Проектирование больших систем на С++ — различия между версиями

Материал из Кафедра математической кибернетики
Перейти к: навигация, поиск
(→‎Занятия в 2023 г)
 
(не показаны 178 промежуточные версии 3 участников)
Строка 1: Строка 1:
−
{{DISPLAYTITLE:Проектирование больших систем на С++}}
+
Занятия проводятся по вторникам пятой парой (в 16:20).
−
'''Внимание!''' Экзамен 26.12 завершен, оценки выставлены в табличке. Просьба заполнить форму.
+
−
* Все ведомости есть в наличии в электронном виде, оценки тех, кто сдавал спецкурсом 26.12 будут отправлены в понедельник 28.12 в учебную часть.
+
−
* Вопросы при несогласии с оценкой принимаются по почте до 27 декабря 14:00
+
−
* Если оценку НЕ нужно ставить (передумали сдавать) – просьба сообщить на почту
+
−
* В табличке результатов будет поле про отправленную ведомость
+
−
* Критерии оценки были смягчены
+
  
−
== 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 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.  
  
−
'''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++.  
 +
На занятиях предполагается разбор примеров использования конструкций языка и применения рассматриваемых методов проектирования, а также проведение промежуточных небольших тестов-контрольных.
  
−
По [https://yadi.sk/i/acVVv3WZ_A8cQA результатам] опроса назначается дополнительный экзамен в субботу 26.12 в 13:00.
+
[[Media: Pbscpp.pdf|Программа курса (pdf)]]
  
−
Максимальная сумма баллов за экзаменационный тест – 50. Баллы, полученные за выполнение необязательных домашних задач и тестов на занятиях, суммируются с баллами, полученными за экзамен.
+
== 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 '''отлично''': не менее 40 баллов
 
* Оценка '''хорошо''': не менее 30 и не более 39 баллов
 
* Оценка '''хорошо''': не менее 30 и не более 39 баллов
 
* Оценка '''удовлетворительно''': не менее 20 и не более 29 баллов
 
* Оценка '''удовлетворительно''': не менее 20 и не более 29 баллов
−
* Для получения зачета достаточно набрать количество баллов для оценки "удовлетворительно".
 
  
−
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.
+
Примеры экзаменационных задач: [[Media: cpp_exam_demo.pdf|pdf]].
  
−
'''Внимание!''' При переключении вкладки браузера с экзаменом таймер может отставать от реальных значений. Просьба следить за физическим временем!
+
== Содержание курса ==
 +
'''Занятие 1.''' Вводный тест. Некоторые особенности C++11, вывод типа.
 +
* [https://disk.yandex.ru/i/ol9LwgjFvDJ2wQ Лекции 1-2]
  
−
Во время экзаменационного теста задать вопросы можно на zoom-конференции по той же ссылке, что и лекционная.
+
'''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]
−
== Общая информация ==
+
* [https://disk.yandex.ru/i/A8rMOAmvx9RLCg Задание 1] (больше не принимается)
−
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.  
+
−
 
+
−
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.
+
−
 
+
−
[[Media: Pbscpp_content2020.pdf|Программа курса 2020(pdf)]]
+
−
 
+
−
== Занятия в 2020г ==
+
−
* Занятия в осеннем семестре 2020 г. завершены.
+
−
* 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
+
−
* 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]].
+
* [https://disk.yandex.ru/i/3n6m448BxzEmCA Лекция 3]
−
* [https://yadi.sk/i/eTdJ1VNwsZJ4nA Задача 1]. (Больше не принимается)
+
* [https://disk.yandex.ru/i/RFe77SdsNHZEmw Задание 2] (больше не принимается)
  
−
'''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]].
+
* [https://disk.yandex.ru/i/ZAJSObjAUZ-OjA 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]].
+
* [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 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]].
+
* [https://disk.yandex.ru/i/c0KClChq9Lt8WA Задание 4] (больше не принимается)
−
* [https://yadi.sk/i/L6FP82WCj5VmEw Задачи]. (Больше не принимаются)
+
* [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 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]].
+
* [https://disk.yandex.ru/i/wfePEM_d8ZY2mQ Лекции 7-8]
−
* [https://yadi.sk/i/3ui6cNkvsQ-7YQ Задача]. (Больше не принимается)
+
* [https://mks2.cs.msu.ru/root/pbs_examples_2023 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]]
+
−
* [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]]
+
* [https://disk.yandex.ru/i/4K4LIa19aFtCVQ Лекция 9]
 +
* [https://disk.yandex.ru/i/Z9b9GlniKyJgFg Задание 5] (задача 1 больше не принимается)
  
−
'''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]]
+
* [https://disk.yandex.ru/i/qRvOQ9Oa9MhWKg Лекция 10]
 +
* [https://disk.yandex.ru/d/xN7XO0vN9nJ9tQ Котики]
  
−
'''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]]
+
* [https://disk.yandex.ru/i/XwsjaABmL_LQ7g Лекция 11]
−
* [https://yadi.sk/i/HIelFsMSWhXVog Задачи]. (Больше не принимаются)
+
* [http://google.github.io/googletest/ Документация по googletest]
 +
* [https://disk.yandex.ru/i/sPiYGVBB8XMI5A Задача 6] (больше не принимается)
  
−
'''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]]
+
* [https://disk.yandex.ru/i/y35YB-wH9Q027A Лекция 12]
 +
* [https://disk.yandex.ru/i/NmHSBoajgecPyg Задача 7] (больше не принимается)
  
−
'''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]]
+
* [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 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]]
+
−
* [https://yadi.sk/i/ccDtj0NiB7wkBQ Задача]. (Больше не принимается)
+
  
 
== Литература ==
 
== Литература ==
Строка 100: Строка 96:
 
* 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 110: Строка 107:
 
* 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.

Программа курса (pdf)

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.

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.

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.
Источник — «https://mk.cs.msu.ru/index.php?title=Проектирование_больших_систем_на_С%2B%2B&oldid=10869»