فلش‌کارت‌های آموزشی تسلط بر تحلیل کارایی در سیستم‌های موازی: از مبانی تا بهینه‌سازی

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره تسلط بر تحلیل کارایی در سیستم‌های موازی: از مبانی تا بهینه‌سازی

موضوع کلی: علوم کامپیوتر و مهندسی نرم‌افزار

موضوع میانی: سیستم‌های موازی و توزیع‌شده

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر محاسبات موازی و توزیع‌شده
• 2. چرا محاسبات موازی و توزیع‌شده مهم هستند؟
• 3. تاریخچه مختصر محاسبات موازی
• 4. مبانی معماری کامپیوتر برای سیستم‌های موازی
• 5. انواع مدل‌های موازی‌سازی
• 6. مدل پردازش موازی داده (Data Parallelism)
• 7. مدل پردازش موازی وظیفه (Task Parallelism)
• 8. مبانی سیستم‌های توزیع‌شده
• 9. چالش‌های سیستم‌های توزیع‌شده
• 10. مفاهیم کلیدی در سیستم‌های موازی
• 11. مفاهیم کلیدی در سیستم‌های توزیع‌شده
• 12. اندازه‌گیری کارایی در سیستم‌های موازی
• 13. چرا تحلیل کارایی ضروری است؟
• 14. متریک‌های اساسی کارایی: زمان اجرا (Execution Time)
• 15. متریک‌های اساسی کارایی: توان عملیاتی (Throughput)
• 16. متریک‌های اساسی کارایی: تأخیر (Latency)
• 17. متریک‌های اساسی کارایی: مقیاس‌پذیری (Scalability)
• 18. متریک‌های اساسی کارایی: بهره‌وری (Efficiency)
• 19. متریک‌های اساسی کارایی: هزینه (Cost)
• 20. قانون آمدال (Amdahl's Law) و محدودیت‌های آن
• 21. قانون گوستافسون (Gustafson's Law) و دیدگاه جایگزین
• 22. تحلیل کارایی با استفاده از قانون آمدال
• 23. تحلیل کارایی با استفاده از قانون گوستافسون
• 24. مفهوم سربار (Overhead) در سیستم‌های موازی
• 25. انواع سربار: سربار ارتباطی (Communication Overhead)
• 26. انواع سربار: سربار همگام‌سازی (Synchronization Overhead)
• 27. انواع سربار: سربار مدیریت وظایف (Task Management Overhead)
• 28. انواع سربار: سربار حافظه (Memory Overhead)
• 29. مدل‌سازی کارایی سیستم‌های موازی
• 30. مدل‌های ریاضی برای تحلیل کارایی
• 31. مدل‌های صف (Queueing Models) برای سیستم‌های موازی
• 32. تحلیل کارایی مبتنی بر مدل‌های صف M/M/1
• 33. تحلیل کارایی مبتنی بر مدل‌های صف M/M/c
• 34. تحلیل کارایی مبتنی بر مدل‌های صف M/G/1
• 35. تحلیل کارایی در معماری‌های مختلف پردازشی
• 36. معماری پردازشگرهای چند هسته‌ای (Multi-core Processors)
• 37. معماری پردازشگرهای گرافیکی (GPUs)
• 38. معماری سیستم‌های پردازش انبوه (Massively Parallel Systems)
• 39. معماری سیستم‌های پردازش توزیع‌شده (Distributed Processing Systems)
• 40. مدل‌های حافظه در سیستم‌های موازی
• 41. مدل حافظه مشترک (Shared Memory Model)
• 42. مدل حافظه توزیع‌شده (Distributed Memory Model)
• 43. مدل حافظه ترکیبی (Hybrid Memory Model)
• 44. کتابخانه‌های برنامه‌نویسی موازی
• 45. مقدمه‌ای بر OpenMP
• 46. برنامه‌نویسی موازی با OpenMP
• 47. مقدمه‌ای بر MPI (Message Passing Interface)
• 48. برنامه‌نویسی موازی با MPI
• 49. مفاهیم پیشرفته در MPI: ارتباطات نقطه به نقطه (Point-to-Point Communication)
• 50. مفاهیم پیشرفته در MPI: ارتباطات جمعی (Collective Communication)
• 51. مفاهیم پیشرفته در MPI: گروه‌ها و توپولوژی‌ها (Groups and Topologies)
• 52. مقدمه‌ای بر CUDA برای برنامه‌نویسی GPU
• 53. برنامه‌نویسی موازی با CUDA
• 54. تحلیل کارایی در برنامه‌های موازی
• 55. شناسایی گلوگاه‌های کارایی (Performance Bottlenecks)
• 56. ابزارهای پروفایلینگ (Profiling Tools) برای تحلیل کارایی
• 57. استفاده از ابزارهای پروفایلینگ برای شناسایی سربار
• 58. تحلیل کارایی ارتباطات در سیستم‌های توزیع‌شده
• 59. تاثیر تاخیر و پهنای باند بر کارایی
• 60. مدیریت ترافیک شبکه در سیستم‌های توزیع‌شده
• 61. تحلیل کارایی همگام‌سازی در سیستم‌های موازی
• 62. مکانیسم‌های همگام‌سازی: قفل‌ها (Locks)
• 63. مکانیسم‌های همگام‌سازی: سمافورها (Semaphores)
• 64. مکانیسم‌های همگام‌سازی: مانیتورها (Monitors)
• 65. مکانیسم‌های همگام‌سازی: موانع (Barriers)
• 66. تأثیر قفل‌گذاری و بن‌بست (Deadlock) بر کارایی
• 67. تحلیل کارایی حافظه در سیستم‌های موازی
• 68. مشکلات دسترسی همزمان به حافظه
• 69. استفاده بهینه از حافظه نهان (Cache)
• 70. روش‌های کاهش تداخل حافظه (Memory Contention)
• 71. تکنیک‌های بهینه‌سازی کارایی
• 72. موازی‌سازی خودکار (Automatic Parallelization)
• 73. موازی‌سازی دستی (Manual Parallelization)
• 74. تکنیک‌های تقسیم وظایف (Task Decomposition)
• 75. تکنیک‌های ترکیب نتایج (Result Combination)
• 76. بهینه‌سازی الگوریتم‌ها برای اجرا بر روی سخت‌افزارهای موازی
• 77. طراحی الگوریتم‌های موازی مقیاس‌پذیر
• 78. تحلیل کارایی الگوریتم‌های مرتب‌سازی موازی
• 79. تحلیل کارایی الگوریتم‌های جستجوی موازی
• 80. تحلیل کارایی الگوریتم‌های گراف موازی
• 81. کاربردها و مطالعات موردی در تحلیل کارایی
• 82. تحلیل کارایی در محاسبات علمی (Scientific Computing)
• 83. تحلیل کارایی در یادگیری ماشین و هوش مصنوعی
• 84. تحلیل کارایی در سیستم‌های پایگاه داده توزیع‌شده
• 85. تحلیل کارایی در شبکه‌های اجتماعی و کلان‌داده (Big Data)
• 86. تحلیل کارایی در شبیه‌سازی‌های پیچیده
• 87. مباحث پیشرفته در تحلیل کارایی سیستم‌های موازی
• 88. مدل‌سازی پیش‌بینی‌کننده کارایی (Predictive Performance Modeling)
• 89. یادگیری ماشین برای پیش‌بینی کارایی
• 90. بهینه‌سازی خودکار کارایی (Automatic Performance Tuning)
• 91. سیستم‌های خودتنظیم (Self-Tuning Systems)
• 92. مقاومت در برابر خطا (Fault Tolerance) و تأثیر آن بر کارایی
• 93. مدیریت انرژی و تأثیر آن بر کارایی
• 94. مباحث مرتبط با سیستم‌های توزیع‌شده و کارایی
• 95. توافق در سیستم‌های توزیع‌شده (Consensus in Distributed Systems)
• 96. مدل‌های سازگاری (Consistency Models) در سیستم‌های توزیع‌شده
• 97. تأثیر تراکنش‌های توزیع‌شده بر کارایی
• 98. امنیت در سیستم‌های موازی و توزیع‌شده و تأثیر آن بر کارایی
• 99. آینده محاسبات موازی و توزیع‌شده
• 100. روندهای نوظهور در سخت‌افزار موازی