کتاب صوتی توسعه نرم‌افزار برای ILLIAC IV: راهنمای جامع برنامه‌نویسی کامپیوترهای آرایه‌ای

📚 کتاب آموزشی جامع

📚 اطلاعات کتاب

عنوان کتاب: کتاب توسعه نرم‌افزار برای ILLIAC IV: راهنمای جامع برنامه‌نویسی کامپیوترهای آرایه‌ای

موضوع کلی: معماری کامپیوترهای موازی و آرایه‌ای

موضوع میانی: برنامه‌نویسی و بهینه‌سازی برای ماشین‌های آرایه‌ای

📋 سرفصل‌های کتاب (100 موضوع)

• 1. مقدمه‌ای بر کامپیوترهای موازی
• 2. تاریخچه کامپیوترهای آرایه‌ای
• 3. معماری ILLIAC IV: کلیات
• 4. مدل محاسباتی SIMD
• 5. ساختار سخت‌افزاری ILLIAC IV
• 6. واحد پردازش (Processing Element - PE)
• 7. شبکه ارتباطی (Interconnection Network)
• 8. حافظه اصلی ILLIAC IV
• 9. واحد کنترل (Control Unit)
• 10. نقش LANEY در ILLIAC IV
• 11. مفهوم واژگان (Instruction Word)
• 12. واژگان داده (Data Word)
• 13. ساختار دستورالعمل‌ها در ILLIAC IV
• 14. انواع دستورالعمل‌ها: محاسباتی
• 15. انواع دستورالعمل‌ها: کنترلی
• 16. انواع دستورالعمل‌ها: انتقالی
• 17. ارتباط بین PEها
• 18. انتقال داده در شبکه
• 19. مدل برنامه‌نویسی ILLIAC IV
• 20. زبان برنامه‌نویسی سطح بالا: FORTRAN IV
• 21. مفسر FORTRAN IV برای ILLIAC IV
• 22. کامپایلر ASCENT
• 23. ویژگی‌های ASCENT
• 24. ساختار برنامه‌های ASCENT
• 25. دستورات ویژه ASCENT برای پردازش آرایه‌ای
• 26. تعریف آرایه‌ها در ASCENT
• 27. دسترسی به عناصر آرایه
• 28. انتقال داده درون PEها
• 29. انتقال داده بین PEها
• 30. تابع‌نویسی در ASCENT
• 31. مدیریت حافظه در ASCENT
• 32. بهینه‌سازی برنامه در ASCENT
• 33. دستورالعمل‌های SIMD: فعال/غیرفعال کردن PEها
• 34. استفاده از ماسک (Mask)
• 35. کاربرد ماسک در الگوریتم‌ها
• 36. دستورالعمل‌های شرطی در سطح PE
• 37. مدیریت حلقه در سطح PE
• 38. مدیریت شرطی اجرای دستورالعمل‌ها
• 39. تکنیک‌های اصلی موازی‌سازی
• 40. تبدیل الگوریتم‌های ترتیبی به موازی
• 41. مشکلات الگوریتمی در پردازش آرایه‌ای
• 42. مثال‌های ساده برنامه‌نویسی با ASCENT
• 43. پردازش بردارها
• 44. پردازش ماتریس‌ها
• 45. ضرب ماتریس‌ها
• 46. عملیات جمع و تفریق ماتریس‌ها
• 47. حل دستگاه معادلات خطی
• 48. روش‌های حذفی گاوسی در سطح آرایه
• 49. مفاهیم تحلیل عددی در سطح آرایه
• 50. فوریه تبدیل (FFT)
• 51. پیاده‌سازی FFT در ILLIAC IV
• 52. پردازش تصویر در ILLIAC IV
• 53. الگوریتم‌های پردازش تصویر موازی
• 54. شبیه‌سازی‌های علمی در ILLIAC IV
• 55. شبیه‌سازی دینامیک سیالات
• 56. شبیه‌سازی‌های شبکه‌ای
• 57. کاربرد در فیزیک ذرات
• 58. کاربرد در هواشناسی
• 59. کاربرد در مسائل مالی
• 60. معماری‌های آینده کامپیوترهای آرایه‌ای
• 61. مقایسه ILLIAC IV با ماشین‌های دیگر
• 62. مسائل دشوار در برنامه‌نویسی آرایه‌ای
• 63. اشکال‌زدایی (Debugging) برنامه‌های آرایه‌ای
• 64. روش‌های اشکال‌زدایی در ILLIAC IV
• 65. مفاهیم کارایی (Performance)
• 66. اندازه‌گیری کارایی
• 67. قانون آمدال (Amdahl's Law)
• 68. شناسایی تنگناهای عملکردی
• 69. تکنیک‌های بهینه‌سازی کد
• 70. بهینه‌سازی دسترسی به حافظه
• 71. بهینه‌سازی ارتباطات بین PEها
• 72. کاهش سربار (Overhead)
• 73. مدیریت حافظه توزیع شده
• 74. پیمایش حافظه (Memory Paging)
• 75. تکنیک‌های موازی‌سازی پیشرفته
• 76. همگام‌سازی (Synchronization) در سطح PE
• 77. موازی‌سازی داده‌محور (Data-parallel)
• 78. موازی‌سازی وظیفه‌محور (Task-parallel)
• 79. بررسی مقایسه‌ای مدل‌های SIMD، MIMD، VLIW
• 80. نرم‌افزارهای کاربردی ILLIAC IV
• 81. محیط عملیاتی ILLIAC IV
• 82. سیستم عامل ILLIAC IV
• 83. اتصال به سایر سیستم‌ها
• 84. استانداردهای ارتباطی
• 85. درس‌های آموخته از ILLIAC IV
• 86. تأثیر ILLIAC IV بر معماری‌های بعدی
• 87. تحلیل الگوریتم‌های موازی: زمان و فضا
• 88. پیاده‌سازی کوادرچر (Quadrature)
• 89. حل معادلات دیفرانسیل جزئی (PDEs)
• 90. روش‌های تفاضل محدود (Finite Difference)
• 91. روش‌های المان محدود (Finite Element)
• 92. شبکه‌های عصبی مصنوعی و پردازش موازی
• 93. کاربرد در یادگیری ماشین
• 94. مفاهیم توازنی (Balance) در محاسبات
• 95. طراحی الگوریتم‌های مقیاس‌پذیر (Scalable)
• 96. ارزیابی هزینه محاسباتی موازی
• 97. مفاهیم سخت‌افزاری پیشرفته
• 98. پردازنده‌های گرافیکی (GPUs) و ارتباط با ILLIAC IV
• 99. رایانش ابری و موازی‌سازی
• 100. آینده رایانش با کارایی بالا (HPC)