Проектирование больших систем на С++ — различия между версиями

Материал из Кафедра математической кибернетики
Перейти к: навигация, поиск
(не показаны 195 промежуточные версии 3 участников)
Строка 1: Строка 1:
−
{{DISPLAYTITLE:Проектирование больших систем на С++}}
+
Занятия проводятся по вторникам шестой парой (в 18:00).
−
'''Внимание!''' Слушателям курса из групп м210 и РКТ, а также тем, кто сдает курс зачётом, просьба прояснить вопрос с ведомостями и выслать их по почте лектору.
+
  
−
== Информация к экзамену ==
+
Курс по магистерской программе Дискретные управляющие системы и их приложения. Занятия проводит [[Участник:ZhukovVV|Владимир Владимирович Жуков.]]
−
Экзамен состоится:
+
−
* 26 декабря 2020 г. в 13:00 для любой группы
+
−
* 12 января 2021 г. в 9:00 для '''421''' группы
+
−
* 15 января 2021 г. в 9:00 для '''518/2''' группы
+
  
−
Слушателям, сдающим курс в качестве спецкурса по выбору, можно сдавать в любую дату. Студентам из 421 и 518/2 групп для сдачи в день, отличный от назначенного по расписанию, необходимо заранее сообщить о таком намерении.
+
В курсе рассматриваются темы, востребованные в промышленном программировании на языке C++. Разбираются вопросы, связанные с метапрограммированием, умными указателями, исключениями, паттернами проектирования, тестированием, отладкой кода и др. Отдельно разбираются возможности современного языка С++, введенные в стандартах C++11/14/17/20: вывод типов, семантика перемещения, rvalue-ссылки, поддержка многопоточности, лямбда-выражения и др.  
  
−
'''Внимание!''' Для записи на экзамен 26 декабря НЕОБХОДИМО заполнить форму по ссылке https://lomonosov-msu.ru/rus/event/request/dashboard/6349 (отправить форму, перейдя в "Запись на экзамен 26 декабря" по ссылке "Заполнить" и нажав "отправить"). Форму можно заполнить в любое время до начала экзамена. Отменить запись невозможно.
+
В задачи курса входят актуализация студентами знаний языка С++ и ознакомление с современными принципами проектирования больших систем с использованием языка C++.  
  
−
По [https://yadi.sk/i/acVVv3WZ_A8cQA результатам] опроса назначается дополнительный экзамен в субботу 26.12 в 13:00.
+
На занятиях предполагается разбор примеров использования конструкций языка и применения рассматриваемых методов проектирования, а также проведение промежуточных небольших тестов-контрольных.
  
−
Максимальная сумма баллов за экзаменационный тест – 50. Баллы, полученные за выполнение необязательных домашних задач и тестов на занятиях, суммируются с баллами, полученными за экзамен.
+
[[Media: Pbscpp.pdf|Программа курса (pdf)]]
  
−
* Оценка '''отлично''': не менее 44 баллов
+
== Занятия в 2024 г. ==
−
* Оценка '''хорошо''': не менее 34 и не более 43 баллов
+
* [https://docs.google.com/spreadsheets/d/1daYZmqfhzrqL30kgwXsSy0f5zUFXY8yf5jTKFlMicJo/edit?usp=sharing Таблица результатов]
−
* Оценка '''удовлетворительно''': не менее 24 и не более 33 баллов
+
* Первое занятие состоится 3 сентября.
−
* Для получения зачета достаточно набрать количество баллов для оценки "удовлетворительно".
+
* Тест 1: 17.09.2024
 +
* Тест 2: 24.09.2023
 +
* Тест 3: 01.10.2023
 +
* Тест 4: 08.10.2023
 +
* Тест 5: 15.10.2023
 +
* Тест 6: 29.10.2023
 +
* Тест 7: 05.11.2023
 +
* Тест 8: 12.11.2023
 +
* Досрочный экзамен: DD.MM.YYYY HH:MM (ауд. NN)
 +
* Основной экзамен: DD.MM.YYYY HH:MM (ауд. NN)
  
−
Экзамен будет проходить в форме электронного теста, ссылка на тест будет доступна в разделе [https://lomonosov-msu.ru/rus/user/event-request/list "Мои заявки"]. Экзаменационный тест 26.12 состоит из 15-16 вопросов, время на выполнение – 40 минут. Ответ на каждый вопрос – выбор одного из вариантов, либо в виде числа, либо в виде текста. Код писать не нужно. Тест будет открыт для зарегистрированных (по форме выше) участников с 13:00 до 13:50. В 13:50 все результаты будут собраны. Результаты будут размещены в общей таблице в течение часа после окончания теста.
+
== Экзамен ==
 +
Экзамен по курсу письменный. Максимальная сумма баллов за экзаменационную работу – 50.
  
−
'''Внимание!''' При переключении вкладки браузера с экзаменом таймер может отставать от реальных значений. Просьба следить за физическим временем!
+
* 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
  
−
Во время экзаменационного теста задать вопросы можно на zoom-конференции по той же ссылке, что и лекционная.
+
За тесты на лекциях и выполнение дополнительных заданий можно получить следующие бонусы:
 +
* Оценка '''отлично''' (автомат)
 +
* Дополнительные баллы на экзамене (до 10 баллов, что является эквивалентом повышения итоговой оценки на 1 балл)
 +
* Возможность участвовать в досрочном экзамене
  
−
== Общая информация ==
+
Критерии получения бонусов будут сформулированы позднее.
−
Курс по магистерской программе Дискретные управляющие системы и их приложения. Занятия проводит [[Участник:KonovodovV|Коноводов В.А.]]
+
  
−
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.
+
[[Media: Pbs_exam_example.pdf|Пример экзаменационного варианта (pdf)]] (на баллы за каждое задание можно не обращать внимание, они будут скорректированы исходя из статистики прошлого года)
  
−
В задачи курса входят актуализация студентами знаний языка С++ и ознакомление с современными принципами проектирования больших систем с использованием языка C++.  
+
== Содержание курса ==
−
На занятиях предполагается разбор примеров использования конструкций языка и применения рассматриваемых методов проектирования, а также проведение промежуточных небольших тестов-контрольных.
+
'''Занятие 1.''' Огранизационные вопросы. C++ Style Guide. Вводный тест.
 +
* [https://github.com/catboost/catboost/blob/master/CPP_STYLE_GUIDE.md Yandex C++ Style Guide].
 +
* [https://google.github.io/styleguide/cppguide.html Google C++ Style Guide]
  
−
[[Media: Pbscpp_content2020.pdf|Программа курса 2020(pdf)]]
+
'''Занятие 2.''' Некоторые особенности C++11, вывод типа. Модификаторы функций, псевдонимы, scoped enums. Constexpr-выражения и объекты. Шаблоны с переменным числом аргументов.  
−
 
+
* [https://disk.yandex.ru/i/YgMRuCOO5XNAnw Лекция 2]
−
== Занятия в 2020г ==
+
* [https://disk.yandex.ru/i/YQRRH-kfxgs_Kw Дополнительные слайды] (исключения вывода типа для auto, value-категории, информация для теста)
−
* Занятия в осеннем семестре 2020 г. завершены.
+
* Книги Скотта Мейерса на английском языке можно найти на [https://aovst.cs.msu.ru/ сайте практикума 318 группы]
−
* Для прохождения дистанционных тестов и сдачи экзамена необходимо подать заявку на курс https://lomonosov-msu.ru/rus/event/6349/, зарегестрировавшись на сайте при отсутствии учетной записи
+
* [https://disk.yandex.ru/i/dSbYR9vwi8SGQw Задание 1]
−
* Видео-записи лекций [https://yadi.sk/d/EEvF2IzHUlYMiQ здесь]
+
−
* Таблица результатов [https://clck.ru/QpapD здесь]
+
−
 
+
−
== Содержание курса ==
+
−
'''Занятие 1.'''  Особенности языка C++11. Вывод типов. Ключевые слова decltype и auto. Ключевые слова override и final.
+
−
* [[Media: Lecture_pbscpp_1_2020.pdf|Лекция 1]].
+
  
−
'''Занятие 2.''' Удаленные функции. Псевдонимы. Scoped enums. Constexpr-выражения и объекты. Шаблоны с переменным числом аргументов. lambda-выражения.
+
'''Занятие 3.''' Лямбда-выражения. Структурное связывание. Неупорядоченные контейнеры. Вызовы функций.
−
* [[Media: Lecture_pbscpp_2_2020.pdf|Лекция 2]].
+
* Лекция 3
−
* [https://yadi.sk/i/eTdJ1VNwsZJ4nA Задача 1]. (Больше не принимается)
+
* Задание 2
  
−
'''Занятие 3.''' Особенности lambda-функций. Неупорядоченные контейнеры hashmap/hashset. Функторы и связыватели. std::bind, std::invoke, std::apply.
+
'''Занятие 4.''' Move-семантика, типы ссылок. Проблема перегрузки универсальных ссылок.
−
* [[Media: Lecture_pbscpp_3_2020.pdf|Лекция 3]].
+
* Лекция 4
−
* Доп.задача про UB при захвате this. (Больше не принимается)
+
  
−
'''Занятие 4.''' Указатели на методы внутри класса. Move-семантика и типы ссылок.
+
'''Занятие 5.''' Особенности перемещающих операций в классах. Умные указатели.
−
* [[Media: Lecture_pbscpp_4_2020.pdf|Лекция 4]].
+
* Лекция 5
 +
* Задание 3
  
−
'''Занятие 5.''' Свертывание ссылок. Универсальные ссылки и проблема их перегрузки. Идеальная передача. Генерация компилятором перемещающих операций.  
+
'''Занятие 6.''' Умные указатели и владение памятью. Идиома CRTP.
−
* [[Media: Lecture_pbscpp_5_2020.pdf|Лекция 5]].
+
* Лекция 6 (CRTP)
−
* [https://yadi.sk/i/L6FP82WCj5VmEw Задачи]. (Больше не принимаются)
+
* Лекция 6 (паттерны)
 +
* Задание 4
 +
* Код для задания 4
  
−
'''Занятие 6.''' Операторы new и delete, их перегрузка. Умные указатели.
+
'''Занятие 7.''' Идиома PImpl. Паттерны проектирования Bridge, Command, Strategy, Singleton.
−
* [[Media: Lecture_pbscpp_6_2020.pdf|Лекция 6]].
+
* Лекция 7
−
* [https://yadi.sk/i/3ui6cNkvsQ-7YQ Задача]. (Больше не принимается)
+
* Репозиторий, где пишем код на занятиях
  
−
'''Занятие 7.''' Владение памятью. Дополнение про умные указатели.
+
'''Занятие 8.''' Создание объектов с помощью фабрик. Паттерны проектирования Decorator и Visitor.  
−
* [[Media: lec7pbs.pdf|Лекция 7]]
+
* Лекция 8
−
* [https://yadi.sk/i/2q9G29DFmwtVzg Задача]. (Больше не принимается)
+
  
−
'''Занятие 8.''' Идиомы CRTP и PImpl. Паттерны Bridge и Command.
+
'''Занятие 9.''' Идиома TypeErasure. Решение проблем перегрузки универсальных ссылок. Диспетчеризация дескрипторов. Правило SFINAE.
−
* [[Media: Lecture_pbscpp_8_2020.pdf|Лекция 8]]
+
* Лекция 9
 +
* Задание 5
  
−
'''Занятие 9.''' Паттерны Singleton, Strategy, Decorator, Observer. Создание объектов с помощью фабрик.
+
'''Занятие 10.''' Обработка исключений. Гарантии безопасности исключений. Неопределенное поведение.
−
* [[Media: Lecture_pbscpp_9_2020.pdf|Лекция 9]]
+
* Лекция 10
  
−
'''Занятие 10.''' Паттерн Visitor. Идиома Type Erasure. Правило SFINAE и диспетчеризация дескрипторов.
+
'''Занятие 11.''' Тестирование кода, unit-тестирование, устранение зависимостей. Google C++ Testing Framework.  
−
* [[Media: Lecture_pbscpp_10_2020.pdf|Лекция 10]]
+
* Лекция 11
−
* [https://yadi.sk/i/HIelFsMSWhXVog Задачи]. (Больше не принимаются)
+
* Задача 6
 +
* [http://google.github.io/googletest/ Документация по googletest]
  
−
'''Занятие 11.''' Тестирование кода. Unit-тесты и библиотека gtest/gmock. Отладка кода и strace.
+
'''Занятие 12.''' Отладка и дебаг кода. Оптимизация программ на C++. Строки.
−
* [[Media: Lecture_pbscpp_11_2020.pdf|Лекция 11]]
+
* Лекция 12
 +
* Задача 7
  
−
'''Занятие 12.''' Отладочные макроопределения, asserts. Обработка исключений. Гарантии безопасности исключений. ValueOrException. Неопределенное поведение.
+
'''Занятие 13.''' Оптимизация алгоритмов, функций, памяти. Плотная упаковка полей. Бинарная сериализация данных. Protobuf.
−
* [[Media: Lecture_pbscpp_12_2020.pdf|Лекция 12]]
+
* Лекция 13
 +
* Задача 8 и пример входного файла (дедлайн DD.MM.YYYY 09:00)
 +
* Комментарии по проверке находятся в отдельном листе таблицы результатов.
  
−
'''Занятие 13.''' Оптимизация программ на C++.  
+
'''Занятие 14.''' Новые стандарты языка C++20 и C++23. Корутины, концепты, ranges library.
−
* [[Media: Lecture_pbscpp_13_2020.pdf|Лекция 13]]
+
* Лекция 14
−
* [https://yadi.sk/i/ccDtj0NiB7wkBQ Задача]. (Больше не принимается)
+
  
 
== Литература ==
 
== Литература ==
Строка 95: Строка 105:
 
* Ф. Пикус, Идиомы и паттерны проектирования в современном C++. ДМК Пресс, 2019 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
 
* CppCoreGuidelines (ред. Б. Страуструп, Г. Саттер) https://isocpp.github.io/CppCoreGuidelines/CppCoreGuidelines
−
* Курт Гантерот: Оптимизация программ на C++. Проверенные методы повышения производительности.
+
* Курт Гантерот: Оптимизация программ на C++. Проверенные методы повышения производительности. М.:Диалектика, 2017 г.
  
 
===Дополнительная===
 
===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 105: Строка 116:
 
* 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.
 +
* [https://github.com/catboost/catboost/blob/master/CPP_STYLE_GUIDE.md Yandex C++ Style Guide].
 +
* [https://google.github.io/styleguide/cppguide.html Google C++ Style Guide].
  
  
 
[[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]]

Версия 21:23, 10 сентября 2024

Занятия проводятся по вторникам шестой парой (в 18:00).

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 метапрограммированием, умными указателями, исключениями, паттернами проектирования, тестированием, отладкой кода и др. Отдельно разбираются возможности современного языка С++, введенные в стандартах C++11/14/17/20: 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.

Программа курса (pdf)

Занятия в 2024 г.

  • Таблица результатов
  • Первое занятие состоится 3 сентября.
  • Тест 1: 17.09.2024
  • Тест 2: 24.09.2023
  • Тест 3: 01.10.2023
  • Тест 4: 08.10.2023
  • Тест 5: 15.10.2023
  • Тест 6: 29.10.2023
  • Тест 7: 05.11.2023
  • Тест 8: 12.11.2023
  • Досрочный экзамен: DD.MM.YYYY HH:MM (ауд. NN)
  • Основной экзамен: DD.MM.YYYY HH:MM (ауд. NN)

Экзамен

Экзамен по курсу письменный. Максимальная сумма баллов за экзаменационную работу – 50.

  • 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

За тесты на лекциях и выполнение дополнительных заданий можно получить следующие бонусы:

  • Оценка отлично (автомат)
  • Дополнительные баллы на экзамене (до 10 баллов, что является эквивалентом повышения итоговой оценки на 1 балл)
  • Возможность участвовать в досрочном экзамене

Критерии получения бонусов будут сформулированы позднее.

Пример экзаменационного варианта (pdf) (на баллы за каждое задание можно не обращать внимание, они будут скорректированы исходя из статистики прошлого года)

Содержание курса

Занятие 1. Огранизационные вопросы. C++ Style Guide. Вводный тест.

Занятие 2. Некоторые особенности C++11, вывод типа. Модификаторы функций, псевдонимы, scoped enums. Constexpr-выражения и объекты. Шаблоны с переменным числом аргументов.

Занятие 3. Лямбда-выражения. Структурное связывание. Неупорядоченные контейнеры. Вызовы функций.

  • Лекция 3
  • Задание 2

Занятие 4. Move-семантика, типы ссылок. Проблема перегрузки универсальных ссылок.

  • Лекция 4

Занятие 5. Особенности перемещающих операций в классах. Умные указатели.

  • Лекция 5
  • Задание 3

Занятие 6. Умные указатели и владение памятью. Идиома CRTP.

  • Лекция 6 (CRTP)
  • Лекция 6 (паттерны)
  • Задание 4
  • Код для задания 4

Занятие 7. Идиома PImpl. Паттерны проектирования Bridge, Command, Strategy, Singleton.

  • Лекция 7
  • Репозиторий, где пишем код на занятиях

Занятие 8. Создание объектов с помощью фабрик. Паттерны проектирования Decorator и Visitor.

  • Лекция 8

Занятие 9. Идиома TypeErasure. Решение проблем перегрузки универсальных ссылок. Диспетчеризация дескрипторов. Правило SFINAE.

  • Лекция 9
  • Задание 5

Занятие 10. Обработка исключений. Гарантии безопасности исключений. Неопределенное поведение.

  • Лекция 10

Занятие 11. Тестирование кода, unit-тестирование, устранение зависимостей. Google C++ Testing Framework.

Занятие 12. Отладка и дебаг кода. Оптимизация программ на C++. Строки.

  • Лекция 12
  • Задача 7

Занятие 13. Оптимизация алгоритмов, функций, памяти. Плотная упаковка полей. Бинарная сериализация данных. Protobuf.

  • Лекция 13
  • Задача 8 и пример входного файла (дедлайн DD.MM.YYYY 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.

  • Лекция 14

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.
  • Yandex C++ Style Guide.
  • Google C++ Style Guide.
Источник — «https://mk.cs.msu.ru/index.php?title=Проектирование_больших_систем_на_С%2B%2B&oldid=11275»