فلش‌کارت‌های آموزشی از راند تا اجماع: طراحی الگوریتم‌های همگام برای شبکه‌های توزیع‌شده

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره از راند تا اجماع: طراحی الگوریتم‌های همگام برای شبکه‌های توزیع‌شده

موضوع کلی: رایانش توزیع‌شده و شبکه‌های مقیاس‌پذیر

موضوع میانی: الگوریتم‌ها و الگوهای همگام‌سازی در سامانه‌های توزیع‌شده

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مفهوم‌شناسی سیستم‌های توزیع‌شده و مسئله همگام‌سازی
• 2. تفاوت شبکه توزیع‌شده، رایانش موازی و سامانه‌های بلادرنگ
• 3. اجزا، فرض‌ها و مرزهای مدل همگام
• 4. مدل راند کامل: زمان‌بندی، تأخیر و هم‌زمانی
• 5. زمان‌سنج‌های جهانی، نیمه‌جهانی و محلی
• 6. همگام‌سازی ساعت و اثر نامساوی ساعت‌ها
• 7. مدل‌های شکست crash، omission، partition و Byzantine
• 8. دانش محلی، شناسه‌ها و اطلاعات از topology
• 9. الگوریتم‌های deterministic و randomized
• 10. ویژگی‌های correctness، safety، liveness و progress
• 11. پیچیدگی rounds، messages، bits و memory
• 12. طراحی و ترکیب primitiveهای همگام
• 13. معنای point-to-point و broadcast
• 14. multicast و reliable broadcast
• 15. gossip و rumor spreading
• 16. flooding و suppression
• 17. ping-echo و تشخیص reachability
• 18. ساخت درخت پوشای حداقل‌ضرب‌المثل
• 19. ساخت BFS و shortest-path
• 20. کشف topology و نقشه‌برداری شبکه
• 21. اجزای همبسته و partitionهای گرافی
• 22. شمارش گره‌ها و برآورد اندازه شبکه
• 23. aggregation و reduce
• 24. انتخاب leader در ring و graphهای عمومی
• 25. حدود پایین election و استدلال‌های adversary
• 26. سینکرونیزاسیون barrier و rendezvous
• 27. دسته‌جمعی توزیع‌شده
• 28. تشخیص پایان محاسبات
• 29. تشخیص deadlock
• 30. پروتکل‌های همگام‌سازی ساعت
• 31. heartbeat و تشخیص شکست
• 32. سازگارسازی timeout با شبکه‌های متغیر
• 33. broadcast مقاوم در برابر crash و atomic commit
• 34. state machine replication
• 35. مبانی consensus و ناتوانی‌های توزیع‌شده
• 36. اجماع همگام با crash fault
• 37. پروتکل‌های majority و quorum
• 38. Paxos و Raft در فرض‌های همگام
• 39. Byzantine agreement و interactive consistency
• 40. Byzantine broadcast و کانال‌های معتبر
• 41. حدود تحمل خطای n>f و n>3f
• 42. virtual synchrony و view changes
• 43. مدیریت partition و پیشگیری از split-brain
• 44. partial synchrony و eventual synchrony
• 45. roundهای سازگار با شرایط پویا
• 46. fault containment و recovery
• 47. checkpointing و rollback recovery
• 48. recovery اتمیک و stable storage
• 49. consensus تصادفی
• 50. coin flipping و shared randomness
• 51. ضمانت‌های Las Vegas و Monte Carlo
• 52. مدل‌های adversarial و تحلیل احتمالاتی
• 53. election و dissemination تصادفی
• 54. expected versus worst-case rounds
• 55. حدود پایین consensus و election
• 56. حدود پایین مبتنی بر diameter و topology
• 57. حدود پایین ارتباطی و استدلال‌های cut
• 58. شبیه‌سازی الگوریتم‌های همگام روی شبکه‌های asynchronous
• 59. تبدیل rounds به latency واقعی
• 60. زمان‌بندی و buffering در هر راند
• 61. batching، pipelining و congestion control
• 62. میان‌باز throughput و latency
• 63. load balancing و communication hotspots
• 64. بهینگی انرژی در رندهای همگام
• 65. فرض bounded delay و اثر jitter
• 66. درift ساعت، skew و هزینه همگام‌سازی
• 67. آزمون‌گیری با تزریق شکست و تأخیر
• 68. شبیه‌سازی و تولید workload
• 69. مانیتورینگ، tracing و observability
• 70. مشخص‌سازی رسمی با TLA+ و PlusCal
• 71. model checking و verification مبتنی بر اثبات
• 72. مطالعه موردی: کنترل توزیع‌شده بلادرنگ
• 73. مطالعه موردی: replication در پایگاه داده توزیع‌شده
• 74. مطالعه موردی: اجماع در سامانه‌های blockchain
• 75. چک‌لیست طراحی و پروژه پایانی دوره