آموزش راهنمای جامع برنامه‌نویسی موازی و همزمان در پایتون - آخرین آپدیت

سرفصل ها و درس ها

مقدمه Introduction

• آنچه باید بدانید What you should know

• یادگیری مبانی برنامه‌نویسی موازی Learn parallel programming basics

• فایل‌های تمرینی Exercise files

1. سخت‌افزار محاسبات موازی 1. Parallel Computing Hardware

• محاسبات متوالی در مقابل موازی Sequential vs. parallel computing

• حافظه مشترک در مقابل توزیع‌شده Shared vs. distributed memory

• معماری‌های محاسبات موازی Parallel computing architectures

2. تردها و پروسس‌ها 2. Threads and Processes

• ترد دیمون (Daemon thread) Daemon thread

• زمان‌بندی اجرا: دمو پایتون Execution scheduling: Python demo

• زمان‌بندی اجرا Execution scheduling

• پروسس‌های متعدد: دمو پایتون Multiple processes: Python demo

• چرخه حیات ترد Thread lifecycle

• چرخه حیات ترد: دمو پایتون Thread lifecycle: Python demo

• ترد دیمون: دمو پایتون Daemon thread: Python demo

• اجرای همزمان در مقابل موازی Concurrent vs. parallel execution

• قفل مفسر جهانی (GIL): دمو پایتون Global interpreter lock: Python demo

• ترد در مقابل پروسس Thread vs. process

• تردهای متعدد: دمو پایتون Multiple threads: Python demo

3. انحصار متقابل (Mutual Exclusion) 3. Mutual Exclusion

• رقابت داده‌ها (Data race): دمو پایتون Data race: Python demo

• رقابت داده‌ها Data race

• انحصار متقابل: دمو پایتون Mutual exclusion: Python demo

• انحصار متقابل Mutual exclusion

4. قفل‌ها (Locks) 4. Locks

• تلاش برای قفل (Try lock) Try lock

• قفل بازگشتی (Reentrant lock) Reentrant lock

• تصاحب غیرمسدودکننده: دمو پایتون Non-blocking acquire: Python demo

• قفل خواندن-نوشتن Read-write lock

• RLock: دمو پایتون RLock: Python demo

• قفل خواندن-نوشتن: دمو پایتون Read-write lock: Python demo

5. زنده‌مانی (Liveness) 5. Liveness

• قفل زنده (Livelock) Livelock

• گرسنگی (Starvation) Starvation

• قفل رها شده Abandoned lock

• قفل زنده: دمو پایتون Livelock: Python demo

• قفل رها شده: دمو پایتون Abandoned lock: Python demo

• بن‌بست (Deadlock): دمو پایتون Deadlock: Python demo

• بن‌بست Deadlock

• گرسنگی: دمو پایتون Starvation: Python demo

6. همگام‌سازی (Synchronization) 6. Synchronization

• تردهای تولیدکننده-مصرف‌کننده: دمو پایتون Producer-consumer threads: Python demo

• سمافور (Semaphore) Semaphore

• متغیر شرطی: دمو پایتون Condition variable: Python demo

• متغیر شرطی Condition variable

• پروسس‌های تولیدکننده-مصرف‌کننده: دمو پایتون Producer-consumer processes: Python demo

• سمافور: دمو پایتون Semaphore: Python demo

• تولیدکننده-مصرف‌کننده Producer-consumer

7. موانع (Barriers) 7. Barriers

• مانع (Barrier): دمو پایتون Barrier: Python demo

• مانع Barrier

• شرایط رقابتی (Race condition) Race condition

• شرایط رقابتی: دمو پایتون Race condition: Python demo

8. وظایف ناهمزمان (Asynchronous Tasks) 8. Asynchronous Tasks

• استخر پروسس (Process pool): دمو پایتون Process pool: Python demo

• گراف محاسباتی Computational graph

• استخر ترد (Thread pool): دمو پایتون Thread pool: Python demo

• تقسیم و فتح (Divide and conquer) Divide and conquer

• آینده (Future): دمو پایتون Future: Python demo

• استخر ترد Thread pool

• تقسیم و فتح: دمو پایتون Divide and conquer: Python demo

• آینده Future

9. ارزیابی عملکرد موازی 9. Evaluating Parallel Performance

• اندازه‌گیری شتاب (Speedup) Measure speedup

• قانون آم‌دال Amdahl's law

• شتاب، تاخیر و بازده Speedup, latency, and throughput

• اندازه‌گیری شتاب: دمو پایتون Measure speedup: Python demo

10. طراحی برنامه‌های موازی 10. Designing Parallel Programs

• تجمع (Agglomeration) Agglomeration

• نگاشت (Mapping) Mapping

• ارتباطات Communication

• بخش‌بندی (Partitioning) Partitioning

11. مسائل چالشی 11. Challenge Problems

• چالش: ضرب ماتریس در پایتون Challenge: Matrix multiply in Python

• چالش: مرتب‌سازی ادغامی در پایتون Challenge: Merge sort in Python

• چالش: دانلود تصاویر در پایتون Challenge: Download images in Python

• راه حل: دانلود تصاویر در پایتون Solution: Download images in Python

• راه حل: مرتب‌سازی ادغامی در پایتون Solution: Merge sort in Python

• به بخش چالش‌ها خوش آمدید Welcome to the challenges

• راه حل: ضرب ماتریس در پایتون Solution: Matrix multiply in Python

جمع‌بندی Conclusion

• منابع تکمیلی Additional resources

• گام‌های بعدی Next steps