برنامه‌نویسی OpenMP برای الگوریتم‌های مختلف
• 53. بهینه‌سازی عملکرد برنامه‌های OpenMP
• 54. مقایسه MPI و OpenMP
• 55. آشنایی با پردازنده‌های چند هسته‌ای و GPU
• 56. معماری پردازنده‌های چند هسته‌ای
• 57. معماری GPU و محاسبات موازی بر روی GPU
• 58. مبانی CUDA و OpenCL
• 59. برنامه‌نویسی موازی برای GPU
• 60. مقایسه معماری‌های پردازش موازی
• 61. آشنایی با الگوریتم‌های موازی پیشرفته
• 62. الگوریتم‌های موازی برای یادگیری ماشینی
• 63. الگوریتم‌های موازی برای پردازش کلان داده‌ها
• 64. الگوریتم‌های موازی برای سیستم‌های توزیع‌شده
• 65. معرفی مفاهیم تحمل خطا در سیستم‌های موازی
• 66. تکنیک‌های بازگردانی و بازسازی داده‌ها
• 67. روش‌های تشخیص خطا و بازیابی
• 68. ارزیابی عملکرد و بهینه‌سازی
• 69. ابزارها و تکنیک‌های پروفایل و اشکال‌زدایی
• 70. بهینه‌سازی کد موازی
• 71. بررسی انواع روش‌های بهینه‌سازی عملکرد
• 72. مدل‌های عملکرد و پیش‌بینی
• 73. آشنایی با شبیه‌سازی و ارزیابی
• 74. مباحث پیشرفته در معماری موازی
• 75. معماری‌های غیرهمگن
• 76. معماری‌های مبتنی بر ابر
• 77. پردازش موازی در فضای ابری
• 78. مسائل امنیت در محاسبات موازی
• 79. آشنایی با HPC (High Performance Computing)
• 80. بررسی سیستم‌های HPC و کاربردهای آن‌ها
• 81. آشنایی با کتابخانه‌های تخصصی محاسبات موازی
• 82. مروری بر جدیدترین پیشرفت‌ها و روندها در معماری موازی
• 83. معرفی تکنیک‌های جدید در طراحی الگوریتم‌های موازی
• 84. آشنایی با زبان‌ها و فریم‌ورک‌های جدید محاسبات موازی
• 85. آینده محاسبات موازی و چالش‌های پیش رو
• 86. مروری بر مفاهیم concurrency و parallelism
• 87. مقایسه و تمایز concurrency و parallelism
• 88. آشنایی با الگوریتم‌های غیرمسدودکننده
• 89. بررسی مفاهیم قفل‌گریزی و بی‌قفل‌سازی
• 90. معرفی مدل‌های حافظه ضعیف
• 91. آشنایی با سیستم‌های فایل موازی
• 92. بررسی مفاهیم scalability و fault tolerance
• 93. معرفی تکنیک‌های load balancing
• 94. آشنایی با انواع مختلف شبکه های کامپیوتری و توپولوژی ها
• 95. بررسی تأثیر شبکه‌های ارتباطی بر عملکرد الگوریتم‌های موازی
• 96. مطالعه موردی: پیاده‌سازی الگوریتم‌های موازی در کاربردهای مختلف
• 97. آزمایشگاه: پیاده‌سازی و ارزیابی الگوریتم‌های موازی
• 98. بررسی کتابخانه‌های مختلف موازی و مقایسه آن‌ها
• 99. آشنایی با ابزارهای تحلیل عملکرد در سیستم‌های موازی
• 100. پروژه: طراحی و پیاده‌سازی یک الگوریتم موازی