فلش‌کارت‌های آموزشی محاسبات با کارایی بالا با استفاده از کدهای درون‌خطی (Inline Machine Code)

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره محاسبات با کارایی بالا با استفاده از کدهای درون‌خطی (Inline Machine Code)

موضوع کلی: معماری کامپیوتر و محاسبات موازی

موضوع میانی: بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های محاسباتی

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر معماری کامپیوتر
• 2. مفاهیم پایه محاسبات با کارایی بالا
• 3. معماری‌های موازی: SIMD، MIMD و غیره
• 4. حافظه و سلسله مراتب حافظه در سیستم‌های با کارایی بالا
• 5. مدیریت حافظه و بهینه‌سازی دسترسی به حافظه
• 6. پردازنده‌های چند هسته‌ای و معماری آن‌ها
• 7. برنامه‌نویسی موازی با استفاده از نخ‌ها (Threads)
• 8. برنامه‌نویسی موازی با استفاده از فرآیندها (Processes)
• 9. ارتباطات بین پردازشی و همگام‌سازی
• 10. شبکه‌های ارتباطی در سیستم‌های موازی
• 11. معماری‌های شبکه: توپولوژی‌ها و پروتکل‌ها
• 12. بهینه‌سازی کامپایلر برای محاسبات موازی
• 13. تحلیل وابستگی داده‌ها و بهینه‌سازی حلقه
• 14. تکنیک‌های Vectorization و Superword-Level Parallelism
• 15. معرفی زبان اسمبلی و کدهای درون‌خطی
• 16. مزایای استفاده از کدهای درون‌خطی برای بهینه‌سازی
• 17. ابزارهای توسعه و دیباگینگ کدهای درون‌خطی
• 18. بهینه‌سازی دستی با استفاده از کدهای درون‌خطی
• 19. معماری‌های تخصصی برای محاسبات با کارایی بالا (مانند GPU)
• 20. برنامه‌نویسی برای GPU با استفاده از CUDA یا OpenCL
• 21. بهینه‌سازی انتقال داده بین CPU و GPU
• 22. معرفی کتابخانه‌های موازی (مانند OpenMP، MPI)
• 23. برنامه‌نویسی موازی با OpenMP
• 24. برنامه‌نویسی موازی با MPI
• 25. مقایسه OpenMP و MPI: مزایا و معایب
• 26. بهینه‌سازی الگوریتم‌ها برای معماری‌های موازی
• 27. الگوریتم‌های کاهش (Reduction) و پراکندگی (Scatter/Gather)
• 28. الگوریتم‌های جستجو و مرتب‌سازی موازی
• 29. حل معادلات دیفرانسیل با استفاده از روش‌های موازی
• 30. شبیه‌سازی سیستم‌های فیزیکی با استفاده از محاسبات موازی
• 31. کاربردهای محاسبات با کارایی بالا در علوم داده
• 32. یادگیری ماشین موازی و شبکه‌های عصبی عمیق
• 33. بهینه‌سازی مدل‌های یادگیری ماشین برای سیستم‌های موازی
• 34. تحلیل عملکرد سیستم‌های محاسباتی
• 35. معیارهای ارزیابی عملکرد: سرعت، بهره‌وری و مقیاس‌پذیری
• 36. ابزارهای پروفایلینگ و مانیتورینگ عملکرد
• 37. مدل‌سازی عملکرد سیستم‌های موازی
• 38. بهینه‌سازی مصرف انرژی در سیستم‌های محاسباتی
• 39. معماری‌های کم‌مصرف و تکنیک‌های مدیریت توان
• 40. تکنیک‌های کاهش ولتاژ و فرکانس
• 41. معرفی سیستم‌های مبتنی بر FPGA برای محاسبات با کارایی بالا
• 42. برنامه‌نویسی FPGA با استفاده از زبان‌های HDL
• 43. بهینه‌سازی سخت‌افزاری با استفاده از FPGA
• 44. معماری‌های حافظه غیر فرّار (NVM) و تاثیر آن‌ها بر عملکرد
• 45. استفاده از NVM در سیستم‌های محاسباتی با کارایی بالا
• 46. چالش‌های برنامه‌نویسی موازی: شرایط مسابقه و بن‌بست
• 47. تکنیک‌های جلوگیری از شرایط مسابقه و بن‌بست
• 48. استفاده از قفل‌ها و سمافورها برای همگام‌سازی
• 49. برنامه‌نویسی بدون قفل (Lock-Free Programming)
• 50. معماری‌های جدید و نوظهور در محاسبات با کارایی بالا
• 51. محاسبات کوانتومی و تاثیر آن بر معماری کامپیوتر
• 52. محاسبات عصبی‌شبیه‌سازی شده (Neuromorphic Computing)
• 53. آینده محاسبات با کارایی بالا