کتاب صوتی وکتوریزاسیون با Fortran در Cyber 200: هنر بهینه‌سازی کدهای علمی

📚 کتاب آموزشی جامع

📚 اطلاعات کتاب

عنوان کتاب: کتاب وکتوریزاسیون با Fortran در Cyber 200: هنر بهینه‌سازی کدهای علمی

موضوع کلی: برنامه‌نویسی موازی و برداری

موضوع میانی: بهینه‌سازی کد برای معماری‌های برداری

📋 سرفصل‌های کتاب (100 موضوع)

• 1. مبانی کامپیوترهای برداری
• 2. معماری Cyber 200
• 3. چرایی وکتوریزاسیون
• 4. مفاهیم برنامه نویسی موازی
• 5. مبانی Fortran
• 6. انواع دستورات Fortran
• 7. ساختار برنامه Fortran
• 8. متغیرها و انواع داده در Fortran
• 9. آرایه‌ها در Fortran
• 10. عملگرها در Fortran
• 11. دستورات کنترلی در Fortran
• 12. حلقه‌ها در Fortran
• 13. توابع و رویه‌ها در Fortran
• 14. مدیریت ورودی/خروجی در Fortran
• 15. کتابخانه‌های استاندارد Fortran
• 16. نکات عیب یابی در Fortran
• 17. کامپایلرهای Fortran
• 18. مفاهیم بهینه سازی کد
• 19. تحلیل عملکرد کد
• 20. مفهوم Bottleneck
• 21. روش‌های ساده بهینه سازی
• 22. دستورات برداری (Vector Instructions)
• 23. رجیسترهای برداری (Vector Registers)
• 24. واحد اجرای برداری (Vector Execution Unit)
• 25. مبانی SIMD
• 26. تفاوت SIMD و MIMD
• 27. تکنیک‌های وکتوریزاسیون دستی
• 28. توسعه آرایه‌ای (Array Expansion)
• 29. تفسیر حلقه‌ها (Loop Unrolling)
• 30. حذف کد تکراری (Code Motion)
• 31. بازآرایی حافظه (Memory Layout)
• 32. دستورات برداری در Fortran
• 33. توابع کتابخانه‌ای برداری
• 34. استفاده از توابع BLAS
• 35. استفاده از توابع LAPACK
• 36. تکنیک‌های خودکار وکتوریزاسیون کامپایلر
• 37. راهنمایی کامپایلر برای وکتوریزاسیون
• 38. پروفایلینگ برای شناسایی فرصت‌های وکتوریزاسیون
• 39. استفاده از ابزارهای پروفایلینگ Cyber 200
• 40. تحلیل گزارش‌های پروفایلینگ
• 41. بهینه سازی حلقه‌های اصلی
• 42. مدیریت وابستگی داده (Data Dependencies)
• 43. وابستگی جریان (Flow Dependencies)
• 44. وابستگی خروجی (Output Dependencies)
• 45. وابستگی ضد (Anti Dependencies)
• 46. وابستگی true (True Dependencies)
• 47. تشخیص و مدیریت وابستگی‌ها
• 48. حلقه‌های قابل وکتوریزاسیون
• 49. حلقه‌های غیر قابل وکتوریزاسیون
• 50. چالش‌های وکتوریزاسیون آرایه‌ها
• 51. پوشش‌دهی عناصر (Element Masking)
• 52. تقسیم‌بندی آرایه‌ها (Array Partitioning)
• 53. استفاده از دستورات برداری شرطی
• 54. دستورات جمع‌کننده برداری (Vector Reduction Instructions)
• 55. عملیات جمع‌بندی (Reduction Operations)
• 56. حساب‌های برداری (Vector Accumulation)
• 57. پشتیبانی سخت‌افزاری از دستورات برداری
• 58. عملکرد دستورات برداری
• 59. تاثیر اندازه وکتور بر عملکرد
• 60. بهینه سازی دسترسی به حافظه
• 61. الگوهای دسترسی به حافظه (Memory Access Patterns)
• 62. دسترسی منظم (Strided Access)
• 63. دسترسی نامنظم (Gather/Scatter)
• 64. کاهش دسترسی نامنظم
• 65. استفاده از حافظه نهان (Cache)
• 66. مدیریت خطوط حافظه (Cache Lines)
• 67. بهینه سازی برای سطوح مختلف حافظه نهان
• 68. پوشش‌دهی با حافظه نهان (Cache Blocking)
• 69. مدیریت حافظه در Cyber 200
• 70. تخصیص حافظه دینامیک
• 71. استفاده از اشاره‌گرها
• 72. تکنیک‌های پیشرفته وکتوریزاسیون
• 73. وکتوریزاسیون حلقه‌های تو در تو (Nested Loops)
• 74. استراتژی‌های وکتوریزاسیون حلقه‌های تو در تو
• 75. تکنیک‌های بازآرایی حلقه‌ها (Loop Transformation)
• 76. جابجایی حلقه‌ها (Loop Permutation)
• 77. ترکیب حلقه‌ها (Loop Fusion)
• 78. تفکیک حلقه‌ها (Loop Fission)
• 79. تغییر مقیاس حلقه‌ها (Loop Tiling)
• 80. بهینه سازی توابع و رویه‌ها
• 81. پاس دادن آرایه‌ها به توابع
• 82. تکنیک‌های inline کردن توابع
• 83. مدیریت توابع کتابخانه‌ای خارجی
• 84. برنامه نویسی برداری برای محاسبات علمی
• 85. کاربرد در جبر خطی عددی
• 86. کاربرد در حل معادلات دیفرانسیل
• 87. کاربرد در پردازش سیگنال
• 88. کاربرد در شبیه‌سازی‌های علمی
• 89. بهینه سازی کد برای معماری‌های خاص Cyber 200
• 90. تفاوت معماری‌های برداری مختلف
• 91. تنظیمات کامپایلر خاص Cyber 200
• 92. نکات عملی برای وکتوریزاسیون
• 93. مثال‌های عملی وکتوریزاسیون
• 94. مطالعات موردی (Case Studies)
• 95. تجزیه و تحلیل کدهای واقعی
• 96. اشتباهات رایج در وکتوریزاسیون
• 97. عیب یابی مشکلات وکتوریزاسیون
• 98. مقایسه عملکرد قبل و بعد از وکتوریزاسیون
• 99. روش‌های اندازه‌گیری دقیق عملکرد
• 100. برنامه‌نویسی وکتوری پیشرفته