فلش‌کارت‌های آموزشی معماری و طراحی سیستم‌های محاسباتی موازی: از تئوری تا عمل

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره معماری و طراحی سیستم‌های محاسباتی موازی: از تئوری تا عمل

موضوع کلی: علوم کامپیوتر

موضوع میانی: سیستم‌های توزیع‌شده و موازی

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر محاسبات موازی و توزیع‌شده
• 2. تاریخچه و تکامل سیستم‌های موازی
• 3. مفاهیم کلیدی در محاسبات موازی
• 4. مزایای محاسبات موازی
• 5. چالش‌های محاسبات موازی
• 6. کاربردها و زمینه‌های استفاده از محاسبات موازی
• 7. طبقه‌بندی معماری‌های موازی
• 8. مدل‌های برنامه‌نویسی موازی
• 9. مدل حافظه مشترک
• 10. مدل حافظه توزیع‌شده
• 11. مدل پیام‌رسان
• 12. مدل داده موازی
• 13. مفهوم پردازنده‌های همزمان (SIMD)
• 14. مفهوم پردازنده‌های چند دستوری (MIMD)
• 15. مفهوم معماری‌های هیبریدی
• 16. پردازشگرهای برداری
• 17. پردازشگرهای تنسوری
• 18. معماری‌های چند هسته‌ای
• 19. معماری‌های چند پردازنده‌ای
• 20. معماری‌های خوشه‌ای (Clusters)
• 21. معماری‌های ابرکامپیوتر
• 22. شبکه‌های ارتباطی در سیستم‌های موازی
• 23. تاخیر (Latency) در شبکه‌های موازی
• 24. توان عملیاتی (Bandwidth) در شبکه‌های موازی
• 25. توپولوژی‌های شبکه‌ای (Mesh, Torus, Hypercube)
• 26. سوئیچینگ در شبکه‌های موازی
• 27. ارتباطات همزمان و ناهمزمان
• 28. مدل‌های انتقال داده
• 29. مفهوم همگام‌سازی (Synchronization)
• 30. موانع (Barriers) و قفل‌ها (Locks)
• 31. متغیرهای شرطی (Condition Variables)
• 32. موازی‌سازی داده (Data Parallelism)
• 33. موازی‌سازی وظیفه (Task Parallelism)
• 34. پایش و عیب‌یابی در سیستم‌های موازی
• 35. بهینه‌سازی عملکرد در محاسبات موازی
• 36. تحلیل پیچیدگی الگوریتم‌های موازی
• 37. قانون آمدال (Amdahl's Law)
• 38. قانون گستافسون (Gustafson's Law)
• 39. مفهوم مقیاس‌پذیری (Scalability)
• 40. معیارهای ارزیابی عملکرد
• 41. معماری‌های حافظه مشترک (Shared Memory Architectures)
• 42. حافظه نهان (Cache) و سلسله مراتب حافظه
• 43. هماهنگ‌سازی حافظه نهان (Cache Coherence)
• 44. پروتکل‌های هماهنگ‌سازی حافظه نهان
• 45. اختلالات حافظه نهان (Cache Misses)
• 46. موازی‌سازی در سطح نخ (Thread-Level Parallelism)
• 47. نخ‌ها (Threads) و پردازش‌ها (Processes)
• 48. API های نخ‌رَسی (POSIX Threads, OpenMP)
• 49. مدیریت منابع در سیستم‌های چند نخی
• 50. موازی‌سازی در سطح فرآیند (Process-Level Parallelism)
• 51. ارتباط بین پردازشی (IPC)
• 52. صف‌های پیام (Message Queues)
• 53. سوکت‌ها (Sockets)
• 54. سیستم‌های پیام‌رسان (Message Passing Systems)
• 55. کتابخانه MPI (Message Passing Interface)
• 56. مفاهیم پایه MPI
• 57. ارسال و دریافت پیام در MPI
• 58. انواع ارتباطات در MPI (Point-to-Point, Collective)
• 59. گروه‌بندی پردازنده‌ها در MPI
• 60. ساختارهای داده توزیع‌شده
• 61. الگوریتم‌های موازی برای مسائل رایج
• 62. مرتب‌سازی موازی (Parallel Sorting)
• 63. جستجوی موازی (Parallel Searching)
• 64. ضرب ماتریس موازی (Parallel Matrix Multiplication)
• 65. حل دستگاه معادلات خطی موازی
• 66. تحلیل گراف موازی
• 67. شبیه‌سازی‌های علمی موازی
• 68. یادگیری ماشین موازی
• 69. پردازش تصویر موازی
• 70. برنامه‌نویسی با استفاده از OpenMP
• 71. راهنماهای اجرای (Pragmas) در OpenMP
• 72. تعیین موازی‌سازی حلقه‌ها در OpenMP
• 73. مدیریت داده‌های مشترک در OpenMP
• 74. موازی‌سازی وظایف در OpenMP
• 75. برنامه‌نویسی با استفاده از CUDA
• 76. معماری GPU و CUDA
• 77. مدیریت حافظه در CUDA
• 78. هسته‌ها (Kernels) در CUDA
• 79. موازی‌سازی در سطح بلوک و نخ در CUDA
• 80. همگام‌سازی در CUDA
• 81. بهینه‌سازی کد CUDA
• 82. برنامه‌نویسی با استفاده از OpenCL
• 83. مقایسه CUDA و OpenCL
• 84. چارچوب‌های برنامه‌نویسی موازی سطح بالاتر
• 85. Apache Spark
• 86. Apache Flink
• 87. Dask
• 88. سیستم‌های عامل توزیع‌شده
• 89. مفاهیم پایه‌ای در سیستم‌های عامل توزیع‌شده
• 90. مدیریت منابع در سیستم‌های توزیع‌شده
• 91. زمان‌بندی وظایف در سیستم‌های توزیع‌شده
• 92. تحمل خطا (Fault Tolerance) در سیستم‌های توزیع‌شده
• 93. پروتکل‌های اجماع (Consensus Protocols)
• 94. تراکنش‌های توزیع‌شده
• 95. مدل‌های سازگاری (Consistency Models)
• 96. سیستم‌های فایل توزیع‌شده (Distributed File Systems)
• 97. پایگاه‌های داده توزیع‌شده (Distributed Databases)
• 98. امنیت در سیستم‌های توزیع‌شده
• 99. تجزیه و تحلیل و بهینه‌سازی الگوریتم‌های موازی
• 100. تکنیک‌های پروفایلینگ (Profiling)