فلش‌کارت‌های آموزشی طراحی و پیاده‌سازی نرم‌افزارهای بهینه‌شده برای پردازنده‌های چندگانه

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره طراحی و پیاده‌سازی نرم‌افزارهای بهینه‌شده برای پردازنده‌های چندگانه

موضوع کلی: مهندسی نرم‌افزار و سیستم‌های کامپیوتری

موضوع میانی: معماری و طراحی سیستم‌های پیشرفته

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر پردازش موازی و همزمان
• 2. مبانی معماری‌های موازی
• 3. انواع موازی‌سازی: موازی‌سازی داده و موازی‌سازی وظیفه
• 4. مدل‌های برنامه‌نویسی موازی: پیام‌رسانی و حافظه مشترک
• 5. مفهوم نخ‌ها (Threads) و پردازش‌ها (Processes)
• 6. مزایای استفاده از پردازش موازی
• 7. چالش‌های برنامه‌نویسی موازی
• 8. همگام‌سازی (Synchronization) در سیستم‌های موازی
• 9. قفل‌ها (Locks) و انواع آن‌ها
• 10. semaophores و کاربردهایشان
• 11. مانیتورها (Monitors) و مدیریت دسترسی همزمان
• 12. بن‌بست (Deadlock) و روش‌های پیشگیری و تشخیص
• 13. جلوگیری از بن‌بست: الگوریتم دایجسترا
• 14. تکنیک‌های مدیریت منابع مشترک
• 15. الگوهای طراحی موازی: Producer-Consumer
• 16. الگوی طراحی موازی: Reader-Writer
• 17. الگوی طراحی موازی: Dining Philosophers
• 18. مسائل مربوط به دسترسی همزمان به حافظه
• 19. کش (Cache) و مسائل مربوط به هماهنگ‌سازی آن
• 20. کاهش تداخل (Contention) در دسترسی به حافظه
• 21. تکنیک‌های کاهش تداخل: Partitioning
• 22. تکنیک‌های کاهش تداخل: Replication
• 23. برنامه‌نویسی با استفاده از OpenMP
• 24. دستورالعمل‌های OpenMP برای موازی‌سازی حلقه‌ها
• 25. متغیرهای خصوصی و مشترک در OpenMP
• 26. مناطق موازی (Parallel Regions) در OpenMP
• 27. وظایف (Tasks) در OpenMP
• 28. همگام‌سازی وظایف در OpenMP
• 29. کارایی و بهینه‌سازی برنامه‌های OpenMP
• 30. معماری‌های پردازشی توزیع‌شده
• 31. مبانی ارتباطات در سیستم‌های توزیع‌شده
• 32. کتابخانه پیام‌رسان MPI (Message Passing Interface)
• 33. ارسال و دریافت پیام در MPI
• 34. انواع ارتباطات در MPI: Point-to-Point
• 35. انواع ارتباطات در MPI: Collective
• 36. ساختارهای داده توزیع‌شده
• 37. مدیریت خطا در سیستم‌های توزیع‌شده
• 38. مقاومت در برابر خطا (Fault Tolerance)
• 39. مباحث مربوط به هماهنگی در سیستم‌های توزیع‌شده
• 40. الگوریتم‌های اجماع (Consensus Algorithms)
• 41. مبانی محاسبات ابری (Cloud Computing)
• 42. مدل‌های سرویس در محاسبات ابری: IaaS, PaaS, SaaS
• 43. زیرساخت ابری: مجازی‌سازی (Virtualization)
• 44. مدیریت ماشین‌های مجازی
• 45. شبکه‌سازی در محیط ابری
• 46. ذخیره‌سازی در محیط ابری
• 47. امنیت در سیستم‌های ابری
• 48. مبانی سیستم‌های توزیع‌شده مقاوم در برابر خطا
• 49. مدل‌های خرابی در سیستم‌های توزیع‌شده
• 50. تکنیک‌های کپی‌برداری (Replication) برای دسترس‌پذیری بالا
• 51. پروتکل‌های تثبیت (Commit Protocols)
• 52. تراکنش‌های توزیع‌شده (Distributed Transactions)
• 53. مفاهیم پایگاه داده‌های توزیع‌شده
• 54. همگام‌سازی داده‌ها در پایگاه داده‌های توزیع‌شده
• 55. بازیابی از خطا در پایگاه داده‌های توزیع‌شده
• 56. معماری‌های میکروسرویس (Microservices)
• 57. اصول طراحی میکروسرویس‌ها
• 58. ارتباط بین میکروسرویس‌ها
• 59. مدیریت داده در معماری میکروسرویس
• 60. امنیت در معماری میکروسرویس
• 61. پایش و لاگ‌برداری در سیستم‌های توزیع‌شده
• 62. استقرار (Deployment) برنامه‌های توزیع‌شده
• 63. مدیریت پیکربندی (Configuration Management)
• 64. کنتینرسازی (Containerization) با Docker
• 65. ارکستراسیون کانتینرها با Kubernetes
• 66. مباحث پیشرفته در برنامه‌نویسی موازی
• 67. تکنیک‌های بهینه‌سازی عملکرد برای پردازنده‌های مدرن
• 68. پردازش موازی بر روی GPU (Graphics Processing Unit)
• 69. برنامه‌نویسی CUDA برای GPU
• 70. الگوهای موازی‌سازی برای GPU
• 71. محاسبات ناهمگام (Asynchronous Computing)
• 72. مدیریت وضعیت در سیستم‌های توزیع‌شده
• 73. مبانی سیستم‌های بلادرنگ (Real-time Systems)
• 74. برنامه‌نویسی موازی برای سیستم‌های بلادرنگ
• 75. مباحث مربوط به پردازش داده‌های بزرگ (Big Data)
• 76. معماری‌های پردازش توزیع‌شده داده‌های بزرگ
• 77. چارچوب‌های پردازش داده‌های بزرگ: Apache Spark
• 78. برنامه‌نویسی موازی با Apache Spark
• 79. مبانی یادگیری ماشین توزیع‌شده
• 80. الگوریتم‌های یادگیری ماشین موازی
• 81. پروتکل‌های ارتباطی بهینه در سیستم‌های توزیع‌شده
• 82. طراحی سیستم‌های مقیاس‌پذیر (Scalable Systems)
• 83. مدیریت بار (Load Balancing)
• 84. موازنه بار در سطوح مختلف
• 85. طراحی API برای سیستم‌های توزیع‌شده
• 86. استانداردهای ارتباطی وب (RESTful APIs)
• 87. معماری‌های رویداد محور (Event-driven Architectures)
• 88. صف‌های پیام (Message Queues)
• 89. سیستم‌های اطلاع‌رسانی (Notification Systems)
• 90. مبانی محاسبات توزیع‌شده مبتنی بر بلاک‌چین
• 91. امنیت و رمزنگاری در سیستم‌های توزیع‌شده
• 92. تست سیستم‌های موازی و توزیع‌شده
• 93. شبیه‌سازی سیستم‌های موازی و توزیع‌شده
• 94. ارزیابی عملکرد سیستم‌های موازی
• 95. بهینه‌سازی مصرف انرژی در سیستم‌های موازی
• 96. مبانی مهندسی نرم‌افزار برای سیستم‌های توزیع‌شده
• 97. اصول طراحی سیستم‌های توزیع‌شده پایدار
• 98. معماری‌های نوظهور در پردازش موازی
• 99. نتیجه‌گیری و جمع‌بندی مباحث
• 100. مروری بر روند تکاملی معماری‌های کامپیوتری