فلش‌کارت‌های آموزشی تسلط بر معماری و بهینه‌سازی سیستم‌های ناهمگن موازی: از تئوری تا عمل

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره تسلط بر معماری و بهینه‌سازی سیستم‌های ناهمگن موازی: از تئوری تا عمل

موضوع کلی: محاسبات موازی و توزیع شده

موضوع میانی: طراحی و پیاده‌سازی سیستم‌های محاسباتی پیشرفته

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر محاسبات موازی و توزیع شده
• 2. تعریف سیستم‌های ناهمگن موازی
• 3. مزایای محاسبات موازی و توزیع شده
• 4. چالش‌های طراحی سیستم‌های ناهمگن موازی
• 5. مروری بر معماری‌های سخت‌افزاری موازی
• 6. معماری‌های پردازنده مرکزی (CPU)
• 7. معماری‌های پردازنده‌های گرافیکی (GPU)
• 8. معماری‌های میدان برنامه‌پذیر گیت آرایه‌ای (FPGA)
• 9. معماری‌های پردازنده‌های سیگنال دیجیتال (DSP)
• 10. تراشه‌های تخصصی (ASIC)
• 11. هم‌افزایی سخت‌افزاری در سیستم‌های ناهمگن
• 12. مدل‌های برنامه‌نویسی موازی: مدل اشتراکی
• 13. مدل‌های برنامه‌نویسی موازی: مدل پیام‌رسان
• 14. مدل‌های برنامه‌نویسی موازی: مدل داده‌محور
• 15. مدل‌های برنامه‌نویسی موازی: مدل مبتنی بر وظیفه
• 16. ارتباط بین پردازنده‌ها: گذرگاه‌ها و شبکه‌ها
• 17. پهنای باند و تأخیر ارتباطات
• 18. مدیریت حافظه در سیستم‌های موازی
• 19. حافظه مشترک و مزایای آن
• 20. حافظه توزیع شده و مزایای آن
• 21. حافظه ترکیبی (Shared-Distributed Memory)
• 22. روش‌های همگام‌سازی در محاسبات موازی
• 23. قفل‌ها (Locks) و سمانتیک‌ها
• 24. کُدِت‌ها (Barriers) و کاربردهای آن
• 25. حساب اتمی (Atomic Operations)
• 26. معرفی زبان‌های برنامه‌نویسی موازی: OpenMP
• 27. مقدمه‌ای بر OpenMP: راهنمای директиو ها
• 28. دستورالعمل‌های موازی‌سازی در OpenMP
• 29. مدیریت وظایف در OpenMP
• 30. همگام‌سازی با OpenMP
• 31. مدیریت حافظه در OpenMP
• 32. بهینه‌سازی کد با OpenMP
• 33. معرفی کتابخانه‌های موازی‌سازی: MPI
• 34. مقدمه‌ای بر MPI: مفاهیم اساسی
• 35. ارسال و دریافت پیام در MPI
• 36. انواع ارتباطات در MPI (نقطه به نقطه، جمعی)
• 37. همگام‌سازی با MPI
• 38. مدیریت گروه ها و توپولوژی ها در MPI
• 39. مدیریت حافظه در MPI
• 40. بهینه‌سازی کد با MPI
• 41. موازی‌سازی بر روی GPU ها: CUDA
• 42. مقدمه‌ای بر CUDA: معماری GPU
• 43. مدل حافظه در CUDA
• 44. هسته‌های CUDA (Kernels)
• 45. انواع نخ‌ها (Threads) و بلوک‌ها (Blocks) در CUDA
• 46. همگام‌سازی در CUDA
• 47. مدیریت حافظه در CUDA
• 48. بهینه‌سازی کد CUDA
• 49. موازی‌سازی بر روی GPU ها: OpenCL
• 50. مقدمه‌ای بر OpenCL: مفاهیم اساسی
• 51. پلتفرم‌ها و دستگاه‌های OpenCL
• 52. کُدهای OpenCL (Kernels)
• 53. مدیریت حافظه در OpenCL
• 54. همگام‌سازی در OpenCL
• 55. بهینه‌سازی کد OpenCL
• 56. بررسی الگوریتم‌های رایج موازی
• 57. الگوریتم‌های مرتب‌سازی موازی
• 58. الگوریتم‌های جستجوی موازی
• 59. الگوریتم‌های ضرب ماتریس موازی
• 60. الگوریتم‌های پردازش تصویر موازی
• 61. الگوریتم‌های شبیه‌سازی موازی
• 62. تحلیل عملکرد سیستم‌های موازی
• 63. اندازه‌گیری پهنای باند و تأخیر
• 64. معیارهای کارایی: سرعت (Speedup)
• 65. معیارهای کارایی: بهره‌وری (Efficiency)
• 66. قانون آمدال (Amdahl's Law)
• 67. قانون گستافسون (Gustafson's Law)
• 68. تحلیل گلوگاه‌ها (Bottlenecks) در سیستم‌های موازی
• 69. روش‌های نمایه سازی (Profiling) کد موازی
• 70. مدل‌سازی و شبیه‌سازی سیستم‌های موازی
• 71. ابزارهای شبیه‌سازی
• 72. طراحی سیستم‌های ناهمگن موازی: ملاحظات
• 73. انتخاب معماری مناسب برای وظایف
• 74. تخصیص وظایف به پردازنده‌های ناهمگن
• 75. تعادل بار (Load Balancing) در سیستم‌های ناهمگن
• 76. مدیریت داده‌ها در سیستم‌های ناهمگن
• 77. همگام‌سازی بین پردازنده‌های ناهمگن
• 78. پیاده‌سازی ارتباطات در سیستم‌های ناهمگن
• 79. بهینه‌سازی عملکرد در سیستم‌های ناهمگن
• 80. تکنیک‌های ترکیبی موازی‌سازی (Hybrid Parallelism)
• 81. کاربرد GPU و CPU در یک سیستم
• 82. کاربرد FPGA و CPU در یک سیستم
• 83. کاربرد DSP و CPU در یک سیستم
• 84. موازی‌سازی داده و موازی‌سازی وظیفه
• 85. استراتژی‌های موازی‌سازی ترکیبی
• 86. مدیریت انرژی در سیستم‌های موازی ناهمگن
• 87. ملاحظات امنیتی در سیستم‌های محاسباتی پیشرفته
• 88. طراحی سیستم‌های محاسباتی ابری (Cloud Computing)
• 89. سیستم‌های محاسباتی لبه (Edge Computing)
• 90. سیستم‌های محاسباتی توزیع شده کلان داده (Big Data)
• 91. معماری‌های نوین در محاسبات موازی
• 92. محاسبات کوانتومی (Quantum Computing)
• 93. محاسبات نورومورفیک (Neuromorphic Computing)
• 94. سیستم‌های خودکار و یادگیری ماشین موازی
• 95. کاربردها در علوم مختلف (فیزیک، شیمی، زیست‌شناسی)
• 96. کاربردها در مهندسی (دینامیک سیالات، تحلیل سازه)
• 97. کاربردها در حوزه مالی (مدل‌سازی ریسک)
• 98. کاربردها در هوش مصنوعی و رباتیک
• 99. آینده محاسبات موازی و ناهمگن
• 100. چالش‌های پیش رو در طراحی سیستم‌های پیچیده