فلش‌کارت‌های آموزشی ماسترینگ محاسبه موازی با C++ و OpenMP: از مبانی تا بهینه‌سازی پیشرفته

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره ماسترینگ محاسبه موازی با C++ و OpenMP: از مبانی تا بهینه‌سازی پیشرفته

موضوع کلی: محاسبه موازی

موضوع میانی: برنامه‌نویسی موازی با C++ و OpenMP

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مفاهیم پایه محاسبه موازی و معماری‌های سخت‌افزاری
• 2. معرفی OpenMP و مدل اجرای موازی
• 3. نصب و پیکربندی محیط توسعه C++ با پشتیبانی OpenMP
• 4. ساختار برنامه OpenMP: دایرکتیوهای اصلی و کلان‌ها
• 5. مدیریت نخ‌ها: ایجاد، همگام‌سازی و خاتمه
• 6. تقسیم کار با parallel for و scheduling strategies
• 7. تقسیم کار پیشرفته: collapse، ordered و affine
• 8. مکانیزم‌های همگام‌سازی: critical، atomic، barrier و flush
• 9. متغیرهای مشترک و خصوصی: private، firstprivate، lastprivate، shared
• 10. Reduction در OpenMP: الگوهای جمع‌آوری و کاربردهای عملی
• 11. Task Parallelism: ایجاد و مدیریت taskها، taskgroup و taskwait
• 12. Task Dependencies و مدل داغِ Task Graph
• 13. نمایه‌سازی و پروفایل‌سازی برنامه‌های OpenMP
• 14. شناسایی و رفعRace Conditions و Deadlocks
• 15. بهینه‌سازی حافظه: locality، cache affinity و NUMA awareness
• 16. استفاده از SIMD و vectorization در OpenMP
• 17. OpenMP 5.0+ features: target offloading به GPU و acceleratorها
• 18. برنامه‌نویسی heterogeneous با OpenMP target directives
• 19. مدیریت حافظه در target regions: map، to، from، alloc
• 20. استفاده از OpenMP برای محاسبه‌های خطی و جبر خطی موازی
• 21. الگوهای موازی‌سازی رایج: Map-Reduce، Pipeline، Stencil
• 22. معماری‌های چند پردازنده‌ای و مقیاس‌پذیری در OpenMP
• 23. ترکیب OpenMP با MPI برای محاسبه توزیع‌شده
• 24. استفاده از OpenMP در کتابخانه‌های علمی: Eigen، BLAS، FFTW
• 25. استراتژی‌های دیباگ موازی: ابزارها و تکنیک‌ها
• 26. تست واحد و یکپارچگی برای کدهای موازی
• 27. بهینه‌سازی عملکرد: profiling، tuning و auto-tuning
• 28. مدیریت بار کاری دینامیک و load balancing پیشرفته
• 29. استفاده از OpenMP در برنامه‌های Real-time و Embedded
• 30. امنیت نخ و Thread Safety در کتابخانه‌های شخص ثالث
• 31. الگوهای طراحی موازی: Fork-Join، Master-Worker، Divide-and-Conquer
• 32. معماری‌های جدید پردازنده و تأثیر بر OpenMP
• 33. بهینه‌سازی مصرف انرژی در محاسبه موازی
• 34. مقدمه بر OpenMP 6.0 و ویژگی‌های آتی
• 35. مطالعه موردی: موازی‌سازی یک شبیه‌سازی فیزیکی
• 36. مطالعه موردی: پردازش تصویر موازی با OpenMP
• 37. مطالعه موردی: یادگیری ماشین موازی (Parallel ML) با OpenMP
• 38. استفاده از OpenMP در کانتینرها و محیط‌های ابری
• 39. بهینه‌سازی برای معماری ARM و Apple Silicon
• 40. مقایسه OpenMP با سایر مدل‌های موازی: TBB، C++17 Parallel Algorithms، CUDA
• 41. استفاده از OpenMP در پروژه‌های بزرگ و Legacy Code
• 42. استراتژی‌های ریفکتورینگ کد سریال به موازی
• 43. مدیریت وابستگی‌های داده و تحلیل وابستگی
• 44. استفاده از OpenMP برای محاسبه‌های گراف و شبکه
• 45. الگوهای موازی‌سازی برای محاسبه‌های Monte Carlo
• 46. بهینه‌سازی I/O در برنامه‌های موازی
• 47. استفاده از OpenMP در محاسبه‌های مالی و ریسک
• 48. معماری‌های حافظه یکپارچه و OpenMP
• 49. تکنیک‌های پیشرفته scheduling: guided، dynamic، static با chunk size
• 50. استفاده از OpenMP در سیستم‌عامل‌های Real-time
• 51. نمونه‌های کد کامل: از Hello World تا برنامه‌های پیچیده
• 52. بهترین شیوه‌های مستندسازی و نگهداری کد موازی
• 53. آماده‌سازی برای گواهی‌های حرفه‌ای و مصاحبه‌های HPC