فلش‌کارت‌های آموزشی تسلط بر طراحی الگوریتم‌های موازی کارا: از مبانی تا پیاده‌سازی پیشرفته

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره تسلط بر طراحی الگوریتم‌های موازی کارا: از مبانی تا پیاده‌سازی پیشرفته

موضوع کلی: علوم کامپیوتر

موضوع میانی: الگوریتم‌ها و طراحی الگوریتم

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر علوم کامپیوتر و اهمیت الگوریتم‌ها
• 2. مبانی نظری الگوریتم‌ها و تحلیل پیچیدگی
• 3. مروری بر انواع الگوریتم‌ها: حریصانه، پویا، تقسیم و حل
• 4. مقدمه‌ای بر محاسبات موازی و معماری‌های کامپیوتری
• 5. چرا الگوریتم‌های موازی؟ مزایا و چالش‌ها
• 6. مبانی موازی‌سازی: پردازنده‌های چند هسته‌ای و دسته‌های پردازشی
• 7. مدل‌های موازی‌سازی: SIMD، MIMD، SPMD
• 8. مفاهیم کلیدی در طراحی الگوریتم‌های موازی: موازی‌سازی وظیفه و موازی‌سازی داده
• 9. موازنه بار در محاسبات موازی
• 10. ارتباطات در سیستم‌های موازی: پیام‌رسانی و حافظه مشترک
• 11. مقدمه‌ای بر زبان‌های برنامه‌نویسی موازی: MPI و OpenMP
• 12. الگوریتم‌های موازی پایه: جمع، ضرب، جستجو
• 13. الگوریتم‌های مرتب‌سازی موازی: مرتب‌سازی ادغامی موازی
• 14. الگوریتم‌های مرتب‌سازی موازی: مرتب‌سازی سریع موازی
• 15. الگوریتم‌های مرتب‌سازی موازی: مرتب‌سازی شمارشی موازی
• 16. الگوریتم‌های موازی برای ماتریس‌ها: ضرب ماتریس موازی
• 17. الگوریتم‌های موازی برای گراف‌ها: پیمایش گراف موازی (BFS)
• 18. الگوریتم‌های موازی برای گراف‌ها: پیمایش گراف موازی (DFS)
• 19. الگوریتم‌های موازی برای گراف‌ها: کوتاه‌ترین مسیر موازی (Dijkstra)
• 20. الگوریتم‌های موازی برای گراف‌ها: الگوریتم پریم موازی برای درخت پوشای کمینه
• 21. الگوریتم‌های موازی برای گراف‌ها: الگوریتم کروسکال موازی برای درخت پوشای کمینه
• 22. الگوریتم‌های موازی برای درختان: پیمایش درخت موازی
• 23. الگوریتم‌های موازی برای درختان: تبدیل درخت به آرایه موازی
• 24. مقدمه‌ای بر الگوریتم‌های موازی کارا
• 25. اصول طراحی الگوریتم‌های موازی کارا
• 26. تکنیک‌های موازی‌سازی داده
• 27. تکنیک‌های موازی‌سازی وظیفه
• 28. مفاهیم همگام‌سازی در الگوریتم‌های موازی
• 29. قفل‌ها و بن‌بست‌ها در برنامه‌نویسی موازی
• 30. موانع و راه حل‌ها برای همگام‌سازی کارا
• 31. مقدمه‌ای بر برنامه‌نویسی با حافظه مشترک
• 32. تکنیک‌های استفاده از حافظه مشترک: متغیرهای سراسری و محلی
• 33. همگام‌سازی در محیط حافظه مشترک با OpenMP
• 34. دستورالعمل‌های OpenMP: #pragma omp parallel
• 35. دستورالعمل‌های OpenMP: #pragma omp for
• 36. دستورالعمل‌های OpenMP: #pragma omp sections
• 37. دستورالعمل‌های OpenMP: #pragma omp single
• 38. دستورالعمل‌های OpenMP: #pragma omp critical
• 39. دستورالعمل‌های OpenMP: #pragma omp atomic
• 40. دستورالعمل‌های OpenMP: #pragma omp barrier
• 41. دستورالعمل‌های OpenMP: #pragma omp master
• 42. دستورالعمل‌های OpenMP: #pragma omp ordered
• 43. دستورالعمل‌های OpenMP: #pragma omp task
• 44. مثال‌های عملی با OpenMP: جمع آرایه موازی
• 45. مثال‌های عملی با OpenMP: ضرب ماتریس موازی
• 46. مثال‌های عملی با OpenMP: مرتب‌سازی موازی با OpenMP
• 47. مثال‌های عملی با OpenMP: پردازش تصویر موازی
• 48. مقدمه‌ای بر برنامه‌نویسی با تبادل پیام (Message Passing)
• 49. مفاهیم MPI: فرستنده، گیرنده، عملگرها
• 50. توابع اصلی MPI: MPI_Init, MPI_Finalize
• 51. توابع اصلی MPI: MPI_Comm_size, MPI_Comm_rank
• 52. توابع اصلی MPI: MPI_Send, MPI_Recv
• 53. توابع اصلی MPI: MPI_Isend, MPI_Irecv
• 54. توابع اصلی MPI: MPI_Wait, MPI_Test
• 55. توابع اصلی MPI: MPI_Bcast
• 56. توابع اصلی MPI: MPI_Reduce
• 57. توابع اصلی MPI: MPI_Allreduce
• 58. توابع اصلی MPI: MPI_Scatter
• 59. توابع اصلی MPI: MPI_Gather
• 60. توابع اصلی MPI: MPI_Allgather
• 61. توابع اصلی MPI: MPI_Scan
• 62. توابع اصلی MPI: MPI_Comm_split
• 63. مثال‌های عملی با MPI: جمع آرایه موازی
• 64. مثال‌های عملی با MPI: ضرب ماتریس موازی
• 65. مثال‌های عملی با MPI: مرتب‌سازی موازی با MPI
• 66. مثال‌های عملی با MPI: پردازش گراف موازی با MPI
• 67. الگوریتم‌های موازی پیشرفته برای ضرب ماتریس
• 68. الگوریتم‌های موازی پیشرفته برای حل سیستم معادلات خطی
• 69. الگوریتم‌های موازی پیشرفته برای تجزیه مقادیر منفرد (SVD)
• 70. الگوریتم‌های موازی پیشرفته برای بهینه‌سازی
• 71. الگوریتم‌های موازی پیشرفته برای یادگیری ماشین
• 72. الگوریتم‌های موازی پیشرفته برای شبکه‌های عصبی
• 73. الگوریتم‌های موازی پیشرفته برای پردازش داده‌های بزرگ (Big Data)
• 74. الگوریتم‌های موازی برای معماری‌های GPU
• 75. مقدمه‌ای بر CUDA برای برنامه‌نویسی GPU
• 76. مفاهیم CUDA: هسته‌ها، بلوک‌ها، نخ‌ها
• 77. مدیریت حافظه در CUDA: Global, Shared, Local
• 78. همگام‌سازی در CUDA
• 79. الگوریتم‌های موازی در CUDA: مرتب‌سازی
• 80. الگوریتم‌های موازی در CUDA: ضرب ماتریس
• 81. الگوریتم‌های موازی در CUDA: پردازش گراف
• 82. الگوریتم‌های موازی برای محاسبات علمی
• 83. الگوریتم‌های موازی برای شبیه‌سازی‌های فیزیکی
• 84. الگوریتم‌های موازی برای تحلیل شبکه‌های اجتماعی
• 85. الگوریتم‌های موازی برای رمزنگاری
• 86. اشکال‌زدایی (Debugging) الگوریتم‌های موازی
• 87. تست و اعتبارسنجی الگوریتم‌های موازی
• 88. اندازه‌گیری عملکرد الگوریتم‌های موازی
• 89. تحلیل و بهینه‌سازی کارایی الگوریتم‌های موازی
• 90. معماری‌های موازی نوین و آینده محاسبات موازی
• 91. الگوریتم‌های موازی خودسازمان‌دهنده
• 92. مقدمه‌ای بر محاسبات توزیع شده و الگوریتم‌های موازی
• 93. تکنیک‌های تحمل خطا در سیستم‌های موازی
• 94. الگوریتم‌های موازی در سیستم‌های توزیع شده ناهمگن
• 95. بررسی موردی: پیاده‌سازی یک الگوریتم موازی پیچیده
• 96. تکنیک‌های پیشرفته برای کاهش سربار ارتباطی
• 97. روش‌های مقایسه و انتخاب الگوریتم‌های موازی مناسب
• 98. چالش‌های پیاده‌سازی الگوریتم‌های موازی در مقیاس بزرگ
• 99. مروری بر ابزارهای تحلیل عملکرد الگوریتم‌های موازی
• 100. آینده طراحی الگوریتم‌های موازی کارا