فلش‌کارت‌های آموزشی اصول برنامه‌نویسی همزمان با الهام از مفاهیم سوکت در C++

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره اصول برنامه‌نویسی همزمان با الهام از مفاهیم سوکت در C++

موضوع کلی: مهندسی نرم‌افزار و برنامه‌نویسی پیشرفته

موضوع میانی: همزمانی و پردازش موازی در C++

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر برنامه‌نویسی همزمان در C++
• 2. مفاهیم پایه سوکت در شبکه‌های کامپیوتری
• 3. کاربرد سوکت در ارتباطات دوطرفه
• 4. مدل‌های ارتباطی سوکت (TCP و UDP)
• 5. انتقال داده با سوکت‌های TCP
• 6. انتقال داده با سوکت‌های UDP
• 7. محدودیت‌های سوکت و نیاز به رویکردهای موازی
• 8. مبانی پردازش موازی
• 9. تفاوت بین همزمانی و موازی‌سازی
• 10. نخ‌ها (Threads) در C++
• 11. ایجاد و مدیریت نخ‌ها
• 12. همگام‌سازی نخ‌ها
• 13. قفل‌ها (Mutexes) و کاربرد آن‌ها
• 14. شرایط (Condition Variables) برای ارتباط نخ‌ها
• 15. کلاس `std::thread` در C++
• 16. توابع و اعضای `std::thread`
• 17. کار با `std::mutex`
• 18. استفاده از `std::lock_guard`
• 19. استفاده از `std::unique_lock`
• 20. مفهوم `std::condition_variable`
• 21. الگوهای طراحی همزمان
• 22. الگوی تولیدکننده-مصرف‌کننده (Producer-Consumer)
• 23. پیاده‌سازی الگوی تولیدکننده-مصرف‌کننده با صف
• 24. استفاده از صف‌های همزمان (Thread-Safe Queues)
• 25. الگوی Pool نخ (Thread Pool)
• 26. مدیریت وظایف در Thread Pool
• 27. کتابخانه‌های همزمانی در C++
• 28. `std::async` و `std::future`
• 29. استفاده از `std::packaged_task`
• 30. موازی‌سازی مبتنی بر داده (Data Parallelism)
• 31. موازی‌سازی مبتنی بر وظیفه (Task Parallelism)
• 32. کلاس `std::atomic` برای عملیات اتمیک
• 33. عملیات اتمیک در C++
• 34. محدودیت‌های عملیات اتمیک
• 35. استفاده از `std::atomic_flag`
• 36. موازی‌سازی در سطح بالا با الگوی TPL
• 37. استفاده از الگوی TPL در C++
• 38. مدیریت خطا در برنامه‌های همزمان
• 39. استثناها در نخ‌ها
• 40. موازی‌سازی با استفاده از کتابخانه OpenMP
• 41. دستورات OpenMP برای موازی‌سازی حلقه‌ها
• 42. دستورات OpenMP برای موازی‌سازی وظایف
• 43. موازی‌سازی با استفاده از کتابخانه MPI
• 44. مفاهیم پایه MPI
• 45. ارسال و دریافت پیام در MPI
• 46. موازی‌سازی با استفاده از CUDA (مقدماتی)
• 47. مفاهیم پایه CUDA
• 48. برنامه‌نویسی GPU با CUDA
• 49. مدیریت حافظه در CUDA
• 50. الگوهای موازی‌سازی در C++11 و بالاتر
• 51. استفاده از `std::call_once`
• 52. مقایسه `std::mutex` و `std::lock_guard`
• 53. مقایسه `std::condition_variable` و `std::promise`/`std::future`
• 54. الگوی Singleton همزمان
• 55. پیاده‌سازی Singleton همزمان با `std::call_once`
• 56. پیاده‌سازی Singleton همزمان با `std::mutex`
• 57. الگوی Observer همزمان
• 58. مدل‌های همزمانی در سیستم‌عامل
• 59. مدیریت فرآیندها و نخ‌ها
• 60. زمان‌بندی نخ‌ها (Thread Scheduling)
• 61. بن‌بست (Deadlock) در برنامه‌های همزمان
• 62. تشخیص بن‌بست
• 63. پیشگیری از بن‌بست
• 64. راهکار مقابله با بن‌بست
• 65. مسابقه داده (Data Race)
• 66. روش‌های جلوگیری از Data Race
• 67. اشکال‌زدایی (Debugging) برنامه‌های همزمان
• 68. ابزارهای اشکال‌زدایی همزمان
• 69. تست برنامه‌های همزمان
• 70. معیارهای عملکرد در برنامه‌های همزمان
• 71. مقیاس‌پذیری (Scalability)
• 72. بهینه‌سازی برنامه‌های همزمان
• 73. تکنیک‌های بهینه‌سازی نخ‌ها
• 74. تکنیک‌های بهینه‌سازی حافظه
• 75. استفاده از الگوی Active Object
• 76. پیاده‌سازی الگوی Active Object
• 77. الگوی Monitor
• 78. مقایسه الگوی Monitor با Mutex و Condition Variable
• 79. الگوی Double-Checked Locking (با احتیاط)
• 80. ملاحظات امنیتی در برنامه‌های همزمان
• 81. حفاظت از داده‌های حساس
• 82. استفاده از الگوی Command
• 83. مدیریت صف دستورات در برنامه‌های همزمان
• 84. الگوهای همزمانی در معماری‌های مدرن
• 85. میکروسرویس‌ها و همزمانی
• 86. برنامه‌نویسی ناهمزمان (Asynchronous Programming)
• 87. مفاهیم پایه برنامه‌نویسی ناهمزمان
• 88. استفاده از `coroutine` در C++20 (مقدماتی)
• 89. مدیریت خطا در Coroutines
• 90. الگوهای ناهمزمان
• 91. برنامه‌نویسی توزیع‌شده و همزمانی
• 92. مفاهیم پایه سیستم‌های توزیع‌شده
• 93. همگام‌سازی در سیستم‌های توزیع‌شده
• 94. موازی‌سازی در پردازش داده‌های بزرگ
• 95. پایگاه داده‌های توزیع‌شده و همزمانی
• 96. ملاحظات پیاده‌سازی عملی
• 97. انتخاب ابزار مناسب برای همزمانی
• 98. مدیریت منابع در برنامه‌های همزمان
• 99. بررسی عمیق‌تر الگوی Producer-Consumer
• 100. بررسی عمیق‌تر الگوی Thread Pool