Проектирование больших систем на С++ — различия между версиями
Материал из Кафедра математической кибернетики
ZhukovVV (обсуждение | вклад) (→Занятия в 2023 г) |
|||
| (не показаны 302 промежуточных версий 3 участников) | |||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
| − | + | Занятия проводятся по вторникам пятой парой (в 16:20). | |
| − | Курс по магистерской программе Дискретные управляющие системы и их приложения. Занятия проводит [[Участник: | + | Курс по магистерской программе Дискретные управляющие системы и их приложения. Занятия проводит [[Участник:ZhukovVV|Владимир Владимирович Жуков.]] |
В курсе рассматриваются темы, востребованные в промышленном программировании на языке C++. Разбираются вопросы, связанные с обобщенным программированием, интеллектуальными указателями, исключениями, паттернами проектирования, тестированием и отладкой кода, и др. Отдельно разбираются возможности современного языка С++, введенные в стандартах C++11/14/17: вывод типов, семантика перемещения, rvalue-ссылки, поддержка многопоточности, лямбда-выражения и др. | В курсе рассматриваются темы, востребованные в промышленном программировании на языке C++. Разбираются вопросы, связанные с обобщенным программированием, интеллектуальными указателями, исключениями, паттернами проектирования, тестированием и отладкой кода, и др. Отдельно разбираются возможности современного языка С++, введенные в стандартах C++11/14/17: вывод типов, семантика перемещения, rvalue-ссылки, поддержка многопоточности, лямбда-выражения и др. | ||
| Строка 8: | Строка 8: | ||
На занятиях предполагается разбор примеров использования конструкций языка и применения рассматриваемых методов проектирования, а также проведение промежуточных небольших тестов-контрольных. | На занятиях предполагается разбор примеров использования конструкций языка и применения рассматриваемых методов проектирования, а также проведение промежуточных небольших тестов-контрольных. | ||
| − | [[Media: | + | [[Media: Pbscpp.pdf|Программа курса (pdf)]] |
| + | |||
| + | == Занятия в 2023 г == | ||
| + | * Первое занятие 5 сентября. | ||
| + | * Таблица результатов [https://docs.google.com/spreadsheets/d/1SdSPRlsNjM-yQA6FsgE4fHoGcZg-pVeSRhLJESx5tO0/edit?usp=sharing здесь] | ||
| + | * Тест 1: 19.09.2023 | ||
| + | * Тест 2: 26.09.2023 | ||
| + | * Тест 3: 03.10.2023 | ||
| + | * Тест 4: 10.10.2023 | ||
| + | * Тест 5: 17.10.2023 | ||
| + | * Тест 6: 31.10.2023 | ||
| + | * Тест 7: 07.11.2023 | ||
| + | * Тест 8: 14.11.2023 | ||
| + | * Занятия 12.12.2023 не будет (время выделено для подготовки к экзамену). | ||
| + | * Занятия 19.12.2023 не будет (вместо него проводится досрочный экзамен 22.12.2023) | ||
| + | * Досрочный экзамен: 22.12.2023 16:20 (ауд. П-13) | ||
| + | * Основной экзамен: 12.01.2024 13:00 (ауд. 510) | ||
| + | |||
| + | == Экзамен == | ||
| + | Экзамен по курсу письменный. Максимальная сумма баллов за экзаменационную работу – 50. Баллы, полученные за выполнение необязательных домашних задач и тестов на занятиях, суммируются с баллами, полученными за экзамен. | ||
| + | |||
| + | * Оценка '''отлично''': не менее 40 баллов | ||
| + | * Оценка '''хорошо''': не менее 30 и не более 39 баллов | ||
| + | * Оценка '''удовлетворительно''': не менее 20 и не более 29 баллов | ||
| + | |||
| + | Примеры экзаменационных задач: [[Media: cpp_exam_demo.pdf|pdf]]. | ||
== Содержание курса == | == Содержание курса == | ||
| − | '''Занятие 1.''' Вводный тест. | + | '''Занятие 1.''' Вводный тест. Некоторые особенности C++11, вывод типа. |
| − | * [ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/ol9LwgjFvDJ2wQ Лекции 1-2] |
| − | + | '''Занятие 2.''' Модификаторы функций, псевдонимы, scoped enums. Constexpr-выражения и объекты. Шаблоны с переменным числом аргументов. | |
| − | + | * [https://disk.yandex.ru/i/5nYytG6lTHfPKg Добавка между лекциями 1 и 2] | |
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/A8rMOAmvx9RLCg Задание 1] (больше не принимается) | ||
| − | * | + | '''Занятие 3.''' Лямбда-выражения. Структурное связывание. Неупорядоченные контейнеры. Вызовы функций. |
| − | * | + | * [https://disk.yandex.ru/i/3n6m448BxzEmCA Лекция 3] |
| − | * | + | * [https://disk.yandex.ru/i/RFe77SdsNHZEmw Задание 2] (больше не принимается) |
| + | |||
| + | '''Занятие 4.''' Move-семантика, типы ссылок. Проблема перегрузки универсальных ссылок. | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/ZAJSObjAUZ-OjA Лекция 4] | ||
| + | |||
| + | '''Занятие 5.''' Особенности перемещающих операций в классах. Умные указатели. | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/4KBOs1-sMwuigA Лекция 5] | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/9jXUGQCa0CFK-g Задание 3] (больше не принимается) | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/d/VCOpY0oE6NvgCQ Мемы про Ложкина] | ||
| + | |||
| + | '''Занятие 6.''' Умные указатели и владение памятью. Идиома CRTP. | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/c0KClChq9Lt8WA Задание 4] (больше не принимается) | ||
| + | * [https://mks2.cs.msu.ru/root/pbs_tree Код для задания 4] | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/vNz5KYNQkFMaOw Лекция 6 (CRTP)] | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/0iK5tyzz49lz0g Лекция 6 (паттерны)] | ||
| + | |||
| + | '''Занятие 7.''' Идиома PImpl. Паттерны проектирования Bridge, Command, Strategy, Singleton. | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/wfePEM_d8ZY2mQ Лекции 7-8] | ||
| + | * [https://mks2.cs.msu.ru/root/pbs_examples_2023 Репозиторий, где пишем код на занятиях] | ||
| + | |||
| + | '''Занятие 8.''' Создание объектов с помощью фабрик. Паттерны проектирования Decorator и Visitor. | ||
| + | |||
| + | '''Занятие 9.''' Идиома TypeErasure. Решение проблем перегрузки универсальных ссылок. Диспетчеризация дескрипторов. Правило SFINAE. | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/4K4LIa19aFtCVQ Лекция 9] | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/Z9b9GlniKyJgFg Задание 5] (задача 1 больше не принимается) | ||
| + | |||
| + | '''Занятие 10.''' Обработка исключений. Гарантии безопасности исключений. Неопределенное поведение. | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/qRvOQ9Oa9MhWKg Лекция 10] | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/d/xN7XO0vN9nJ9tQ Котики] | ||
| + | |||
| + | '''Занятие 11.''' Тестирование кода, unit-тестирование, устранение зависимостей. Google C++ Testing Framework. | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/XwsjaABmL_LQ7g Лекция 11] | ||
| + | * [http://google.github.io/googletest/ Документация по googletest] | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/sPiYGVBB8XMI5A Задача 6] (больше не принимается) | ||
| + | |||
| + | '''Занятие 12.''' Отладка и дебаг кода. Оптимизация программ на C++. Строки. | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/y35YB-wH9Q027A Лекция 12] | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/NmHSBoajgecPyg Задача 7] (больше не принимается) | ||
| + | |||
| + | '''Занятие 13.''' Оптимизация алгоритмов, функций, памяти. Плотная упаковка полей. Бинарная сериализация данных. Protobuf. | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/h1Ior-PL0FqzKA Лекция 13] | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/ROVisBC3pdjy4g Задача 8] и [https://disk.yandex.ru/d/2xmJtmNRpxKORg пример входного файла] (дедлайн 19.12.2023 09:00) | ||
| + | * Комментарии по проверке находятся в отдельном листе таблицы результатов. | ||
| + | |||
| + | '''Занятие 14.''' Новые стандарты языка C++20 и C++23. Корутины, концепты, ranges library. | ||
== Литература == | == Литература == | ||
| + | ===Основная=== | ||
* С. Мейерс, Эффективный и современный С++: 42 рекомендации по использованию C++11 и C++14, изд. Вильямс, М.: 2017 г. | * С. Мейерс, Эффективный и современный С++: 42 рекомендации по использованию C++11 и C++14, изд. Вильямс, М.: 2017 г. | ||
| + | * Ф. Пикус, Идиомы и паттерны проектирования в современном C++. ДМК Пресс, 2019 г. | ||
| + | * CppCoreGuidelines (ред. Б. Страуструп, Г. Саттер) https://isocpp.github.io/CppCoreGuidelines/CppCoreGuidelines | ||
| + | * Курт Гантерот: Оптимизация программ на C++. Проверенные методы повышения производительности. М.:Диалектика, 2017 г. | ||
| + | |||
| + | ===Дополнительная=== | ||
| + | * Klaus Iglberger. C++ Software Design: Design Principles and Patterns for High-Quality Software. O'Reilly Media; 1st edition. 2022. | ||
* Anthony Williams. C++ Concurrency in Action: Practical Multithreading. | * Anthony Williams. C++ Concurrency in Action: Practical Multithreading. | ||
* А. Александреску, Современное проектирование на C++, изд. Вильямс, М.: 2017 г. | * А. Александреску, Современное проектирование на C++, изд. Вильямс, М.: 2017 г. | ||
| Строка 29: | Строка 106: | ||
* Б. Страуструп, Язык программирования С++, 4-е издание. | * Б. Страуструп, Язык программирования С++, 4-е издание. | ||
* Б. Страуструп, Программирование. Принципы и практика использования C++. | * Б. Страуструп, Программирование. Принципы и практика использования C++. | ||
| − | |||
* Вандевурд Д., Джосаттис Н. Шаблоны C++. Справочник разработчика. | * Вандевурд Д., Джосаттис Н. Шаблоны C++. Справочник разработчика. | ||
| + | * Курс [https://academy.yandex.ru/handbook/cpp Основы C++] от Академии Яндекса. | ||
| + | * [http://google.github.io/googletest/ Документация] по Google Test. | ||
| + | * [https://developers.google.com/protocol-buffers/docs/overview?hl=en Документация] protobuf. | ||
[[Категория:Лекционные курсы кафедры МК]] | [[Категория:Лекционные курсы кафедры МК]] | ||
[[Категория:Магистерская программа Дискретные управляющие системы и их приложения]] | [[Категория:Магистерская программа Дискретные управляющие системы и их приложения]] | ||
Текущая версия на 12:07, 12 января 2024
Занятия проводятся по вторникам пятой парой (в 16:20).
Курс по магистерской программе Дискретные управляющие системы и их приложения. Занятия проводит Владимир Владимирович Жуков.
В курсе рассматриваются темы, востребованные в промышленном программировании на языке C++. Разбираются вопросы, связанные с обобщенным программированием, интеллектуальными указателями, исключениями, паттернами проектирования, тестированием и отладкой кода, и др. Отдельно разбираются возможности современного языка С++, введенные в стандартах C++11/14/17: вывод типов, семантика перемещения, rvalue-ссылки, поддержка многопоточности, лямбда-выражения и др.
В задачи курса входят актуализация студентами знаний языка С++ и ознакомление с современными принципами проектирования больших систем с использованием языка C++. На занятиях предполагается разбор примеров использования конструкций языка и применения рассматриваемых методов проектирования, а также проведение промежуточных небольших тестов-контрольных.
Содержание
Занятия в 2023 г
- Первое занятие 5 сентября.
- Таблица результатов здесь
- Тест 1: 19.09.2023
- Тест 2: 26.09.2023
- Тест 3: 03.10.2023
- Тест 4: 10.10.2023
- Тест 5: 17.10.2023
- Тест 6: 31.10.2023
- Тест 7: 07.11.2023
- Тест 8: 14.11.2023
- Занятия 12.12.2023 не будет (время выделено для подготовки к экзамену).
- Занятия 19.12.2023 не будет (вместо него проводится досрочный экзамен 22.12.2023)
- Досрочный экзамен: 22.12.2023 16:20 (ауд. П-13)
- Основной экзамен: 12.01.2024 13:00 (ауд. 510)
Экзамен
Экзамен по курсу письменный. Максимальная сумма баллов за экзаменационную работу – 50. Баллы, полученные за выполнение необязательных домашних задач и тестов на занятиях, суммируются с баллами, полученными за экзамен.
- Оценка отлично: не менее 40 баллов
- Оценка хорошо: не менее 30 и не более 39 баллов
- Оценка удовлетворительно: не менее 20 и не более 29 баллов
Примеры экзаменационных задач: pdf.
Содержание курса
Занятие 1. Вводный тест. Некоторые особенности C++11, вывод типа.
Занятие 2. Модификаторы функций, псевдонимы, scoped enums. Constexpr-выражения и объекты. Шаблоны с переменным числом аргументов.
- Добавка между лекциями 1 и 2
- Задание 1 (больше не принимается)
Занятие 3. Лямбда-выражения. Структурное связывание. Неупорядоченные контейнеры. Вызовы функций.
Занятие 4. Move-семантика, типы ссылок. Проблема перегрузки универсальных ссылок.
Занятие 5. Особенности перемещающих операций в классах. Умные указатели.
- Лекция 5
- Задание 3 (больше не принимается)
- Мемы про Ложкина
Занятие 6. Умные указатели и владение памятью. Идиома CRTP.
- Задание 4 (больше не принимается)
- Код для задания 4
- Лекция 6 (CRTP)
- Лекция 6 (паттерны)
Занятие 7. Идиома PImpl. Паттерны проектирования Bridge, Command, Strategy, Singleton.
Занятие 8. Создание объектов с помощью фабрик. Паттерны проектирования Decorator и Visitor.
Занятие 9. Идиома TypeErasure. Решение проблем перегрузки универсальных ссылок. Диспетчеризация дескрипторов. Правило SFINAE.
Занятие 10. Обработка исключений. Гарантии безопасности исключений. Неопределенное поведение.
Занятие 11. Тестирование кода, unit-тестирование, устранение зависимостей. Google C++ Testing Framework.
- Лекция 11
- Документация по googletest
- Задача 6 (больше не принимается)
Занятие 12. Отладка и дебаг кода. Оптимизация программ на C++. Строки.
Занятие 13. Оптимизация алгоритмов, функций, памяти. Плотная упаковка полей. Бинарная сериализация данных. Protobuf.
- Лекция 13
- Задача 8 и пример входного файла (дедлайн 19.12.2023 09:00)
- Комментарии по проверке находятся в отдельном листе таблицы результатов.
Занятие 14. Новые стандарты языка C++20 и C++23. Корутины, концепты, ranges library.
Литература
Основная
- С. Мейерс, Эффективный и современный С++: 42 рекомендации по использованию C++11 и C++14, изд. Вильямс, М.: 2017 г.
- Ф. Пикус, Идиомы и паттерны проектирования в современном C++. ДМК Пресс, 2019 г.
- CppCoreGuidelines (ред. Б. Страуструп, Г. Саттер) https://isocpp.github.io/CppCoreGuidelines/CppCoreGuidelines
- Курт Гантерот: Оптимизация программ на C++. Проверенные методы повышения производительности. М.:Диалектика, 2017 г.
Дополнительная
- Klaus Iglberger. C++ Software Design: Design Principles and Patterns for High-Quality Software. O'Reilly Media; 1st edition. 2022.
- Anthony Williams. C++ Concurrency in Action: Practical Multithreading.
- А. Александреску, Современное проектирование на C++, изд. Вильямс, М.: 2017 г.
- Э.Гамма, Р.Хелм, Р.Джонсон, Дж. Влиссидес, Приемы объектно-ориентированного проектирования.
- Г. Саттер, А. Александреску, Стандарты программирования на С++. 101 правило и рекомендация.
- Б. Страуструп, Язык программирования С++, 4-е издание.
- Б. Страуструп, Программирование. Принципы и практика использования C++.
- Вандевурд Д., Джосаттис Н. Шаблоны C++. Справочник разработчика.
- Курс Основы C++ от Академии Яндекса.
- Документация по Google Test.
- Документация protobuf.
