کتاب صوتی شتاب‌دهی شبیه‌سازی‌های علمی با قدرت پردازش موازی: از مبانی تا پیاده‌سازی پیشرفته

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره شتاب‌دهی شبیه‌سازی‌های علمی با قدرت پردازش موازی: از مبانی تا پیاده‌سازی پیشرفته

موضوع کلی: علوم کامپیوتر و محاسبات علمی

موضوع میانی: معماری و الگوریتم‌های پردازش موازی

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مبانی علوم کامپیوتر و محاسبات علمی
• 2. مقدمه‌ای بر محاسبات علمی
• 3. اهمیت شبیه‌سازی در علم
• 4. نقش پردازش موازی در شبیه‌سازی‌های بزرگ
• 5. تاریخچه مختصری از پردازش موازی
• 6. انواع مدل‌های پردازش موازی
• 7. مدل حافظه مشترک (Shared Memory)
• 8. مدل حافظه توزیع شده (Distributed Memory)
• 9. مدل هیبریدی
• 10. چالش‌های پردازش موازی
• 11. موازنه بار (Load Balancing)
• 12. ارتباطات بین پردازنده‌ها
• 13. همگام‌سازی (Synchronization)
• 14. کاهش سربار ارتباطی
• 15. مقدمه‌ای بر معماری‌های پردازشی
• 16. معماری فون نویمان
• 17. معماری هاروارد
• 18. پردازنده‌های تک هسته‌ای
• 19. پردازنده‌های چند هسته‌ای (Multi-core Processors)
• 20. پردازنده‌های گرافیکی (GPUs)
• 21. خوشه‌های محاسباتی (Compute Clusters)
• 22. ابر رایانه‌ها (Supercomputers)
• 23. شبکه‌های ارتباطی در سیستم‌های موازی
• 24. آرایش‌های توپولوژیکی (Topological Interconnects)
• 25. مفاهیم پایه الگوریتم‌های موازی
• 26. تجزیه مسئله (Problem Decomposition)
• 27. نگاشت (Mapping) وظایف به پردازنده‌ها
• 28. ارتباطات (Communication)
• 29. همگام‌سازی (Synchronization)
• 30. الگوریتم‌های ترتیبی (Sequential Algorithms)
• 31. اشکال‌زدایی (Debugging) الگوریتم‌های موازی
• 32. اندازه‌گیری عملکرد (Performance Measurement)
• 33. معیارهای عملکرد در پردازش موازی
• 34. توان عملیاتی (Throughput)
• 35. تاخیر (Latency)
• 36. مقیاس‌پذیری (Scalability)
• 37. قانون آمدال (Amdahl's Law)
• 38. قانون گوستافسون (Gustafson's Law)
• 39. مدل‌های برنامه‌نویسی موازی
• 40. برنامه‌نویسی مشترک حافظه (Shared Memory Programming)
• 41. OpenMP
• 42. دستورالعمل‌های OpenMP
• 43. حلقه‌ها در OpenMP
• 44. مناطق موازی در OpenMP
• 45. همگام‌سازی در OpenMP
• 46. قفل‌ها و موانع در OpenMP
• 47. متغیرهای خصوصی و مشترک در OpenMP
• 48. برنامه‌نویسی توزیع حافظه (Distributed Memory Programming)
• 49. MPI (Message Passing Interface)
• 50. مبانی MPI
• 51. ارسال و دریافت پیام در MPI
• 52. انواع ارتباطات MPI (سینگل، جمعی)
• 53. دستورالعمل‌های MPI
• 54. گروه‌ها و کامنیکیتورها در MPI
• 55. الگوریتم‌های موازی پایه
• 56. مرتب‌سازی موازی (Parallel Sorting)
• 57. جستجوی موازی (Parallel Searching)
• 58. ضرب ماتریس موازی (Parallel Matrix Multiplication)
• 59. روش‌های مختلف ضرب ماتریس موازی
• 60. ضرب ماتریس موازی با استفاده از MPI
• 61. ضرب ماتریس موازی با استفاده از OpenMP
• 62. حل دستگاه معادلات خطی موازی
• 63. روش حذفی گاوس موازی
• 64. روش تکراری موازی
• 65. شبیه‌سازی‌های فیزیکی موازی
• 66. شبیه‌سازی دینامیک مولکولی موازی
• 67. الگوریتم‌های شتاب‌دهنده در دینامیک مولکولی
• 68. پیاده‌سازی دینامیک مولکولی با MPI
• 69. پیاده‌سازی دینامیک مولکولی با OpenMP
• 70. شبیه‌سازی دینامیک سیالات موازی (CFD)
• 71. روش حجم محدود موازی
• 72. روش اجزا محدود موازی
• 73. پیاده‌سازی CFD با MPI
• 74. پیاده‌سازی CFD با OpenMP
• 75. شبیه‌سازی‌های علمی در زمینه‌های دیگر
• 76. شبیه‌سازی‌های بیوانفورماتیک موازی
• 77. شبیه‌سازی‌های مالی موازی
• 78. شبیه‌سازی‌های ژئوفیزیک موازی
• 79. شبیه‌سازی‌های فیزیک انرژی بالا موازی
• 80. استفاده از GPU ها در محاسبات علمی
• 81. مقدمه‌ای بر معماری GPU
• 82. مدل برنامه‌نویسی CUDA
• 83. مبانی CUDA
• 84. هسته‌ها (Kernels) در CUDA
• 85. شبکه پردازنده‌ها در CUDA
• 86. مدیریت حافظه در CUDA
• 87. الگوریتم‌های موازی برای GPU
• 88. ضرب ماتریس موازی با CUDA
• 89. پردازش تصویر موازی با CUDA
• 90. کاربردهای CUDA در شبیه‌سازی‌های علمی
• 91. استفاده از OpenCL
• 92. مقدمه‌ای بر OpenCL
• 93. مقایسه CUDA و OpenCL
• 94. برنامه‌نویسی موازی ترکیبی (Hybrid Programming)
• 95. ترکیب MPI و OpenMP
• 96. استراتژی‌های برنامه‌نویسی ترکیبی
• 97. بهینه‌سازی عملکرد الگوریتم‌های موازی
• 98. شناسایی گلوگاه‌ها (Bottlenecks)
• 99. کاهش سربار ارتباطی
• 100. بهینه‌سازی دسترسی به حافظه