آموزش همزمانی C++ مدرن در عمق (C++17/20)

سرفصل ها و درس ها

راهنمای مدیریت تاپیک Thread management guide

• تنظیم محیط برای دوره Setting up the environment for the course

• مقدمه ای بر محاسبات موازی Introduction to parallel computing

• مسابقه: برنامه نویسی موازی به طور کلی Quiz : Parallel programming in general

• کاربردهای برنامه نویسی موازی Uses of parallel programming.

• کاربردهای برنامه نویسی موازی Uses of parallel programming.

• چگونه یک تاپیک راه اندازی کنیم How to launch a thread

• چگونه یک تاپیک راه اندازی کنیم How to launch a thread

• تمرین برنامه نویسی 1: راه اندازی رشته ها Programming exercise 1 : Launching the threads

• تمرین برنامه نویسی 1: راه اندازی رشته ها Programming exercise 1 : Launching the threads

• قابلیت اتصال رشته ها Joinability of threads

• قابلیت اتصال رشته ها Joinability of threads

• پیوستن و جدا کردن توابع Join and detach functions

• پیوستن و جدا کردن توابع Join and detach functions

• نحوه رسیدگی به پیوستن، در سناریوهای استثنایی How to handle join, in exception scenarios

• نحوه رسیدگی به پیوستن، در سناریوهای استثنایی How to handle join, in exception scenarios

• تمرین برنامه نویسی 2: فروش بی اهمیت یک مدل کشتی Programming exercise 2 : Trivial sale a ship model

• نحوه انتقال پارامترها به یک رشته How to pass parameters to a thread

• نحوه انتقال پارامترها به یک رشته How to pass parameters to a thread

• موقعیت های مشکل ساز ممکن است هنگام انتقال پارامترها به یک نخ ایجاد شود Problematic situations may arise when passing parameters to a thread

• موقعیت های مشکل ساز ممکن است هنگام انتقال پارامترها به یک نخ ایجاد شود Problematic situations may arise when passing parameters to a thread

• انتقال مالکیت یک موضوع Transferring ownership of a thread

• انتقال مالکیت یک موضوع Transferring ownership of a thread

• برخی از عملیات مفید در موضوع Some useful operations on thread

• برخی از عملیات مفید در موضوع Some useful operations on thread

• تمرین برنامه نویسی 3: کشتی با صف های کاری را بادبانی کنید Programming excersice 3 : Sail a ship with work queues

• انباشت موازی - توضیح الگوریتم Parallel accumulate - algorithm explanation

• انباشت موازی - توضیح الگوریتم Parallel accumulate - algorithm explanation

• اجرای الگوریتم انباشته موازی Parallel accumulate algorithm implementation

• اجرای الگوریتم انباشته موازی Parallel accumulate algorithm implementation

• موضوع ذخیره سازی محلی Thread local storage

• اشکال زدایی برنامه در ویژوال استودیو Debugging a application in Visual studio

• مدیریت موضوع Thread management

• مدیریت موضوع Thread management

راهنمای مدیریت تاپیک Thread management guide

• تنظیم محیط برای دوره Setting up the environment for the course

• مقدمه ای بر محاسبات موازی Introduction to parallel computing

• مسابقه: برنامه نویسی موازی به طور کلی Quiz : Parallel programming in general

• تمرین برنامه نویسی 2: فروش بی اهمیت یک مدل کشتی Programming exercise 2 : Trivial sale a ship model

• تمرین برنامه نویسی 3: کشتی با صف های کاری را بادبانی کنید Programming excersice 3 : Sail a ship with work queues

• موضوع ذخیره سازی محلی Thread local storage

• اشکال زدایی برنامه در ویژوال استودیو Debugging a application in Visual studio

دسترسی ایمن به داده های به اشتراک گذاشته شده و مکانیسم های قفل کردن Thread safe access to shared data and locking mechanisms

• مقدمه ای بر مکانیسم های قفل Introduction to locking mechanisms

• مقدمه ای بر مکانیسم های قفل Introduction to locking mechanisms

• مفهوم غیر متغیر Concept of invarient

• مفهوم غیر متغیر Concept of invarient

• mutexes mutexes

• mutexes mutexes

• مواردی که هنگام استفاده از mutexe باید به خاطر بسپارید Things to remember when using mutexes

• مواردی که هنگام استفاده از mutexe باید به خاطر بسپارید Things to remember when using mutexes

• اجرای پشته ایمن موضوع: مقدمه ای بر پشته Thread safe stack implementation : introduction to stack

• اجرای پشته ایمن موضوع: مقدمه ای بر پشته Thread safe stack implementation : introduction to stack

• اجرای پشته ایمن موضوع: پیاده سازی Thread safe stack implementation : implementation

• اجرای پشته ایمن رشته: شرط مسابقه از رابط به ارث می رسد Thread safe stack implementation : race condition inherit from the interface

• قفل های مرده Dead locks

• قفل های مرده Dead locks

• قفل های منحصر به فرد unique locks

• قفل های منحصر به فرد unique locks

• موتکس و قفل Mutex and locks

دسترسی ایمن به داده های به اشتراک گذاشته شده و مکانیسم های قفل کردن Thread safe access to shared data and locking mechanisms

• اجرای پشته ایمن موضوع: پیاده سازی Thread safe stack implementation : implementation

• اجرای پشته ایمن رشته: شرط مسابقه از رابط به ارث می رسد Thread safe stack implementation : race condition inherit from the interface

• موتکس و قفل Mutex and locks

ارتباط بین رشته با استفاده از متغیرهای شرط و آتی Communication between thread using condition variables and futures

• مقدمه ای بر متغیرهای شرط introduction to condition variables

• جزئیات در مورد متغیرهای شرط Details about condition variables

• جزئیات در مورد متغیرهای شرط Details about condition variables

• اجرای صف ایمن موضوع: مقدمه ای بر ساختار داده صف Thread safe queue implementation : introduction to queue data structure

• اجرای صف امن موضوع: پیاده سازی Thread safe queue implementation : implementation

• اجرای صف امن موضوع: پیاده سازی Thread safe queue implementation : implementation

• مقدمه ای بر وظایف آتی و غیر همگام introduction to futures and async tasks

• مقدمه ای بر وظایف آتی و غیر همگام introduction to futures and async tasks

• بحث مفصل وظایف async async tasks detailed discussion

• بحث مفصل وظایف async async tasks detailed discussion

• اجرای الگوریتم انباشته موازی با کار ناهمگام Parallel accumulate algorithm implementation with async task

• اجرای الگوریتم انباشته موازی با کار ناهمگام Parallel accumulate algorithm implementation with async task

• مقدمه ای بر package_task Introduction to package_task

• مقدمه ای بر package_task Introduction to package_task

• ارتباط بین رشته ها با استفاده از std::promises Communication between threads using std::promises

• بازیابی استثنا با استفاده از std::futures Retrieving exception using std::futures

• بازیابی استثنا با استفاده از std::futures Retrieving exception using std::futures

• std::shared_futures std::shared_futures

• std::shared_futures std::shared_futures

ارتباط بین رشته با استفاده از متغیرهای شرط و آتی Communication between thread using condition variables and futures

• مقدمه ای بر متغیرهای شرط introduction to condition variables

• اجرای صف ایمن موضوع: مقدمه ای بر ساختار داده صف Thread safe queue implementation : introduction to queue data structure

• ارتباط بین رشته ها با استفاده از std::promises Communication between threads using std::promises

ساختارهای داده ایمن و پیاده سازی الگوریتم مبتنی بر رشته Lock based thread safe data structures and algorithm implementation

• مقدمه ای بر ساختارهای داده ایمن و الگوریتم های رشته ای مبتنی بر قفل introduction to lock based thread safe data structures and algorithms

• اجرای ساختار داده صف با استفاده از ساختار داده لیست پیوندی queue data structure implementation using linked list data structure

• اجرای صف ایمن رشته thread safe queue implementation

• اجرای صف ایمن رشته thread safe queue implementation

• معرفی موازی STL Parallel STL introduction

• پیاده سازی الگوریتم مرتب سازی سریع موازی parallel quick sort algorithm implementation

• موازی برای هر اجرا parallel for each implementation

• پیاده سازی الگوریتم یافتن موازی با وظیفه بسته parallel find algorithm implementation with package task

• پیاده سازی الگوریتم یافتن موازی با وظیفه بسته parallel find algorithm implementation with package task

• پیاده سازی الگوریتم یافتن موازی با async parallel find algorithm implementation with async

• معرفی الگوریتم جمع جزئی Partial sum algorithm introduction

• معرفی الگوریتم جمع جزئی Partial sum algorithm introduction

• اجرای موازی الگوریتم جمع جزئی Partial sum algorithm parallel implementation

• اجرای موازی الگوریتم جمع جزئی Partial sum algorithm parallel implementation

• مقدمه ای بر ماتریکس Introduction to Matrix

• مقدمه ای بر ماتریکس Introduction to Matrix

• ضرب ماتریس موازی Parallel Matrix multiplication

• ضرب ماتریس موازی Parallel Matrix multiplication

• انتقال ماتریس موازی Parallel matrix transpose

• عوامل موثر بر عملکرد کدهای همزمان Factors affecting the performance of concurrent code

ساختارهای داده ایمن و پیاده سازی الگوریتم مبتنی بر رشته Lock based thread safe data structures and algorithm implementation

• مقدمه ای بر ساختارهای داده ایمن و الگوریتم های رشته ای مبتنی بر قفل introduction to lock based thread safe data structures and algorithms

• اجرای ساختار داده صف با استفاده از ساختار داده لیست پیوندی queue data structure implementation using linked list data structure

• معرفی موازی STL Parallel STL introduction

• پیاده سازی الگوریتم مرتب سازی سریع موازی parallel quick sort algorithm implementation

• موازی برای هر اجرا parallel for each implementation

• پیاده سازی الگوریتم یافتن موازی با async parallel find algorithm implementation with async

• انتقال ماتریس موازی Parallel matrix transpose

• عوامل موثر بر عملکرد کدهای همزمان Factors affecting the performance of concurrent code

ویژگی های C++20 Concurrency C++20 Concurrency features

• Jthread: مقدمه Jthread : Introduction

• Jthread: مقدمه Jthread : Introduction

• Jthread: اجرای نسخه خودمان Jthread : Our own version implementation

• C++ coroutines : مقدمه C++ coroutines : Introduction

• C++ coroutines : مقدمه C++ coroutines : Introduction

• C++ coroutines: توابع رزومه C++ coroutines : resume functions

• C++ Coroutines: Generators C++ coroutines : Generators

• موانع C++ C++ Barriers

• موانع C++ C++ Barriers

ویژگی های C++20 Concurrency C++20 Concurrency features

• Jthread: اجرای نسخه خودمان Jthread : Our own version implementation

• C++ coroutines: توابع رزومه C++ coroutines : resume functions

• C++ Coroutines: Generators C++ coroutines : Generators

مدل حافظه C++ و عملیات اتمی C++ memory model and atomic operations

• مقدمه ای بر عملیات اتمی Introduction to atomic operations

• مقدمه ای بر عملیات اتمی Introduction to atomic operations

• عملکرد std::atomic_flag Functionality of std::atomic_flag

• عملکرد std::atomic_flag Functionality of std::atomic_flag

• عملکرد std::atomic_bool Functionality of std::atomic_bool

• عملکرد std::atomic_bool Functionality of std::atomic_bool

• توضیح توابع compare_exchange Explanation of compare_exchange functions

• توضیح توابع compare_exchange Explanation of compare_exchange functions

• نشانگرهای اتمی atomic pointers

• بحث کلی در مورد انواع اتمی General discussion on atomic types

• روابط مهم مربوط به عملیات اتمی بین رشته ها Important relationships related to atomic operations between threads

• روابط مهم مربوط به عملیات اتمی بین رشته ها Important relationships related to atomic operations between threads

• مقدمه ای بر گزینه های سفارش حافظه Introduction to memory ordering options

• مقدمه ای بر گزینه های سفارش حافظه Introduction to memory ordering options

• بحث در مورد memory_order_seq_cst Discussion on memory_order_seq_cst

• بحث در مورد memory_order_seq_cst Discussion on memory_order_seq_cst

• مقدمه ای بر مرتب سازی مجدد دستورالعمل ها Introduction to instruction reordering

• مقدمه ای بر مرتب سازی مجدد دستورالعمل ها Introduction to instruction reordering

• بحث در مورد memory_order_relaxed Discussion on memory_order_relaxed

• بحث در مورد memory_order_relaxed Discussion on memory_order_relaxed

• بحث در مورد memory_order_acquire و memory_order_release Discussion on memory_order_acquire and memory_order_release

• جنبه های مهم memory_order_acquire و memory_order_release Important aspects of memory_order_acquire and memory_order_release

• مفهوم همگام سازی گذرا Concept of transitive synchronization

• مفهوم همگام سازی گذرا Concept of transitive synchronization

• بحث در مورد memory_order_consume Discussion on memory_order_consume

• مفهوم توالی انتشار Concept of release sequence

• اجرای mutex spin lock Implementation of spin lock mutex

• اجرای mutex spin lock Implementation of spin lock mutex

مدل حافظه C++ و عملیات اتمی C++ memory model and atomic operations

• نشانگرهای اتمی atomic pointers

• بحث کلی در مورد انواع اتمی General discussion on atomic types

• بحث در مورد memory_order_acquire و memory_order_release Discussion on memory_order_acquire and memory_order_release

• جنبه های مهم memory_order_acquire و memory_order_release Important aspects of memory_order_acquire and memory_order_release

• بحث در مورد memory_order_consume Discussion on memory_order_consume

• مفهوم توالی انتشار Concept of release sequence

ساختارهای داده و الگوریتم های رایگان را قفل کنید Lock free data structures and algorithms

• مقدمه و برخی اصطلاحات Introduction and some terminology

• مقدمه و برخی اصطلاحات Introduction and some terminology

• جمع بندی پشته Stack recap

• جمع بندی پشته Stack recap

• پشته ایمن نخ بدون قفل ساده Simple lock free thread safe stack

• پشته ایمن نخ بدون قفل ساده Simple lock free thread safe stack

• مکانیسم بازیابی حافظه پشته با استفاده از شمارش رشته Stack memory reclaim mechanism using thread counting

• مکانیسم بازیابی حافظه پشته با استفاده از نشانگرهای خطر Stack memory reclaim mechanism using hazard pointers

• مکانیسم بازیابی حافظه پشته با استفاده از نشانگرهای خطر Stack memory reclaim mechanism using hazard pointers

• مکانیسم بازیابی حافظه پشته با استفاده از شمارش مرجع Stack memory reclaim mechanism using reference counting

ساختارهای داده و الگوریتم های رایگان را قفل کنید Lock free data structures and algorithms

• مکانیسم بازیابی حافظه پشته با استفاده از شمارش رشته Stack memory reclaim mechanism using thread counting

• مکانیسم بازیابی حافظه پشته با استفاده از شمارش مرجع Stack memory reclaim mechanism using reference counting

استخرهای نخ Thread pools

• استخر نخ ساده Simple thread pool

• استخر نخ ساده Simple thread pool

• مجموعه موضوعاتی که اجازه می‌دهد روی کارهای ارسالی منتظر بمانند Thread pool which allowed to wait on submitted tasks

• مجموعه موضوعاتی که اجازه می‌دهد روی کارهای ارسالی منتظر بمانند Thread pool which allowed to wait on submitted tasks

• مجموعه موضوعات با وظایف انتظار Thread pool with waiting tasks

• به حداقل رساندن اختلاف در صف کار Minimizing contention on work queue

• به حداقل رساندن اختلاف در صف کار Minimizing contention on work queue

• استخر نخ با دزدی کار Thread pool with work stealing

استخرهای نخ Thread pools

• مجموعه موضوعات با وظایف انتظار Thread pool with waiting tasks

• استخر نخ با دزدی کار Thread pool with work stealing

بخش پاداش: برنامه نویسی موازی در دستگاه های موازی انبوه با CUDA Bonus section : Parallel programming in massively parallel devices with CUDA

• تنظیم محیط برای CUDA Setting up the environment for CUDA

• تنظیم محیط برای CUDA Setting up the environment for CUDA

• عناصر برنامه CUDA Elements of CUDA program

• عناصر برنامه CUDA Elements of CUDA program

• سازماندهی موضوعات در برنامه CUDA 1 Organization of threads in CUDA program 1

• سازماندهی موضوعات در برنامه CUDA 2 Organization of threads in CUDA program 2

• سازماندهی موضوعات در برنامه CUDA 2 Organization of threads in CUDA program 2

• محاسبه شاخص منحصر به فرد برای موضوعات در یک شبکه Unique index calculation for threads in a grid

• محاسبه شاخص منحصر به فرد برای موضوعات در یک شبکه Unique index calculation for threads in a grid

• محاسبه شاخص منحصر به فرد برای رشته ها در یک شبکه دو بعدی Unique index calculation for threads in a 2D grid

• محاسبه شاخص منحصر به فرد برای رشته ها در یک شبکه دو بعدی 2 Unique index calculation for threads in a 2D grid 2

• محاسبه شاخص منحصر به فرد برای رشته ها در یک شبکه دو بعدی 2 Unique index calculation for threads in a 2D grid 2

• زمان بندی برنامه CUDA Timing a CUDA program

• انتقال حافظه CUDA CUDA memory transfer

• مثال آرایه جمع Sum array example

• مثال آرایه جمع Sum array example

• رسیدگی به خطا در برنامه CUDA Error handling in a CUDA program

• ویژگی های دستگاه CUDA CUDA device properties

• ویژگی های دستگاه CUDA CUDA device properties

بخش پاداش: برنامه نویسی موازی در دستگاه های موازی انبوه با CUDA Bonus section : Parallel programming in massively parallel devices with CUDA

• سازماندهی موضوعات در برنامه CUDA 1 Organization of threads in CUDA program 1

• محاسبه شاخص منحصر به فرد برای رشته ها در یک شبکه دو بعدی Unique index calculation for threads in a 2D grid

• زمان بندی برنامه CUDA Timing a CUDA program

• انتقال حافظه CUDA CUDA memory transfer

• رسیدگی به خطا در برنامه CUDA Error handling in a CUDA program