کتاب صوتی شتاب‌دهی به مدل‌های پیش‌بینی وضع هوا با استفاده از پردازش موازی GPU و زبان پایتون

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره شتاب‌دهی به مدل‌های پیش‌بینی وضع هوا با استفاده از پردازش موازی GPU و زبان پایتون

موضوع کلی: علوم محاسباتی و پردازش‌های موازی

موضوع میانی: بهینه‌سازی محاسبات علمی در مدل‌سازی‌های جوی و اقلیمی

📋 سرفصل‌های دوره (100 موضوع)

• 1. مبانی مدل‌سازی عددی در علوم جو و اقلیم
• 2. آشنایی با ساختار و معادلات حاکم بر مدل‌های پیش‌بینی وضع هوا
• 3. معرفی معماری پردازنده‌های گرافیکی و کاربرد آن در محاسبات علمی
• 4. مقایسه عملکرد پردازنده‌های مرکزی CPU و پردازنده‌های گرافیکی GPU
• 5. نصب و راه‌اندازی محیط توسعه پایتون برای محاسبات موازی
• 6. آشنایی با کتابخانه‌های محاسباتی پایتون برای پردازش موازی
• 7. مبانی برنامه‌نویسی موازی با استفاده از ابزار CUDA در محیط پایتون
• 8. مدیریت حافظه در پردازنده‌های گرافیکی برای داده‌های حجیم جوی
• 9. ساختار داده‌های چندبعدی در مدل‌سازی‌های اقلیمی و کتابخانه NumPy
• 10. تکنیک‌های انتقال داده بین حافظه اصلی و حافظه کارت گرافیک
• 11. پیاده‌سازی الگوریتم‌های تفاضل محدود برای معادلات دینامیک سیالات
• 12. بهینه‌سازی توابع محاسباتی با استفاده از کامپایلر Numba
• 13. بررسی مفهوم کرنل‌های محاسباتی و نقش آن در شتاب‌دهی مدل‌ها
• 14. تحلیل عملکرد و شناسایی گلوگاه‌های محاسباتی در کدهای شبیه‌سازی
• 15. موازی‌سازی عملیات ماتریسی در حل معادلات انتقال حرارت و رطوبت
• 16. تکنیک‌های کاهش دقت محاسباتی برای افزایش سرعت بدون افت دقت علمی
• 17. روش‌های پیاده‌سازی شرایط مرزی در مدل‌های اقلیمی روی GPU
• 18. موازی‌سازی فرآیندهای فیزیکی در مدل‌های جوی شامل تابش و ابرناکی
• 19. مدیریت و پردازش موازی داده‌های حجیم رصدی و ماهواره‌ای
• 20. بهینه‌سازی عملیات درونیابی روی شبکه‌های محاسباتی جوی
• 21. مبانی محاسبات ناهمگن در سیستم‌های کلاستر و ابررایانه‌ها
• 22. بررسی پایداری و همگرایی در مدل‌های شتاب‌یافته با GPU
• 23. روش‌های خطایابی و تست کدهای موازی در محیط پایتون
• 24. اصول مستندسازی و نگهداری کدهای محاسباتی علمی
• 25. کاربرد مدل‌های شتاب‌یافته در پیش‌بینی‌های کوتاه‌مدت وضع هوا
• 26. شبیه‌سازی پارامترهای اقلیمی با بهره‌گیری از توان پردازشی موازی
• 27. بهینه‌سازی مصرف انرژی در شبیه‌سازی‌های جوی با استفاده از GPU
• 28. آینده‌نگری در توسعه مدل‌های پیش‌بینی با رویکرد هوش مصنوعی و پردازش موازی
• 29. پروژه نهایی: طراحی و بهینه‌سازی یک ماژول مدل‌سازی جوی روی GPU