فلش‌کارت‌های آموزشی مقدمه‌ای بر معماری‌های کامپیوتری برای HPC

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره مقدمه‌ای بر معماری‌های کامپیوتری برای HPC

موضوع کلی: برنامه نویسی

موضوع میانی: محاسبات سطح بالا (High-Performance Computing)

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مفاهیم پایه محاسبات
• 2. نیاز به محاسبات سطح بالا (HPC)
• 3. معماری‌های کامپیوتری و HPC
• 4. تکامل معماری‌های کامپیوتری
• 5. قانون مور و محدودیت‌های آن
• 6. معماری فون نویمان
• 7. محدودیت‌های تنگنای حافظه
• 8. معماری هاروارد
• 9. معماری‌های موازی
• 10. انواع موازی‌سازی: داده، وظیفه، پایپ‌لاین
• 11. معماری SIMD و MIMD
• 12. برنامه‌نویسی موازی: مدل‌های حافظه اشتراکی و توزیع‌شده
• 13. معماری‌های چند هسته‌ای
• 14. حافظه‌های Cache و سلسله مراتب حافظه
• 15. اصول کار Cache
• 16. انواع Cache: L1, L2, L3
• 17. سیاست‌های جایگزینی Cache
• 18. انسجام Cache
• 19. معماری‌های GPU
• 20. تفاوت CPU و GPU
• 21. محاسبات GPU: مفاهیم CUDA و OpenCL
• 22. معماری GPU: Streaming Multiprocessors (SMs)
• 23. مدیریت حافظه GPU
• 24. بهینه‌سازی کد برای GPU
• 25. معماری FPGA
• 26. مزایا و معایب FPGA در HPC
• 27. زبان‌های توصیف سخت‌افزار (HDL): VHDL و Verilog
• 28. برنامه‌نویسی FPGA برای HPC
• 29. معماری‌های کلاستر
• 30. شبکه‌های ارتباطی در کلاسترها: InfiniBand و Ethernet
• 31. پیاده‌سازی موازی‌سازی در کلاسترها
• 32. مدیریت منابع در کلاسترها: Schedulers
• 33. سیستم‌عامل‌های HPC
• 34. سیستم‌عامل‌های لینوکس برای HPC
• 35. مدیریت فرایندها و منابع در سیستم‌عامل
• 36. مانیتورینگ و عیب‌یابی سیستم
• 37. ابزارهای پروفایلینگ
• 38. Gprof
• 39. Valgrind
• 40. Intel VTune Amplifier
• 41. ابزارهای بنچمارکینگ
• 42. HPL (High-Performance Linpack)
• 43. STREAM
• 44. IOR (Interleaved-Or-Random)
• 45. اصول طراحی الگوریتم‌های موازی
• 46. Decomposition و Assignment
• 47. Granularity و Communication
• 48. Load Balancing
• 49. Scalability
• 50. مدل‌های برنامه‌نویسی موازی
• 51. MPI (Message Passing Interface)
• 52. OpenMP
• 53. CUDA
• 54. OpenCL
• 55. بهینه‌سازی کد برای HPC
• 56. Vectorization
• 57. Loop Unrolling
• 58. Data Alignment
• 59. Caching Strategies
• 60. کاهش Communication Overhead
• 61. الگوریتم‌های عددی موازی
• 62. حل معادلات خطی
• 63. الگوریتم‌های مرتب‌سازی موازی
• 64. الگوریتم‌های تبدیل فوریه سریع (FFT) موازی
• 65. روش‌های مونت کارلو موازی
• 66. شبیه‌سازی مولکولی
• 67. دینامیک مولکولی
• 68. روش‌های انتگرال‌گیری زمانی
• 69. نیروهای بین‌مولکولی
• 70. شبیه‌سازی جریان سیالات (CFD)
• 71. معادلات ناویه-استوکس
• 72. روش‌های حل عددی معادلات CFD
• 73. شبکه‌بندی محاسباتی
• 74. یادگیری ماشین در HPC
• 75. آموزش مدل‌های بزرگ
• 76. بهینه‌سازی برای GPU
• 77. Distributed Training
• 78. تکنیک‌های موازی‌سازی برای یادگیری ماشین
• 79. معماری‌های خاص دامنه (Domain-Specific Architectures - DSAs)
• 80. معماری‌های شتاب‌دهنده برای هوش مصنوعی
• 81. معماری‌های شتاب‌دهنده برای ژنومیک
• 82. معماری‌های شتاب‌دهنده برای شبیه‌سازی‌های علمی
• 83. امنیت در HPC
• 84. حملات سایبری در محیط‌های HPC
• 85. روش‌های امن‌سازی سیستم‌های HPC
• 86. مدیریت دسترسی و احراز هویت
• 87. ذخیره‌سازی در HPC
• 88. سیستم‌های فایل موازی
• 89. Lustre
• 90. GPFS (IBM Spectrum Scale)
• 91. Ceph
• 92. مدیریت داده‌های بزرگ
• 93. مفاهیم Big Data
• 94. تکنولوژی‌های Big Data: Hadoop و Spark
• 95. تحلیل داده‌های بزرگ در HPC
• 96. مجازی‌سازی و Containerization در HPC
• 97. Docker و Kubernetes
• 98. بهینه‌سازی Containerها برای HPC
• 99. مدیریت منابع با Kubernetes
• 100. ابر محاسباتی و HPC