🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: برنامه‌نویسی موازی و همزمان (Concurrency & Parallelism) در پایتون

موضوع کلی: برنامه نویسی

موضوع میانی: پایتون (Python)

📋 سرفصل‌های دوره (100 موضوع)

• 1. مبانی پایتون برای برنامه‌نویسی همزمان و موازی
• 2. درک مفاهیم Concurrency و Parallelism
• 3. تفاوت Concurrency و Parallelism
• 4. انواع برنامه‌های Concurrency
• 5. نیاز به Concurrency و Parallelism در برنامه‌ها
• 6. مقدمه‌ای بر Threadها
• 7. ایجاد Thread در پایتون با ماژول threading
• 8. مدیریت Threadها
• 9. Join کردن Threadها
• 10. Daemon Threadها
• 11. Lockها و RLockها در threading
• 12. شرایط رقابتی (Race Conditions)
• 13. Deadlock چیست و چگونه از آن جلوگیری کنیم؟
• 14. استفاده از Semaphore برای کنترل دسترسی به منابع
• 15. Eventها در threading
• 16. Condition Variableها برای هماهنگی Threadها
• 17. Queueها و تولیدکننده-مصرف‌کننده (Producer-Consumer)
• 18. Poolها و مدیریت Threadها با ThreadPoolExecutor
• 19. مقدمه‌ای بر Processها
• 20. ایجاد Process در پایتون با ماژول multiprocessing
• 21. ارتباط بین Processها با Queue
• 22. ارتباط بین Processها با Pipe
• 23. اشتراک‌گذاری حافظه بین Processها با Value و Array
• 24. Lockها و Semaphoreها در multiprocessing
• 25. Poolها و مدیریت Processها با ProcessPoolExecutor
• 26. مقدمه‌ای بر Asyncio
• 27. حلقه رویداد (Event Loop) در Asyncio
• 28. Coroutines و async/await
• 29. ایجاد Coroutines
• 30. اجرای Coroutines در حلقه رویداد
• 31. Taskها در Asyncio
• 32. گروه‌بندی Taskها با asyncio.gather
• 33. لغو Taskها
• 34. Timeoutها در Asyncio
• 35. Futureها و Callbackها
• 36. استفاده از Asyncio Queue
• 37. قفل‌ها و Semaphoreها در Asyncio
• 38. هماهنگی Coroutines با Event و Condition
• 39. Asyncio Streamها
• 40. شبکه‌سازی با Asyncio
• 41. ارتباط با Socketها به صورت Async
• 42. درک مفاهیم I/O bound و CPU bound
• 43. انتخاب روش مناسب (Thread, Process, Asyncio)
• 44. آشنایی با GIL (Global Interpreter Lock)
• 45. تاثیر GIL بر برنامه‌های Thread-based
• 46. دور زدن GIL با Multiprocessing
• 47. استفاده از کتابخانه concurrent.futures
• 48. انجام محاسبات سنگین با ThreadPoolExecutor
• 49. انجام محاسبات سنگین با ProcessPoolExecutor
• 50. نحوه اندازه‌گیری کارایی برنامه‌های همزمان و موازی
• 51. ابزارهای پروفایلینگ پایتون
• 52. بهینه‌سازی برنامه‌های Thread-based
• 53. بهینه‌سازی برنامه‌های Process-based
• 54. بهینه‌سازی برنامه‌های Asyncio-based
• 55. استفاده از Cache برای بهبود کارایی
• 56. اجتناب از کپی کردن داده‌های بزرگ
• 57. استفاده از تکنیک‌های Lazy Evaluation
• 58. درک Overhead مربوط به Threadها و Processها
• 59. درک Overhead مربوط به Asyncio
• 60. پیاده‌سازی یک Server ساده با Threadها
• 61. پیاده‌سازی یک Server ساده با Processها
• 62. پیاده‌سازی یک Server ساده با Asyncio
• 63. مدیریت Requestها به صورت همزمان و موازی
• 64. بررسی الگوهای طراحی Concurrency
• 65. الگوی Producer-Consumer پیشرفته
• 66. الگوی Reader-Writer
• 67. الگوی MapReduce با Multiprocessing
• 68. الگوی Supervisor برای مدیریت Processها
• 69. خطا یابی (Debugging) برنامه‌های Concurrency
• 70. ابزارهای Debugging برای Threadها و Processها
• 71. ابزارهای Debugging برای Asyncio
• 72. نحوه تست کردن برنامه‌های Concurrency
• 73. تست واحد (Unit Testing) برای Concurrency
• 74. تست یکپارچگی (Integration Testing) برای Concurrency
• 75. استفاده از Mocking برای تست Concurrency
• 76. آشنایی با کتابخانه Ray برای Parallel Processing
• 77. استفاده از Ray برای توزیع محاسبات
• 78. Ray Tasks و Actors
• 79. استفاده از Ray برای ساخت Microservices
• 80. آشنایی با کتابخانه Dask برای Parallel Computing
• 81. استفاده از Dask برای پردازش داده‌های بزرگ
• 82. Dask DataFrames و Arrays
• 83. آشنایی با Celery برای Task Queueing
• 84. استفاده از Celery برای اجرای وظایف به صورت Async
• 85. پیاده‌سازی یک Task Queue ساده با Celery
• 86. مقایسه Ray و Dask
• 87. مقایسه Celery با Asyncio
• 88. استفاده از RabbitMQ یا Redis به عنوان Broker
• 89. استفاده از Docker برای Containerization
• 90. استفاده از Kubernetes برای Orchestration
• 91. استقرار برنامه‌های Concurrency در Cloud
• 92. بررسی Case Study: پردازش تصویر به صورت موازی
• 93. بررسی Case Study: تحلیل داده‌های مالی به صورت همزمان
• 94. بررسی Case Study: ساخت یک Chat Server با Asyncio
• 95. امنیت در برنامه‌های Concurrency
• 96. حملات Race Condition و Mitigation
• 97. حملات Deadlock و Mitigation
• 98. بهترین روش‌ها برای نوشتن کد Concurrent
• 99. بررسی کد Concurrent دیگران و یافتن مشکلات
• 100. نکات پیشرفته در استفاده از Asyncio