Проектирование больших систем на С++ — различия между версиями

Материал из Кафедра математической кибернетики
Перейти к: навигация, поиск
(не показаны 47 промежуточные версии 2 участников)
Строка 1: Строка 1:
−
Занятия проводятся по вторникам шестой парой (в 18:00).
+
[[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) '''ДИСТАНЦИОННО''', ссылка на видеоконференцию публикуется в [https://t.me/+OlbcW8JHJMdjOGZi чате в Telegram]
  
 
Курс по магистерской программе Дискретные управляющие системы и их приложения. Занятия проводит [[Участник:ZhukovVV|Владимир Владимирович Жуков.]]
 
Курс по магистерской программе Дискретные управляющие системы и их приложения. Занятия проводит [[Участник:ZhukovVV|Владимир Владимирович Жуков.]]
Строка 11: Строка 15:
 
[[Media: Pbscpp.pdf|Программа курса (pdf)]]
 
[[Media: Pbscpp.pdf|Программа курса (pdf)]]
  
−
== Занятия в 2024 г. ==
+
== Занятия в 2025 г. ==
−
* [https://docs.google.com/spreadsheets/d/1daYZmqfhzrqL30kgwXsSy0f5zUFXY8yf5jTKFlMicJo/edit?usp=sharing Таблица результатов]
+
 
−
* Первое занятие состоится 3 сентября.
+
* [https://docs.google.com/spreadsheets/d/1qxbn-J2YLaPhsL-msDzq8Od13aR1j1lp_JGvFNtwnmk/edit?usp=sharing Таблица результатов]
−
* Тест 1: 17.09.2024
+
* [https://t.me/+OlbcW8JHJMdjOGZi Чат в Telegram]
−
* Тест 2: 24.09.2023
+
* Первое занятие состоится 2 сентября в 18:00 в ауд. 504.
−
* Тест 3: 01.10.2023
+
* Следующие задания проводятся дистанционно.
−
* Тест 4: 08.10.2023
+
* Досрочный экзамен: DD.12.2024 HH:MM (ауд. N1)
−
* Тест 5: 15.10.2023
+
* Основной экзамен: DD.01.2025 HH:MM (ауд. N2)
−
* 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 ==
−
Экзамен по курсу письменный. Максимальная сумма баллов за экзаменационную работу – 50.
+
Экзамен по курсу письменный. Максимальная сумма баллов за экзаменационную работу – 54.
  
 
* Оценка '''отлично''': не менее 40 баллов
 
* Оценка '''отлично''': не менее 40 баллов
Строка 32: Строка 31:
 
* Оценка '''удовлетворительно''': не менее 20 и не более 29 баллов
 
* Оценка '''удовлетворительно''': не менее 20 и не более 29 баллов
  
−
За тесты на лекциях и выполнение дополнительных заданий можно получить следующие бонусы:
+
[[Media: Pbs_exam_example_2024.pdf|Пример экзаменационного варианта (pdf)]]
−
* 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.
+
−
 
+
−
[[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.''' Организационные вопросы. C++ Style Guide. Вводный тест.
+
'''Занятие 1.''' Введение. Организационные вопросы. Вводный тест. Стиль кодирования.
 +
* [https://disk.yandex.ru/i/RS2x0iZmCY-NDQ Лекция 1]
 
* [https://github.com/catboost/catboost/blob/master/CPP_STYLE_GUIDE.md Yandex C++ Style Guide].
 
* [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]
 
* [https://google.github.io/styleguide/cppguide.html Google C++ Style Guide]
−
 
−
'''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]
 
−
* [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]
 
* 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)
+
* TODO на 2026 год: добавить в слайды контент на 20 минут. Можно, например, про STL напомнить.
  
−
'''Занятие 3.''' Лямбда-выражения. Связыватели. Некоторые особенности C++17.
+
'''Занятие 2.''' Категории выражений в C++. Вывод типов параметров шаблонов и auto. Некоторые особенности C++11 (универсальная инициализация, константные выражения, шаблоны с переменным числом аргументов и др.).
−
* [https://disk.yandex.ru/i/s_xbIq4nUrZ4PA Лекция 3]
+
* [https://disk.yandex.ru/i/7-DPnwcUrkONYA Лекция 2]
−
* [https://disk.yandex.ru/i/EsnIYzNCQylo9Q Задание 2] (больше не принимается)
+
* [https://disk.yandex.ru/d/L19s661Y8JrTyA Задание 1] (результаты см. в таблице успеваемости в отдельной вкладке)
  
−
'''Занятие 4.''' Move-семантика, типы ссылок. Проблема перегрузки универсальных ссылок.
+
'''Занятие 3.''' Функциональное программирование в C++. Хеш-таблицы. Новые возможности C++17 (инициализация в условных выражениях, std::optional, std::string_view).
−
* [https://disk.yandex.ru/i/kzEnu6IkyBDFyg Лекция 4]
+
* [https://disk.yandex.ru/i/i3EFnpjuyybS6w Лекция 3]
  
−
'''Занятие 5.''' Особенности перемещающих операций в классах. Умные указатели.
+
'''Занятие 4.''' Семантика перемещения в C++.
−
* [https://disk.yandex.ru/i/h-uQEspqzaqR-g Лекция 5]
+
* [https://disk.yandex.ru/i/fC2fUMpHDZ6IOA Лекция 4]
−
* [https://disk.yandex.ru/i/wsD6fWbzC5OkmQ Задание 3]
+
 
−
* [https://disk.yandex.ru/d/VCOpY0oE6NvgCQ Мемы про Ложкина]
+
'''Занятие 5.''' Операторы new и delete. Умные указатели.
 +
* [https://disk.yandex.ru/i/h-uQEspqzaqR-g Лекция 5 (deprecated)]
  
 
'''Занятие 6.''' Умные указатели и владение памятью. Идиома CRTP.
 
'''Занятие 6.''' Умные указатели и владение памятью. Идиома CRTP.
−
* Лекция 6 (CRTP)
+
* [https://disk.yandex.ru/i/1Nl2sBwn6ZTNxw Лекция 6 (deprecated)]
−
* Лекция 6 (паттерны)
+
−
* Задание 4
+
−
* Код для задания 4
+
  
 
'''Занятие 7.''' Идиома PImpl. Паттерны проектирования Bridge, Command, Strategy, Singleton.
 
'''Занятие 7.''' Идиома PImpl. Паттерны проектирования Bridge, Command, Strategy, Singleton.
−
* Лекция 7
+
* [https://disk.yandex.ru/i/EUs0mYjw8IVKeg Лекция 7 (deprecated)]
−
* Репозиторий, где пишем код на занятиях
+
* [https://mks2.cs.msu.ru/root/pbs_examples_2025 Репозиторий, где пишем код на занятиях]
  
 
'''Занятие 8.''' Создание объектов с помощью фабрик. Паттерны проектирования Decorator и Visitor.  
 
'''Занятие 8.''' Создание объектов с помощью фабрик. Паттерны проектирования Decorator и Visitor.  
−
* Лекция 8
+
* [https://disk.yandex.ru/i/5-9XGr4aQR9C2w Лекция 8 (deprecated)]
  
 
'''Занятие 9.''' Идиома TypeErasure. Решение проблем перегрузки универсальных ссылок. Диспетчеризация дескрипторов. Правило SFINAE.
 
'''Занятие 9.''' Идиома TypeErasure. Решение проблем перегрузки универсальных ссылок. Диспетчеризация дескрипторов. Правило SFINAE.
−
* Лекция 9
+
* [https://disk.yandex.ru/i/6Ggf49W6ABX9Ag Лекция 9 (deprecated)]
−
* Задание 5
+
  
 
'''Занятие 10.''' Обработка исключений. Гарантии безопасности исключений. Неопределенное поведение.
 
'''Занятие 10.''' Обработка исключений. Гарантии безопасности исключений. Неопределенное поведение.
−
* Лекция 10
+
* [https://disk.yandex.ru/i/A0z1X7NJZLPNFQ Лекция 10 (deprecated)]
  
 
'''Занятие 11.''' Тестирование кода, unit-тестирование, устранение зависимостей. Google C++ Testing Framework.  
 
'''Занятие 11.''' Тестирование кода, unit-тестирование, устранение зависимостей. Google C++ Testing Framework.  
−
* Лекция 11
+
* [https://disk.yandex.ru/i/VX2GqMOB9t76wA Лекция 11 (deprecated)]
−
* Задача 6
+
 
* [http://google.github.io/googletest/ Документация по googletest]
 
* [http://google.github.io/googletest/ Документация по googletest]
  
 
'''Занятие 12.''' Отладка и дебаг кода. Оптимизация программ на C++. Строки.
 
'''Занятие 12.''' Отладка и дебаг кода. Оптимизация программ на C++. Строки.
−
* Лекция 12
+
* [https://disk.yandex.ru/i/gzYOfpC0JfJPJw Лекция 12 (deprecated)]
−
* Задача 7
+
  
 
'''Занятие 13.''' Оптимизация алгоритмов, функций, памяти. Плотная упаковка полей. Бинарная сериализация данных. Protobuf.
 
'''Занятие 13.''' Оптимизация алгоритмов, функций, памяти. Плотная упаковка полей. Бинарная сериализация данных. Protobuf.
−
* Лекция 13
+
* [https://disk.yandex.ru/i/A39zehIlyOn3qg Лекция 13 (deprecated)]
−
* 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.
 
'''Занятие 14.''' Новые стандарты языка C++20 и C++23. Корутины, концепты, ranges library.
−
* Лекция 14
+
* [https://disk.yandex.ru/d/8efRlJsZ9ZFA2g Презентации докладов (deprecated)]
  
 
== Литература ==
 
== Литература ==
Строка 122: Строка 104:
 
* [https://github.com/catboost/catboost/blob/master/CPP_STYLE_GUIDE.md Yandex C++ Style Guide].
 
* [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].
 
* [https://google.github.io/styleguide/cppguide.html Google C++ Style Guide].
−
 
−
 
−
[[Категория:Лекционные курсы кафедры МК]]
 
−
[[Категория:Магистерская программа Дискретные управляющие системы и их приложения]]
 

Версия 06:02, 21 сентября 2025


Занятия проводятся по вторникам шестой парой (в 18:00) ДИСТАНЦИОННО, ссылка на видеоконференцию публикуется в чате в Telegram

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 2025 г.

  • Таблица результатов
  • Чат в Telegram
  • Первое занятие состоится 2 сентября в 18:00 в ауд. 504.
  • Следующие задания проводятся дистанционно.
  • Досрочный экзамен: DD.12.2024 HH:MM (ауд. N1)
  • Основной экзамен: DD.01.2025 HH:MM (ауд. N2)

Экзамен

Экзамен по курсу письменный. Максимальная сумма баллов за экзаменационную работу – 54.

  • 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

Пример экзаменационного варианта (pdf)

Содержание курса

Занятие 1. Введение. Организационные вопросы. Вводный тест. Стиль кодирования.

Занятие 2. Категории выражений в C++. Вывод типов параметров шаблонов и auto. Некоторые особенности C++11 (универсальная инициализация, константные выражения, шаблоны с переменным числом аргументов и др.).

Занятие 3. Функциональное программирование в C++. Хеш-таблицы. Новые возможности C++17 (инициализация в условных выражениях, std::optional, std::string_view).

Занятие 4. Семантика перемещения в C++.

Занятие 5. Операторы new и delete. Умные указатели.

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

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.

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

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.
  • 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=12135»