کتاب صوتی بهینه‌سازی مدل‌های شبیه‌سازی اتمی

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره بهینه‌سازی مدل‌های شبیه‌سازی اتمی

موضوع کلی: برنامه نویسی

موضوع میانی: محاسبات سطح بالا (High-Performance Computing)

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه به محاسبات سطح بالا
• 2. مبانی شبیه‌سازی اتمی
• 3. چرا بهینه‌سازی شبیه‌سازی اتمی مهم است؟
• 4. تاریخچه شبیه‌سازی اتمی
• 5. انواع مدل‌های شبیه‌سازی اتمی
• 6. محدودیت‌های محاسباتی در شبیه‌سازی اتمی
• 7. معماری‌های سخت‌افزاری برای HPC
• 8. پردازنده‌های مرکزی (CPU)
• 9. پردازنده‌های گرافیکی (GPU)
• 10. شتاب‌دهنده‌های سخت‌افزاری تخصصی
• 11. شبکه‌های با پهنای باند بالا
• 12. سیستم‌های ذخیره‌سازی سریع
• 13. مدیریت حافظه در HPC
• 14. مبانی موازی‌سازی
• 15. موازی‌سازی داده (Data Parallelism)
• 16. موازی‌سازی وظیفه (Task Parallelism)
• 17. کتابخانه‌های موازی‌سازی
• 18. MPI (Message Passing Interface)
• 19. OpenMP
• 20. CUDA
• 21. OpenCL
• 22. الگوریتم‌های بنیادین در شبیه‌سازی اتمی
• 23. نیروهای بین اتمی
• 24. پتانسیل‌های اتمی (Interatomic Potentials)
• 25. مدل‌های دقیق پتانسیل (Accurate Potential Models)
• 26. مدل‌های تقریب (Approximation Models)
• 27. محاسبه نیروها
• 28. انتگرال‌گیری زمانی (Time Integration)
• 29. الگوریتم لانژون (Langevin Algorithm)
• 30. الگوریتم گسسته (Discretization Algorithms)
• 31. مرتبه‌سازی مرتبه بالاتر (Higher-Order Schemes)
• 32. انتخاب گام زمانی (Time Step Selection)
• 33. خویشتن‌داری انرژی (Energy Conservation)
• 34. خویشتن‌داری تکانه (Momentum Conservation)
• 35. روش‌های مونته کارلو (Monte Carlo Methods)
• 36. کاربرد مونته کارلو در شبیه‌سازی اتمی
• 37. پدیده‌های وابسته به دما
• 38. شبیه‌سازی دینامیک مولکولی (Molecular Dynamics - MD)
• 39. شبیه‌سازی مونت کارلو (Monte Carlo - MC)
• 40. شبیه‌سازی‌های کوانتومی (Quantum Simulations)
• 41. محاسبات چگالی عملکرد (Density Functional Theory - DFT)
• 42. روش‌های کوانتومی تقریبی
• 43. کارایی محاسباتی در DFT
• 44. اصول بهینه‌سازی کد
• 45. پروفایلینگ کد (Code Profiling)
• 46. شناسایی گلوگاه‌ها (Bottleneck Identification)
• 47. تکنیک‌های کامپایلر (Compiler Techniques)
• 48. بهینه‌سازی حلقه‌ها (Loop Optimization)
• 49. بردارسازی (Vectorization)
• 50. تفسیر موازی‌سازی خودکار (Automatic Parallelization)
• 51. بهینه‌سازی دسترسی به حافظه (Memory Access Optimization)
• 52. کاهش انتقال داده (Reducing Data Movement)
• 53. بهینه‌سازی ارتباطات بین پردازشی (Inter-Process Communication Optimization)
• 54. استفاده مؤثر از کش (Cache Utilization)
• 55. بهینه‌سازی GPU
• 56. معماری CUDA
• 57. مدیریت حافظه در GPU
• 58. همگام‌سازی نخ‌ها (Thread Synchronization)
• 59. بهینه‌سازی کرنل‌های CUDA
• 60. استفاده از warp
• 61. کنترل جریان در warp
• 62. بهینه‌سازی عملکرد حافظه در GPU
• 63. مدیریت حافظه مشترک (Shared Memory Management)
• 64. حافظه سراسری (Global Memory)
• 65. حافظه ثابت (Constant Memory)
• 66. حافظه بافری (Texture Memory)
• 67. الگوهای برنامه‌نویسی GPU
• 68. توزیع محاسبات بین CPU و GPU
• 69. موازی‌سازی در مقیاس بزرگ (Large-Scale Parallelism)
• 70. مدل MPI پیشرفته
• 71. انواع ارتباطات MPI (Point-to-Point, Collective)
• 72. تکنیک‌های کاهش سربار MPI
• 73. بهینه‌سازی تجمع (Aggregation)
• 74. پرهیز از قفل شدن (Deadlock Avoidance)
• 75. مدیریت منابع در سیستم‌های HPC
• 76. زمان‌بندی کار (Job Scheduling)
• 77. پارتیشن‌بندی (Partitioning)
• 78. درخواست منابع (Resource Allocation)
• 79. نظارت بر عملکرد (Performance Monitoring)
• 80. ابزارهای پروفایلینگ HPC
• 81. استفاده از ابزارهای متمرکز (Centralized Tools)
• 82. استفاده از ابزارهای توزیع شده (Distributed Tools)
• 83. تجزیه و تحلیل نتایج پروفایلینگ
• 84. کاربرد ابزارهای تجسمی (Visualization Tools)
• 85. ارزیابی اثربخشی بهینه‌سازی‌ها
• 86. استانداردهای کدنویسی تمیز (Clean Coding Standards)
• 87. مستندسازی کد (Code Documentation)
• 88. مدیریت نسخه (Version Control)
• 89. آزمون واحد (Unit Testing)
• 90. آزمون انتگرال (Integration Testing)
• 91. آزمون عملکرد (Performance Testing)
• 92. کالیبراسیون مدل‌ها
• 93. اعتبارسنجی مدل‌ها (Model Validation)
• 94. مقایسه با داده‌های تجربی
• 95. روش‌های آماری برای اعتبارسنجی
• 96. مدل‌سازی پیشرفته در شبیه‌سازی اتمی
• 97. مدل‌های چند مقیاسی (Multiscale Models)
• 98. شبیه‌سازی همگام (Hybrid Simulations)
• 99. اتصال شبیه‌سازی اتمی به شبیه‌سازی‌های سطح بالاتر
• 100. معماری‌های محاسباتی نوین