معرفی و دانلود کتاب اصول و مبانی برنامه نویسی موازی و شبه موازی در پایتون

معرفی کتاب اصول و مبانی برنامه نویسی موازی و شبه موازی در پایتون

کتاب اصول و مبانی برنامه نویسی موازی و شبه موازی در پایتون به قلم هومن صمدی بهرامی کتابی آموزشی برای سطوح متوسط به بالا و پیشرفته است که بر برنامه‌نویسی چندنخی و چندپردازشی تمرکز دارد. این کتاب علاوه بر معرفی اصطلاحات و مقایسه‌ی برنامه‌نویسی‌های موازی و شبه موازی در محیط پایتون، بخشی را به انجام تمرین‌های عملی برای تسلط مخاطبان بر موضوع ارائه داده است.

درباره‌ی کتاب اصول و مبانی برنامه نویسی موازی و شبه موازی در پایتون

در جهانی زندگی می‌کنیم که سرعت تولید داده‌ها، پیچیدگی الگوریتم‌ها و انتظار کاربران از نرم‌افزارها هر روز بیشتر می‌شود. به همین دلیل دیگر اجرای خطی و تک‌وظیفه‌ای برنامه‌ها پاسخگوی نیازهای واقعی توسعه‌دهندگان نرم‌افزار نیستند. پردازنده‌های امروزی با هسته‌های متعدد طراحی شده‌اند تا چندین کار را به صورت موازی یا شبه موازی پیش ببرند و استفاده نکردن از این ظرفیت به معنای هدر دادن بخش بزرگی از توان سخت‌افزار است. برنامه‌نویسی موازی و شبه‌موازی به برنامه‌نویس این امکان را می‌دهد که از زمان انتظار I/O، چند‌هسته‌ای بودن CPU و معماری مدرن سیستم‌ها به شکلی هوشمندانه بهره ببرد. این مهارت امروز فقط یک انتخاب نیست؛ بلکه به یکی از پایه‌های اصلی توسعه‌ی نرم‌افزارهای کارآمد، مقیاس‌پذیر و بهینه تبدیل شده است، و کتاب اصول و مبانی برنامه نویسی موازی و شبه موازی در پایتون دقیقاً با چنین نگاهی به سراغ موضوع آمده است.

بهینه‌سازی عملکرد با استفاده از پردازش موازی

هومن صمدی بهرامی یک کتاب آموزشی جامع تالیف کرده که مفاهیم بنیادین و ابزارهای عملی همزمانی را در پایتون پوشش می‌دهد. این راهنما از مفاهیم اولیه مانند نخ (Thread)، فرایند (Process)، معماری CPU، نقش هسته‌ها و تفاوت چندوظیفه‌ای واقعی و مجازی آغاز می‌شود و به‌تدریج مباحث تخصصی‌تر اضافه می‌شوند. در فصل‌های بعدی، روش‌های مختلف پیاده‌سازی هم‌زمانی از جمله multithreading، multiprocessing، asyncio و استفاده از concurrent.futures به‌صورت گام‌به‌گام آموزش داده می‌شوند. همچنین موضوعاتی مانند مقایسه‌ی چندنخی و چندفرایندی، انتخاب روش مناسب برای وظایف CPU-bound و I/O-bound، مدیریت منابع و تأثیر GIL در پایتون، جایگاه مهمی در ساختار کتاب دارند.

از مفاهیم پایه‌ی هم‌زمانی تا پیاده‌سازی پروژه‌های عملی

هومن صمدی بهرامی ساختار این کتاب آموزشی و تحلیلی را بر مبنای مثال‌های عملی طراحی کرده است. نویسنده تلاش کرده مفاهیم پیچیده‌ای مانند هم‌زمانی، مدیریت نخ‌ها و فرایندها یا محدودیت‌های ذاتی پایتون را با زبان ساده و مثال‌های قابل اجرا توضیح دهد. تقریباً در هر بخش، توضیح مفهومی با کدهای واقعی همراه شده تا خواننده بتواند رفتار برنامه را در عمل مشاهده کند. مقایسه‌ی روش‌ها، بررسی مزایا و معایب هر تکنیک، پرداختن به خطاهای رایج و ارائه‌ی پروژه‌های عملی در فصل پایانی، باعث شده کتاب اصول و مبانی برنامه نویسی موازی و شبه موازی در پایتون از انتشارات هوش آموز، برای یادگیری تدریجی و استفاده‌ی کاربردی در پروژه‌های واقعی مناسب باشد.

کتاب اصول و مبانی برنامه نویسی موازی و شبه موازی در پایتون برای شما مناسب است اگر

• با مبانی پایتون آشنا هستید و می‌توانید برنامه‌های ساده تا متوسط بنویسید اما هنوز درباره‌ی هم‌زمانی، چندنخی، یا چند فرایندی، اطلاعات عمیقی ندارید.
• در نوشتن برنامه‌هایتان با مشکل کند شدن عملکرد مواجه شده‌اید و نمی‌دانید باید از چه راهکاری برای بهینه‌سازی نرم‌افزارتان کمک بگیرید.
• توسعه‌دهنده‌ی نرم‌افزار هستید و می‌خواهید کارهایی مانند دانلود هم‌زمان، پردازش داده یا تصویر و اجرای وظایف سنگین به صورت موازی را در پروژه‌هایتان پیاده کنید.

در بخشی از کتاب اصول و مبانی برنامه نویسی موازی و شبه موازی در پایتون می‌خوانیم

فرایند (Process) مثل یک «کارخانه مستقل» است که تمام منابعش (مثل ماشین‌آلات، مواد اولیه و کارگران) مخصوص خودش است. وقتی شما یک برنامه روی کامپیوتر باز می‌کنید (مثل مرورگر وب ویرایشگر متن یا بازی) در واقع یک فرایند جدید ایجاد می‌شود. این فرایند شامل همه چیزهایی است که آن برنامه برای کارکردن به آن نیاز دارد. فرض کنید شما مدیر چند کارخانه هستید:

کارخانه اول برای تولید شیرینی

کارخانه دوم برای تولید آبمیوه

کارخانه سوم برای بسته‌بندی محصولات

هر کارخانه مثل یک فرایند است هر کدام از این کارخانه‌ها به طور کامل مستقل هستند و منابع آن (مثل مواد اولیه ماشین‌آلات و کارگران) با یکدیگر اشتراک ندارند. اگر یک کارخانه مشغول کار باشد روی کار کارخانه دیگر تأثیری نمی‌گذارد.

در کامپیوتر هم همین‌طور است هر برنامه که باز می‌کنید یک فرایند جدید ایجاد می‌شود و منابع آن (مثل حافظه و پردازنده) با سایر فرایندها اشتراک ندارد.

فرایند در کامپیوتر یک برنامه در حال اجرا است و تمام منابع موردنیازش را برای کارکردن دارد. منابع فرایند شامل حافظه (RAM) فایل‌ها و پردازنده (CPU) می‌باشد.

فهرست مطالب کتاب

فصل اول: مفاهیم اولیه
فصل دوم: مبانی برنامه‌نویسی چند نخی (Multithreading)
فصل سوم: مبانی برنامه‌نویسی چند پردازشی (Multiprocessing)
فصل چهارم: مقایسه چند نخی و چند پردازشی
فصل پنجم: استفاده از Concurrent.Futures
فصل ششم: بهینه‌سازی عملکرد
فصل هفتم: مدیریت پیشرفته Threads و Processes
فصل هشتم: معرفی Asyncio
فصل نهم: نکات پیشرفته و ترفندهای برنامه‌نویسی بهینه و چندنخی
فصل دهم: پروژه‌های عملی