دوره از پردازنده تا حافظه: درک عمیق معماری کامپیوترهای Power (بر اساس Power Computing) همراه با فلش‌کارت آموزشی — ارائه روی فلش مموری

📚 کتاب آموزشی جامع

📚 اطلاعات کتاب

عنوان کتاب: کتاب از پردازنده تا حافظه: درک عمیق معماری کامپیوترهای Power (بر اساس Power Computing)

موضوع کلی: معماری و عملکرد کامپیوتر

موضوع میانی: اجزای سخت‌افزاری و نحوه تعامل آنها

📋 سرفصل‌های کتاب (100 موضوع)

• 1. آشنایی با تاریخچه و تکامل معماری کامپیوترهای Power
• 2. مروری بر کتاب "Power Computing" و اهداف دوره
• 3. مفاهیم پایه: بیت، بایت، کلمه و سیستم‌های اعداد
• 4. منطق دیجیتال: دروازه‌های منطقی و مدارهای ترکیبی
• 5. منطق دیجیتال: فلیپ‌فلاپ‌ها، لچ‌ها و مدارهای ترتیبی
• 6. ساختار کلی یک کامپیوتر: CPU، حافظه و ورودی/خروجی
• 7. مروری بر معماری فون نویمان و مزایا و معایب آن
• 8. معرفی معماری هاروارد و مقایسه با فون نویمان
• 9. آشنایی با مفهوم مجموعه دستورالعمل‌ها (ISA)
• 10. مروری بر انواع ISA: CISC و RISC
• 11. آشنایی با معماری PowerPC و ویژگی‌های کلیدی آن
• 12. معرفی پردازنده Power و نقش آن در معماری Power
• 13. واحد پردازش مرکزی (CPU): اجزا و عملکرد
• 14. واحد کنترل (CU) و وظایف آن
• 15. واحد محاسبه و منطق (ALU) و عملیات آن
• 16. ثبات‌ها (Registers) و نقش آن‌ها در پردازش داده
• 17. پایپ‌لاین (Pipeline) و مفهوم آن در پردازش موازی
• 18. پایپ‌لاین: مراحل و مشکلات آن
• 19. تکنیک‌های بهبود عملکرد پایپ‌لاین
• 20. حافظه پنهان (Cache) و اهمیت آن در سرعت پردازش
• 21. ساختار حافظه پنهان: سطوح L1، L2 و L3
• 22. استراتژی‌های جایگزینی داده در حافظه پنهان
• 23. حافظه اصلی (RAM): انواع و عملکرد
• 24. مدیریت حافظه: آدرس‌دهی و سازماندهی
• 25. واحد مدیریت حافظه (MMU) و وظایف آن
• 26. حافظه مجازی و مفهوم آن
• 27. ورودی/خروجی (I/O): دستگاه‌ها و روش‌های ارتباط
• 28. روش‌های دسترسی به ورودی/خروجی: برنامه‌ریزی شده، وقفه و DMA
• 29. باس (Bus): انواع و عملکرد
• 30. باس آدرس، داده و کنترل
• 31. معماری سیستم: ساختار و تعامل اجزا
• 32. سیستم‌عامل و نقش آن در مدیریت سخت‌افزار
• 33. سیستم‌عامل: مدیریت پردازش‌ها
• 34. سیستم‌عامل: مدیریت حافظه
• 35. سیستم‌عامل: مدیریت فایل‌ها و ورودی/خروجی
• 36. مفهوم موازی‌سازی و انواع آن
• 37. موازی‌سازی در سطح دستورالعمل (ILP)
• 38. موازی‌سازی در سطح داده (DLP)
• 39. موازی‌سازی در سطح وظیفه (TLP)
• 40. پردازش چند هسته‌ای (Multi-core processing)
• 41. پردازش همزمان (Simultaneous multithreading - SMT)
• 42. معرفی معماری PowerISA
• 43. ساختار هسته پردازنده Power
• 44. مجموعه دستورالعمل‌های PowerISA
• 45. دستورالعمل‌های بارگذاری و ذخیره‌سازی در PowerISA
• 46. دستورالعمل‌های محاسباتی و منطقی در PowerISA
• 47. دستورالعمل‌های شاخه‌زدن و کنترل جریان در PowerISA
• 48. واحد ممیز شناور (FPU) در معماری Power
• 49. بهینه‌سازی کد برای معماری Power
• 50. ابزارهای عیب‌یابی و پروفایلینگ برای معماری Power
• 51. معماری حافظه در سیستم‌های Power
• 52. آدرس‌دهی در معماری Power
• 53. سازماندهی حافظه در سیستم‌های Power
• 54. مدیریت حافظه پنهان در Power
• 55. عملکرد حافظه و تأثیر آن بر سرعت پردازش
• 56. واحد مدیریت حافظه (MMU) در Power
• 57. مفهوم TLB و نقش آن در مدیریت حافظه
• 58. سیستم‌های ورودی/خروجی در معماری Power
• 59. کنترل‌کننده‌های ورودی/خروجی و تعامل آن‌ها با CPU
• 60. انتقال داده‌ها از طریق DMA
• 61. معماری باس در سیستم‌های Power
• 62. باس‌های سیستم و ارتباط اجزا
• 63. معرفی Power Architecture Platform Reference (PAPR)
• 64. معماری Open Firmware و نقش آن در راه‌اندازی سیستم
• 65. سیستم عامل‌های پشتیبانی شده بر روی معماری Power
• 66. مفاهیم مجازی‌سازی در معماری Power
• 67. مجازی‌سازی سخت‌افزاری در Power
• 68. معماری حافظه مشترک (Shared Memory Architecture)
• 69. معماری NUMA (Non-Uniform Memory Access)
• 70. بهبود عملکرد سیستم با استفاده از تنظیمات BIOS/Firmware
• 71. ملاحظات امنیتی در معماری Power
• 72. پردازش موازی با استفاده از OpenMP
• 73. پردازش موازی با استفاده از MPI
• 74. بهینه‌سازی کد برای موازی‌سازی
• 75. معماری POWER9 و ویژگی‌های آن
• 76. معماری POWER10 و نوآوری‌های آن
• 77. مقایسه معماری‌های Power مختلف
• 78. کاربردها و موارد استفاده از معماری Power
• 79. معماری Power در سرورها و ابر
• 80. معماری Power در سیستم‌های جاسازی شده
• 81. معماری Power در ابررایانه‌ها
• 82. آینده معماری Power و چشم‌انداز آن
• 83. نقش IBM در توسعه معماری Power
• 84. رقابت با سایر معماری‌ها (x86، ARM)
• 85. مطالعه موردی: معماری Power در ابررایانه Summit
• 86. مطالعه موردی: معماری Power در ابررایانه Sierra
• 87. ابزارهای توسعه برای معماری Power
• 88. شبیه‌سازها و محیط‌های توسعه برای Power
• 89. بهینه‌سازی عملکرد با استفاده از پروفایلرها
• 90. تست و عیب‌یابی کدهای Power
• 91. مباحث پیشرفته در بهینه‌سازی کد
• 92. تکنیک‌های مقابله با حملات امنیتی در معماری Power
• 93. آشنایی با تکنولوژی‌های مرتبط با معماری Power
• 94. مفاهیم انرژی و توان مصرفی در معماری Power
• 95. طراحی و پیاده‌سازی سیستم‌های مبتنی بر Power
• 96. آزمون‌های عملی و پروژه‌های دوره
• 97. مروری بر مفاهیم کلیدی دوره
• 98. منابع و مراجع برای مطالعه بیشتر
• 99. ارائه و جمع‌بندی دوره
• 100. ارزیابی و بازخورد دوره