Углубленный C++

Магистратура 2024/2025

Статус: Курс обязательный (Компьютерные системы и сети)

Направление: 09.04.01. Информатика и вычислительная техника

Кто читает: Департамент компьютерной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 1-й курс, 2-4 модуль

Формат изучения: с онлайн-курсом

Онлайн-часы: 30

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Голубев Иван Анатольевич, Линский Евгений Михайлович

Прогр. обучения: Компьютерные системы и сети

Язык: русский

Кредиты: 9

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Конструкции языка C близко сопоставляются типичным машинным инструкциям, благодаря чему он традиционно является одним из основных языков системного программирования (в частности, на нем написана ОС Linux). Изучение приемов программирования на C позволяет не только научится писать эффективные программы, но и разобраться как работает компьютер при их выполнении. Язык C повлиял на синтаксис таких языков как C++, C#, Java и Objective-C. Знание С позволит лучше понять решения, принятые авторами этих языков, и оценить накладные расходы по времени и памяти при их использовании.Язык C++ является де-факто стандартом для написания высокопроизводительных программ. С одной стороны он позволяет эффективно использовать ресурсы компьютера, а с другой стороны --- позволяет писать программы с использованием наиболее популярных подходов современного программирования (процедурного, объектно-ориентированного, обобщенного, метапрограммирования и других).Целью курса является обучение написанию на C++ больших программ и библиотек, которые можно переиспользовать в других проектах. Особенностью курса является то, что очередной механизм языка рассматривается только после того, как слушатели смогут написать его сами.

Цель освоения дисциплины

Читать и писать полезные программы на языке C
Читать и писать программы на современном C++
Детально понимать процесс построения программы из исходных кодов (gcc, make, cmake)
Детально понимать процесс выполнения программы
Использовать библиотеки
Проектировать и реализовывать код, который можно использовать повторно
Использовать все возможности библиотеки STL

Планируемые результаты обучения

Понимание архитектуры компьютера
Понимание процесса превращения программы в машинный код (компилятор, ассемблер, линковщик)
Умение работать с указателями
Понимание того, как устроен вызов функции
Понимание карты памяти: стек и куча
Умение использовать указатели на функции и интрузивные списки
Знание стандартной библиотеки libc
Умение работать с gcc, gdb, make, cmake, valgrind, sanitizers, perf
Умение разработать утилиту командной строки под ОС Linux
Понимание основных идей ООП
Понимание особенностей ООП в C++ (конструктор копий, перегрузка операторов, move-семантика, множественное наследование)
Понимание реализации ООП в C++ (vtable, this)
Понимание реализации умных указателей
Умение использовать ввод-вывод на С++
Умение разрабатывать объектно-ориентированных программ на C++ (элементы проектирования на примере архитектуры MV, юнит тесты)
Понимание способов обработки ошибок (errno, исключения)
Умение использовать шаблоны
Умение использовать метапрограммирование (ifdef, variadic templates, enable_if, concepts)
Знание стандартных контейнеров STL
Понимание концепции итераторов
Знания стандартных алгоритмов в STL и особенностей их использования (функторы, ламбда)
Умение использовать примитивы многопоточного программирования в STL (thread, mutex, conditional variables)
Аллокаторы
std::bind, std::function
std::unique_ptr, std::shared_ptr
Нововведения из последних стандартов: modules, parallel_algs, formats, filesystem

Содержание учебной дисциплины

Отдельные главы языка C
Объектно-ориентированное программирование на языке C++
Разработка библиотек с помощью обобщенного программирования и метапрограммирования
Обзор библиотеки STL
Дополнительные разделы

Элементы контроля

лабораторная str
лабораторная mergesort
лабораторная intrusive
лабораторная C io
летучка 1
летучка 2
летучка 3
тест 1
тест 2
экзамен 2 модуль
тест 3
тест 4
тест 5
летучки 3 модуль
лабораторная s vector
лабораторная 7 matrix
лабораторная 8 L2 sh_ptr
лабораторная 9 figures
лабораторная 10 с++ io/t-io
домашнее задание 1 bmp
летучки 4 модуль
лабораторная работа 11 vector
лабораторная работа 12 excpt
Домашнее задание 2 K2:M2 Huffman
экзамен 4 модуль

Промежуточная аттестация

2024/2025 2nd module
0.08 * лабораторная C io + 0.08 * лабораторная intrusive + 0.08 * лабораторная mergesort + 0.08 * лабораторная str + 0.005 * летучка 1 + 0.005 * летучка 2 + 0.01 * летучка 3 + 0.08 * тест 1 + 0.08 * тест 2 + 0.5 * экзамен 2 модуль
2024/2025 4th module
0.1 * Домашнее задание 2 K2:M2 Huffman + 0.1 * домашнее задание 1 bmp + 0.05 * лабораторная s vector + 0.05 * лабораторная 10 с++ io/t-io + 0.05 * лабораторная 7 matrix + 0.05 * лабораторная 8 L2 sh_ptr + 0.05 * лабораторная 9 figures + 0.05 * лабораторная работа 11 vector + 0.05 * лабораторная работа 12 excpt + 0.05 * летучки 3 модуль + 0.05 * летучки 4 модуль + 0.05 * тест 3 + 0.05 * тест 4 + 0.05 * тест 5 + 0.2 * экзамен 4 модуль

Список литературы

Авторы

Башун Владимир Владимирович

Программа дисциплины