این دوره برای هر کسی که علاقه مند به یادگیری نحوه توسعه برنامه های کاربردی با شتاب FPGA با SDAccel است است! هرچه هدف کلی تری داشته باشید، انعطاف پذیرتر هستید و انواع برنامه ها و الگوریتم های بیشتری را می توانید بر روی زیرساخت محاسباتی زیربنایی خود اجرا کنید. همه اینها فوق‌العاده است، اما غذای رایگان وجود ندارد و این اغلب با از دست دادن کارایی اتفاق می‌افتد. این دوره چندین سناریو را ارائه می‌کند که در آن حجم‌های کاری به کارایی بیشتری نیاز دارند که حتی با استفاده از سریع‌ترین پردازنده‌ها می‌توان به دست آورد. این سناریو معماری های ابری و مرکز داده را به سمت محاسبات تسریع شده تبدیل می کند. در این دوره، ما به شما نشان خواهیم داد که چگونه با استفاده از Xilinx SDAccel برای برنامه‌ریزی نمونه‌های آمازون EC2 F1 از مزایای استفاده کنید. ما می خواهیم این کار را از طریق یک مثال کاربردی از الگوریتم مورد استفاده در زیست شناسی محاسباتی انجام دهیم. حجم عظیمی از داده‌ها که الگوریتم‌ها به پردازش نیاز دارند و پیچیدگی آن‌ها، مشکل افزایش توان محاسباتی مورد نیاز برای انجام محاسبات را ایجاد کرده است. در این سناریو، شتاب‌دهنده‌های سخت‌افزاری نشان دادند که در دستیابی به سرعت در محاسبات مؤثر هستند و در عین حال در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌کنند. در میان الگوریتم‌های مورد استفاده در زیست‌شناسی محاسباتی، الگوریتم اسمیت واترمن یک الگوریتم برنامه‌نویسی پویا است که تضمین شده برای یافتن هم‌ترازی محلی بهینه بین دو رشته که می‌توانند نوکلئوتید یا پروتئین باشند، می‌باشد. در کلاس‌های زیر، ما یک تحلیل و شتاب سخت‌افزاری متوالی مبتنی بر FPGA از الگوریتم اسمیت-واترمن را ارائه می‌کنیم که برای انجام هم‌ترازی زوجی توالی‌های DNA استفاده می‌شود. در این زمینه، این دوره بر روی زیرساخت‌های ابری ناهمگون و توزیع‌شده تمرکز می‌کند و جزئیاتی را در مورد نحوه استفاده از Xilinx SDAccel، از طریق مثال‌های کاری، برای زنده کردن راه‌حل‌های خود با استفاده از نمونه‌های آمازون EC2 F1 در اختیار شما قرار می‌دهد.

این دوره برای هر کسی که علاقه مند به یادگیری نحوه توسعه برنامه های کاربردی با شتاب FPGA با SDAccel است! ما وارد عصری می‌شویم که در آن پیشرفت فناوری باعث ایجاد تغییرات پارادایم در محاسبات می‌شود! به عنوان معاوضه بین دو ویژگی شدید GPP و ASIC، می‌توانیم یک مفهوم جدید، یک ایده جدید از محاسبات ... محاسبات قابل تنظیم مجدد، که مزایای هر دو دنیای قبلی را ترکیب کرده است، پیدا کنیم. در این زمینه، می توان گفت که محاسبات قابل تنظیم مجدد به طور گسترده، فراگیر و به تدریج بر زندگی انسان ها تأثیر می گذارد. از این رو، زمان آن فرا رسیده است که ما بر چگونگی استفاده از محاسبات و تکنیک های طراحی سیستم قابل تنظیم مجدد برای ساخت برنامه ها تمرکز کنیم. محاسبات قابل تنظیم مجدد با یک دست می تواند عملکرد بهتری نسبت به پیاده سازی نرم افزار داشته باشد، اما هزینه آن از نظر زمان برای پیاده سازی است. از سوی دیگر، یک دستگاه قابل تنظیم مجدد را می توان برای طراحی یک سیستم بدون نیاز به زمان طراحی و پیچیدگی یکسان در مقایسه با یک راه حل سفارشی کامل، اما از نظر عملکرد شکست خورده، استفاده کرد. در این زمینه، ابزارهای Xilinx SDx، از جمله محیط SDAccel، محیط SDSoC، و Vivado HLS، یک تجربه خارج از جعبه را برای برنامه نویسان سیستم فراهم می کند که به دنبال پارتیشن بندی عناصر یک برنامه نرم افزاری برای اجرا در یک FPGA مبتنی بر FPGA هستند. عنصر سخت‌افزار، و داشتن آن سخت‌افزار به‌طور یکپارچه با بقیه برنامه‌هایی که در یک پردازنده یا پردازنده‌های تعبیه‌شده اجرا می‌شوند. تجربه خارج از جعبه نتایج جالب و، اجازه دهید بگوییم، "به اندازه کافی خوب" برای بسیاری از برنامه ها ارائه می دهد. با این حال، این ممکن است برای شما صادق نباشد، ممکن است به دنبال عملکرد بهتر، توان عملیاتی داده، کاهش تأخیر یا کاهش استفاده از منابع باشید... این دوره دقیقاً بر روی این تمرکز دارد. پس از معرفی FPGA ها، ما قصد داریم جزئیات بیشتری را در مورد نحوه استفاده از Xilinx SDAccel بررسی کنیم و همچنین نمونه های کاری در مورد نحوه بهینه سازی منطق سخت افزار برای به دست آوردن بهترین پیاده سازی های سخت افزاری خود را به شما ارائه می دهیم. در این مورد، مشخصه‌ها، دستورالعمل‌ها یا پراگماها می‌توانند برای هدایت کامپایل و سنتز هسته سخت‌افزار یا بهینه‌سازی عملکرد انتقال دهنده داده‌ای که بین پردازنده و منطق سخت‌افزار کار می‌کند، استفاده شوند. علاوه بر این، در این دوره ما بر روی زیرساخت‌های توزیع‌شده و ناهمگن تمرکز می‌کنیم و نحوه اجرای راه‌حل‌های خود را با استفاده از نمونه‌های آمازون EC2 F1 ارائه می‌کنیم.

آنچه به دست خواهید آورد: در این دوره پروژه محور* شما یک سیستم کامپیوتری مدرن را از پایه می سازید. ما این سفر شگفت‌انگیز را به شش پروژه عملی تقسیم می‌کنیم که شما را از ساخت گیت‌های منطقی ابتدایی تا ایجاد یک رایانه با هدف عمومی کاملاً کارآمد می‌برد. در این فرآیند، شما - به مستقیم ترین و سازنده ترین راه - یاد خواهید گرفت که رایانه ها چگونه کار می کنند و چگونه طراحی می شوند. آنچه شما نیاز خواهید داشت: این یک دوره آموزشی مستقل است: تمام دانش لازم برای موفقیت در دوره و ساخت سیستم کامپیوتری به عنوان بخشی از تجربه یادگیری ارائه می شود. بنابراین، ما هیچ دانش قبلی در زمینه علوم کامپیوتر یا مهندسی را فرض نمی‌کنیم و از همه فراگیران استقبال می‌شود. شما به هیچ مواد فیزیکی نیاز نخواهید داشت، زیرا کامپیوتر را با استفاده از یک شبیه ساز سخت افزاری مبتنی بر نرم افزار بر روی کامپیوتر شخصی خود می سازید، درست مانند کامپیوترهای واقعی که توسط مهندسان کامپیوتر در این زمینه طراحی می شوند. شبیه ساز سخت افزار و همچنین سایر ابزارهای نرم افزاری پس از ثبت نام در دوره به صورت رایگان ارائه می شود. قالب دوره: این دوره شامل شش ماژول است که هر کدام شامل یک سری سخنرانی های ویدئویی و یک پروژه است. برای تماشای سخنرانی های هر ماژول حدود 2-3 ساعت و برای تکمیل هر یک از شش پروژه به 5-10 ساعت نیاز دارید. دوره را می توان در شش هفته تکمیل کرد، اما شما می توانید آن را با سرعت خود بگذرانید. شما می توانید یک سخنرانی TED در مورد این دوره را با Google "nand2tetris TED talk" تماشا کنید. *درباره دوره های پروژه محور: دوره های پروژه محور برای کمک به شما در تکمیل یک پروژه واقعی شخصی و معنادار طراحی شده اند، با مربی خود و جامعه ای از فراگیران با اهداف مشابه که در طول مسیر راهنمایی و پیشنهاد می کنند. با به کارگیری فعال مفاهیم جدید در حین یادگیری، بر محتوای دوره به طور مؤثرتری تسلط خواهید یافت. همچنین در استفاده از مهارت هایی که کسب می کنید برای ایجاد تغییرات مثبت در زندگی و حرفه خود شروع خواهید کرد. وقتی دوره را کامل کردید، یک پروژه تمام شده خواهید داشت که با افتخار از آن استفاده کرده و به اشتراک خواهید گذاشت.

در این دوره پروژه محور، شما یک سلسله مراتب نرم افزاری مدرن را ایجاد می کنید، که برای امکان ترجمه و اجرای زبان های سطح بالا مبتنی بر شی در یک پلت فرم سخت افزاری کامپیوتری بدون استخوان طراحی شده است. به طور خاص، شما یک ماشین مجازی و یک کامپایلر برای یک زبان برنامه نویسی ساده و شبیه جاوا پیاده سازی خواهید کرد و یک سیستم عامل اساسی ایجاد خواهید کرد که شکاف های بین زبان سطح بالا و پلت فرم سخت افزاری زیرین را می بندد. در این فرآیند، درک عمیق و عملی از موضوعات متعدد در علوم کامپیوتر کاربردی به دست خواهید آورد، به عنوان مثال. پردازش پشته، تجزیه، تولید کد، و الگوریتم های کلاسیک و ساختارهای داده برای مدیریت حافظه، گرافیک برداری، مدیریت ورودی-خروجی، و موضوعات مختلف دیگری که در هسته اصلی هر سیستم کامپیوتری مدرن قرار دارند. این یک دوره آموزشی مستقل است: تمام دانش لازم برای موفقیت در دوره و ساختن سیستم های مختلف به عنوان بخشی از تجربه یادگیری ارائه می شود. تنها پیش نیاز، دانش برنامه نویسی در سطح کسب شده در مقدمه دروس علوم کامپیوتر است. کلیه ابزارها و مواد نرم افزاری که برای تکمیل دوره لازم است پس از ثبت نام در دوره به صورت رایگان ارائه می شود. این دوره همراه با کتاب درسی «عناصر سیستم‌های محاسباتی» (نیسان و شوکن، MIT Press) است. در حالی که برای گذراندن دوره لازم نیست، این کتاب پوشش مناسبی از تمام موضوعات دوره ارائه می دهد. این کتاب به دو صورت چاپی یا کتاب الکترونیکی موجود است و MIT Press با استفاده از کد تخفیف MNTT30 در https://mitpress.mit.edu/books/elements-computing-systems 30 درصد تخفیف روی جلد ارائه می‌کند. این دوره شامل شش ماژول است که هر کدام شامل یک سری سخنرانی های ویدئویی و یک پروژه است. برای تماشای سخنرانی‌های هر ماژول حدود 2 تا 3 ساعت و برای تکمیل هر یک از شش پروژه به حدود 15 ساعت نیاز دارید. دوره را می توان در شش هفته تکمیل کرد، اما شما می توانید آن را با سرعت خود بگذرانید. شما می توانید یک سخنرانی TED در مورد این دوره را با Google "nand2tetris TED talk" تماشا کنید. *درباره دوره های پروژه محور: دوره های پروژه محور برای کمک به شما در تکمیل یک پروژه واقعی شخصی و معنادار طراحی شده اند، با مربی خود و جامعه ای از فراگیران با اهداف مشابه که در طول مسیر راهنمایی و پیشنهاد می کنند. با به کارگیری فعال مفاهیم جدید در حین یادگیری، بر محتوای دوره به طور مؤثرتری تسلط خواهید یافت. همچنین در استفاده از مهارت هایی که کسب می کنید برای ایجاد تغییرات مثبت در زندگی و حرفه خود شروع خواهید کرد. وقتی دوره را کامل کردید، یک پروژه تمام شده خواهید داشت که با افتخار از آن استفاده کرده و به اشتراک خواهید گذاشت.