فلش‌کارت‌های آموزشی تسلط بر بهینه‌سازی عملکرد در سیستم‌های موازی: از تئوری تا عمل

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره تسلط بر بهینه‌سازی عملکرد در سیستم‌های موازی: از تئوری تا عمل

موضوع کلی: علوم کامپیوتر و مهندسی نرم‌افزار

موضوع میانی: سیستم‌های توزیع شده و موازی

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. در اینجا 100 سرفصل برای دوره آموزشی "تسلط بر بهینه‌سازی عملکرد در سیستم‌های موازی: از تئوری تا عمل" با الهام از کتاب "بهینه‌سازی عملکرد در سیستم‌های موازی" آورده شده است:
• 2. مبانی سیستم‌های موازی و توزیع شده
• 3. تاریخچه و تکامل محاسبات موازی
• 4. انواع معماری‌های موازی
• 5. سخت‌افزار موازی: پردازنده‌های چند هسته‌ای و GPUها
• 6. سخت‌افزار توزیع شده: شبکه‌ها و کلاسترها
• 7. مدل‌های برنامه‌نویسی موازی
• 8. مدل اشتراک حافظه (Shared Memory)
• 9. مدل پیام‌رسانی (Message Passing)
• 10. مدل داده موازی (Data Parallelism)
• 11. مدل وظیفه موازی (Task Parallelism)
• 12. مفاهیم اساسی عملکرد در سیستم‌های موازی
• 13. سرعت (Speedup) و بهره‌وری (Efficiency)
• 14. قانون آمدال (Amdahl's Law)
• 15. قانون گیلفورد (Gustafson's Law)
• 16. مقایسه مدل‌های برنامه‌نویسی
• 17. توازن بار (Load Balancing)
• 18. ارتباطات در سیستم‌های موازی
• 19. تاخیر (Latency) و پهنای باند (Bandwidth)
• 20. هزینه ارتباطات (Communication Cost)
• 21. الگوهای ارتباطی (Communication Patterns)
• 22. همگام‌سازی (Synchronization)
• 23. موانع (Barriers)
• 24. قفل‌ها (Locks) و بن‌بست (Deadlock)
• 25. رشته‌ها (Threads) و فرآیندها (Processes)
• 26. مدیریت حافظه در سیستم‌های موازی
• 27. حافظه مشترک و حافظه توزیع شده
• 28. کاهش تداخل حافظه (Memory Contention)
• 29. کشینگ (Caching) و استراتژی‌های آن
• 30. بهینه‌سازی دسترسی به حافظه
• 31. الگوهای طراحی موازی
• 32. موازی‌سازی داده (Data Parallelism)
• 33. موازی‌سازی وظیفه (Task Parallelism)
• 34. پایپ‌لاینینگ (Pipelining)
• 35. تقسیم کار (Divide and Conquer)
• 36. الگوهای ارتباطی پیشرفته
• 37. جمع‌آوری (Reduction)
• 38. پخش (Broadcast)
• 39. توزیع (Scatter) و گردآوری (Gather)
• 40. همه‌پرسی (All-to-All)
• 41. الگوهای محاسباتی موازی
• 42. الگوریتم‌های ماتریس-بردار (Matrix-Vector Multiplication)
• 43. الگوریتم‌های ماتریس-ماتریس (Matrix-Matrix Multiplication)
• 44. الگوریتم‌های مرتب‌سازی موازی (Parallel Sorting)
• 45. الگوریتم‌های جستجوی موازی (Parallel Search)
• 46. حل معادلات دیفرانسیل جزئی (PDEs) به صورت موازی
• 47. شبیه‌سازی‌های علمی به صورت موازی
• 48. مباحث پیشرفته در بهینه‌سازی عملکرد
• 49. پروفایلینگ (Profiling) و شناسایی گلوگاه‌ها
• 50. تکنیک‌های اشکال‌زدایی (Debugging) سیستم‌های موازی
• 51. توسعه الگوریتم‌های مقیاس‌پذیر (Scalable Algorithms)
• 52. مدیریت حافظه در مقیاس بزرگ
• 53. کاهش ازدحام (Congestion) در شبکه‌ها
• 54. بهینه‌سازی زمان‌بندی (Scheduling) وظایف
• 55. تکنیک‌های موازی‌سازی خودکار (Automatic Parallelization)
• 56. برنامه‌نویسی مبتنی بر GPU
• 57. معماری CUDA و OpenCL
• 58. برنامه‌نویسی موازی با OpenMP
• 59. برنامه‌نویسی موازی با MPI
• 60. مباحث پیشرفته MPI
• 61. بهینه‌سازی الگوریتم‌های توزیع شده
• 62. الگوریتم‌های اجماع (Consensus Algorithms)
• 63. الگوریتم‌های قفل‌گذاری توزیع شده (Distributed Locking)
• 64. مدیریت تراکنش‌های توزیع شده (Distributed Transactions)
• 65. موازنه بار پویا (Dynamic Load Balancing)
• 66. سیستم‌های صف پیام (Message Queue Systems)
• 67. معماری میکروسرویس‌ها و موازی‌سازی
• 68. ذخیره‌سازی توزیع شده (Distributed Storage)
• 69. پایگاه‌های داده توزیع شده (Distributed Databases)
• 70. کشینگ توزیع شده (Distributed Caching)
• 71. پردازش جریان داده (Stream Processing)
• 72. چارچوب‌های پردازش موازی کلان داده (Big Data)
• 73. Apache Spark
• 74. Apache Flink
• 75. Hadoop MapReduce
• 76. یادگیری ماشین موازی (Parallel Machine Learning)
• 77. آموزش مدل‌های یادگیری عمیق روی GPUها
• 78. ارزیابی عملکرد سیستم‌های موازی
• 79. معیارهای مقایسه عملکرد
• 80. تست‌های استاندارد (Benchmarks)
• 81. شبیه‌سازی عملکرد
• 82. تحلیل پیچیدگی زمانی و فضایی موازی
• 83. قوانین و اصول طراحی سیستم‌های موازی قابل اعتماد
• 84. مدیریت خطا و تحمل‌پذیری خطا (Fault Tolerance)
• 85. تکنیک‌های بازیابی از خطا (Recovery Techniques)
• 86. امنیت در سیستم‌های موازی و توزیع شده
• 87. تضمین سازگاری داده‌ها (Data Consistency)
• 88. مباحث خاص در بهینه‌سازی
• 89. بهینه‌سازی برای معماری‌هایNUMA
• 90. بهینه‌سازی برای سیستم‌های محاسباتی با توان بالا (HPC)
• 91. بهینه‌سازی برای رایانش ابری (Cloud Computing)
• 92. بهینه‌سازی برای اینترنت اشیاء (IoT)
• 93. مطالعات موردی (Case Studies) در بهینه‌سازی عملکرد
• 94. مثال‌های عملی از بهینه‌سازی الگوریتم‌ها
• 95. مثال‌های عملی از بهینه‌سازی پیاده‌سازی
• 96. ابزارهای پروفایلینگ و تحلیل عملکرد
• 97. روش‌های مدرن در برنامه‌نویسی موازی
• 98. برنامه‌نویسی تابعی موازی (Parallel Functional Programming)
• 99. برنامه‌نویسی منطقی موازی (Parallel Logic Programming)
• 100. مباحث نوین و آینده محاسبات موازی