أسس الحوسبة المتوازية وتحسين البرامج

تحتوي أجهزة الكمبيوتر الحديثة على نوى معالجة متعددة، ومع ذلك، تستخدم العديد من البرامج جزءًا صغيرًا فقط من هذه القوة الحاسوبية. لبناء برمجيات قابلة للتطوير، يجب على المطورين فهم كيفية كتابة برامج تقوم بتشغيل المهام بالتوازي. ترشدك هذه الدورة من المفاهيم الأساسية لهندسة الكمبيوتر إلى كتابة تعليمات برمجية فعالة ومتوازية. ستنتقل من كتابة برامج أحادية الخيط إلى تصميم برمجيات تستفيد بشكل كامل من إمكانيات الأجهزة الحديثة، مما يحسن الأداء ويقلل أوقات التنفيذ. ما ستتعلمه: - فهم مفاهيم الحوسبة المتوازية الأساسية، بما في ذلك التزامن، وهندسة المعالجات متعددة النوى، والذاكرة المشتركة مقابل الموزعة. - تطبيق تقنيات تعدد الخيوط (multi-threading) لتقسيم العمليات الحسابية المعقدة عبر نوى معالجة متعددة. - تنفيذ نماذج البرمجة المتوازية مثل OpenMP ومفاهيم تمرير الرسائل الأساسية للمهام الموزعة. - تحديد وحل مشكلات التزامن الشائعة مثل حالات السباق (race conditions)، والمآزق (deadlocks)، وتنازع الموارد (resource contention). - تحليل أداء البرنامج باستخدام سير عمل التوصيف الحديث لتحديد وإزالة اختناقات التنفيذ. - تحسين كفاءة التعليمات البرمجية من خلال التوجيه (vectorization) وإدارة الذاكرة الواعية بالأجهزة. ستبدأ بتعلم مفاهيم الأجهزة الأساسية والتزامن قبل استكشاف نماذج البرمجة المتوازية العملية. من خلال الشروحات المكتوبة، وشرح التعليمات البرمجية، والتمارين المفاهيمية، ستتعلم كيفية تحليل وكتابة وتحسين التعليمات البرمجية عالية الكفاءة. تم تصميم هذه الدورة للمبرمجين وعشاق البرمجيات الذين يرغبون في الانتقال إلى الحوسبة عالية الأداء. لا توجد خبرة سابقة في البرمجة المتوازية مطلوبة، على الرغم من أن الفهم الأساسي لمنطق البرمجة موصى به. ابدأ بكتابة برمجيات أسرع وأكثر كفاءة اليوم.