آموزش راهنمای جامع برنامه‌نویسی موازی و همزمان با جاوا - آخرین آپدیت

سرفصل ها و درس ها

مقدمه Introduction

• آنچه باید بدانید What you should know

• جاوا SDK و IntelliJ IDEA Java SDK and IntelliJ IDEA

• یادگیری مبانی برنامه‌نویسی موازی Learn parallel programming basics

1. سخت‌افزار محاسبات موازی 1. Parallel Computing Hardware

• محاسبات ترتیبی در مقابل موازی Sequential vs. parallel computing

• معماری‌های محاسبات موازی Parallel computing architectures

• حافظه مشترک در مقابل حافظه توزیع شده Shared vs. distributed memory

2. رشته‌ها و فرآیندها 2. Threads and Processes

• اجرای همزمان در مقابل موازی Concurrent vs. parallel execution

• رشته دیمون: دموی جاوا Daemon thread: Java demo

• رشته دیمون (Daemon Thread) Daemon thread

• چرخه حیات رشته: دموی جاوا Thread lifecycle: Java demo

• رشته در مقابل فرآیند: دموی جاوا Thread vs. process: Java demo

• زمان‌بندی اجرا Execution scheduling

• رابط Runnable در مقابل Thread: دموی جاوا Runnable vs. thread: Java demo

• زمان‌بندی اجرا در جاوا Execution scheduling: Java

• چرخه حیات رشته Thread lifecycle

• ویژگی‌های رشته: دموی جاوا Thread attributes: Java demo

• رشته در مقابل فرآیند Thread vs. process

3. انحصار متقابل 3. Mutual Exclusion

• انحصار متقابل (Mutual Exclusion) Mutual exclusion

• رقابت داده‌ها (Data Race): دموی جاوا Data race: Java demo

• متغیرهای اتمیک: دموی جاوا Atomic variable: Java demo

• انحصار متقابل: دموی جاوا Mutual exclusion: Java demo

• متدهای Synchronized: دموی جاوا Synchronized method: Java demo

• دستورات Synchronized: دموی جاوا Synchronized statement: Java demo

• رقابت داده‌ها Data race

4. قفل‌ها 4. Locks

• قفل بازگشت‌پذیر (Reentrant Lock) Reentrant lock

• قفل بازگشت‌پذیر: دموی جاوا Reentrant lock: Java demo

• تلاش برای قفل (Try Lock) Try lock

• قفل خواندن-نوشتن (Read-Write Lock) Read-write lock

• قفل خواندن-نوشتن: دموی جاوا Read-write lock: Java demo

• تلاش برای قفل: دموی جاوا Try lock: Java demo

5. زنده‌مانی (Liveness) 5. Liveness

• قحطی منابع (Starvation): دموی جاوا Starvation: Java demo

• قفل رها شده: دموی جاوا Abandoned lock: Java demo

• قفل زنده (Livelock): دموی جاوا Livelock: Java demo

• قفل رها شده Abandoned lock

• قفل زنده Livelock

• بن‌بست (Deadlock): دموی جاوا Deadlock: Java demo

• بن‌بست Deadlock

• قحطی منابع Starvation

6. همگام‌سازی 6. Synchronization

• تولیدکننده-مصرف‌کننده: دموی جاوا Producer–consumer: Java demo

• سمافور (Semaphore): دموی جاوا Semaphore: Java demo

• سمافور Semaphore

• تولیدکننده-مصرف‌کننده Producer–consumer

• متغیر شرطی (Condition Variable) Condition variable

• متغیر شرطی: دموی جاوا Condition variable: Java demo

7. موانع (Barriers) 7. Barriers

• کلاس CountDownLatch: دموی جاوا CountDownLatch: Java demo

• مانع (Barrier): دموی جاوا Barrier: Java demo

• مانع Barrier

• شرایط رقابتی (Race Condition) Race condition

• شرایط رقابتی: دموی جاوا Race condition: Java demo

8. تسک‌های ناهمگام 8. Asynchronous Tasks

• کلاس Future: دموی جاوا Future: Java demo

• گراف محاسباتی Computational graph

• استخر رشته‌ها (Thread Pool): دموی جاوا Thread pool: Java demo

• کلاس Future Future

• تقسیم و غلبه (Divide and Conquer) Divide and conquer

• استخر رشته‌ها Thread pool

• تقسیم و غلبه: دموی جاوا Divide and conquer: Java demo

9. ارزیابی عملکرد موازی 9. Evaluating Parallel Performance

• اندازه‌گیری افزایش سرعت: دموی جاوا Measure speedup: Java demo

• قانون آمدال (Amdahl's Law) Amdahl's law

• افزایش سرعت، تأخیر و نرخ پردازش Speedup, latency, and throughput

• اندازه‌گیری افزایش سرعت Measure speedup

10. طراحی برنامه‌های موازی 10. Designing Parallel Programs

• بخش‌بندی (Partitioning) Partitioning

• ارتباطات Communication

• تجمعی کردن (Agglomeration) Agglomeration

• نگاشت (Mapping) Mapping

11. مسائل چالشی 11. Challenge Problems

• چالش: ضرب ماتریس در جاوا Challenge: Matrix multiply in Java

• راه حل: ضرب ماتریس در جاوا Solution: Matrix multiply in Java

• چالش: مرتب‌سازی ادغامی در جاوا Challenge: Merge sort in Java

• چالش: دانلود تصاویر در جاوا Challenge: Download images in Java

• خوش‌آمدگویی به بخش چالش‌ها Welcome to the challenges

• راه حل: دانلود تصاویر در جاوا Solution: Download images in Java

• راه حل: مرتب‌سازی ادغامی در جاوا Solution: Merge sort in Java

جمع‌بندی Conclusion

• گام‌های بعدی Next steps

• منابع تکمیلی Additional resources