Проектирование больших систем на С++ — различия между версиями
Материал из Кафедра математической кибернетики
ZhukovVV (обсуждение | вклад) |
|||
| (не показаны 147 промежуточные версии 4 участников) | |||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
| − | + | [[Категория:Спецкурсы кафедры МК]] | |
| − | + | [[Категория:Лекционные курсы кафедры МК]] | |
| − | + | [[Категория:Магистерская программа Дискретные управляющие системы и их приложения]] | |
| − | + | ||
| + | Занятия проводятся по вторникам шестой парой (в 18:00). | ||
| − | 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 | + | 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++. | 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. | На занятиях предполагается разбор примеров использования конструкций языка и применения рассматриваемых методов проектирования, а также проведение промежуточных небольших тестов-контрольных. | ||
| − | + | Интенсив по генеративным диффузионным моделям: https://shad.yandex.ru/cvweek | |
| − | == Занятия в | + | [[Media: Pbscpp.pdf|Программа курса (pdf)]] |
| − | + | ||
| − | * | + | == Занятия в 2024 г. == |
| + | '''Занятия 05.11.2024 не будет! (преподаватель на больничном по уходу за собой)''' | ||
| + | |||
| + | '''Занятия 29.10.2024 не будет!''' | ||
| + | |||
| + | * [https://docs.google.com/spreadsheets/d/1daYZmqfhzrqL30kgwXsSy0f5zUFXY8yf5jTKFlMicJo/edit?usp=sharing Таблица результатов] | ||
| + | * Первое занятие состоится 3 сентября. | ||
| + | * Тест 1: 17.09.2024 | ||
| + | * Тест 2: 24.09.2024 | ||
| + | * Тест 3: 01.10.2024 | ||
| + | * Тест 4: 08.10.2024 | ||
| + | * Тест 5: 15.10.2024 | ||
| + | * Тест 6: 12.11.2024 | ||
| + | * Тест 7: 19.11.2024 | ||
| + | * Тест 8: 26.11.2024 | ||
| + | * 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 см. в таблице успеваемости. | ||
| + | |||
| + | [[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) | ||
== Содержание курса == | == Содержание курса == | ||
| − | '''Занятие 1.''' Вводный тест. | + | '''Занятие 1.''' Организационные 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] | ||
| − | '''Занятие 2.''' Модификаторы функций, псевдонимы, scoped enums. Constexpr-выражения и объекты. Шаблоны с переменным числом аргументов. | + | '''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/ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/YgMRuCOO5XNAnw Лекция 2] |
| − | * [https://disk.yandex.ru/i/ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/YQRRH-kfxgs_Kw Дополнительные слайды] (исключения вывода типа для auto, value-категории, информация для теста) |
| + | * Книги Скотта Мейерса на английском языке можно найти на [https://aovst.cs.msu.ru/ сайте практикума 318 группы] | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/dSbYR9vwi8SGQw Задание 1] (больше не принимается) | ||
| − | '''Занятие 3.''' Лямбда-выражения. | + | '''Занятие 3.''' Лямбда-выражения. Связыватели. Некоторые особенности C++17. |
| − | * [https://disk.yandex.ru/i/ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/s_xbIq4nUrZ4PA Лекция 3] |
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/EsnIYzNCQylo9Q Задание 2] (больше не принимается) | ||
'''Занятие 4.''' Move-семантика, типы ссылок. Проблема перегрузки универсальных ссылок. | '''Занятие 4.''' Move-семантика, типы ссылок. Проблема перегрузки универсальных ссылок. | ||
| − | * [https://disk.yandex.ru/i/ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/kzEnu6IkyBDFyg Лекция 4] |
| − | + | ||
| − | + | ||
'''Занятие 5.''' Особенности перемещающих операций в классах. Умные указатели. | '''Занятие 5.''' Особенности перемещающих операций в классах. Умные указатели. | ||
| − | * [https://disk.yandex.ru/ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/h-uQEspqzaqR-g Лекция 5] |
| − | * [https://disk.yandex.ru/i/ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/wsD6fWbzC5OkmQ Задание 3] (больше не принимается) |
| − | * [https://disk.yandex.ru/ | + | * [https://disk.yandex.ru/d/VCOpY0oE6NvgCQ Мемы про Ложкина] |
| − | '''Занятие | + | '''Занятие 6.''' Умные указатели и владение памятью. Идиома CRTP. |
| − | * [https://disk.yandex.ru/i/ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/1Nl2sBwn6ZTNxw Лекция 6] |
| − | * [https://disk.yandex.ru/i/ | + | * [https://disk.yandex.ru/i/h6TH_DyT4ctS2A Задание 4] (больше не принимается) |
| + | * [https://mks2.cs.msu.ru/root/pbs_tree Код для задания 4] | ||
| + | |||
| + | '''Занятие 7.''' Идиома PImpl. Паттерны проектирования Bridge, Command, Strategy, Singleton. | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/EUs0mYjw8IVKeg Лекция 7] | ||
| + | * [https://mks2.cs.msu.ru/root/pbs_examples_2024 Репозиторий, где пишем код на занятиях] | ||
| + | |||
| + | '''Занятие 8.''' Создание объектов с помощью фабрик. Паттерны проектирования Decorator и Visitor. | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/5-9XGr4aQR9C2w Лекция 8] | ||
| + | |||
| + | '''Занятие 9.''' Идиома TypeErasure. Решение проблем перегрузки универсальных ссылок. Диспетчеризация дескрипторов. Правило SFINAE. | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/6Ggf49W6ABX9Ag Лекция 9] | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/wjUqFUiAv4dK_A Задание 5] | ||
| + | |||
| + | '''Занятие 10.''' Обработка исключений. Гарантии безопасности исключений. Неопределенное поведение. | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/A0z1X7NJZLPNFQ Лекция 10] | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/d/xN7XO0vN9nJ9tQ Котики 2023] | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/d/-yCZ26QYPEh8iQ Котики 2024] | ||
| + | |||
| + | '''Занятие 11.''' Тестирование кода, unit-тестирование, устранение зависимостей. Google C++ Testing Framework. | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/VX2GqMOB9t76wA Лекция 11] | ||
| + | * [https://disk.yandex.ru/i/PszIrXsYR52scg Задача 6] | ||
| + | * [http://google.github.io/googletest/ Документация по googletest] | ||
| + | |||
| + | '''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 == | == Литература == | ||
| Строка 47: | Строка 117: | ||
* 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 57: | Строка 128: | ||
* 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]. | ||
Текущая версия на 20:35, 26 ноября 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.
Интенсив по генеративным диффузионным моделям: https://shad.yandex.ru/cvweek
Содержание
Занятия в 2024 г.
Занятия 05.11.2024 не будет! (преподаватель на больничном по уходу за собой)
Занятия 29.10.2024 не будет!
- Таблица результатов
- Первое занятие состоится 3 сентября.
- Тест 1: 17.09.2024
- Тест 2: 24.09.2024
- Тест 3: 01.10.2024
- Тест 4: 08.10.2024
- Тест 5: 15.10.2024
- Тест 6: 12.11.2024
- Тест 7: 19.11.2024
- Тест 8: 26.11.2024
- 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 см. в таблице успеваемости.
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. Организационные 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.
- Лекция 2
- Дополнительные слайды (исключения вывода типа для auto, value-категории, информация для теста)
- Книги Скотта Мейерса на английском языке можно найти на сайте практикума 318 группы
- Задание 1 (больше не принимается)
Занятие 3. Лямбда-выражения. Связыватели. Некоторые особенности C++17.
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.
- Лекция 6
- Задание 4 (больше не принимается)
- Код для задания 4
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.
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.
