Delivered at:: Joint Department with MERA Group (Faculty of Informatics, Mathematics, and Computer Science (HSE Nizhny Novgorod))

Course type:: Compulsory course

When:: 2 year, 1-4 module

Instructor

Shtanyuk, Anton A.

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Дисциплина "Конструирование программного обеспечения" знакомит студентов с подходами к написанию программ различной сложности и размера на языке С++. В курсе рассматриваются структурный, объектно-ориентированный и и функциональный подходы. Особое внимание уделяется стандартной библиотеке шаблонов (STL), широко применяемой в промышленном программировании.

Цель освоения дисциплины

Знакомство с основными парадигмами программирования и их использования на практике
Освоение современного С++
Изучение некоторых важнейших паттернов объектно-ориентированного программирования
Овладение приемами модульного тестирования

Планируемые результаты обучения

Формулировать особенности размещения различных объектов программы в памяти
Определять возможности различных типов данных и правильно их использовать
Описывать механизм вызова функций
Демонстрировать уверенную работу с указателями и ссылками
Формулировать назначение механизма шаблонов
Демонстрировать создание шаблонов для решения широкого круга задач
Определять вывод типов при инстанцировании шаблонов
Формулировать назначение ООП
Демонстрировать использование принципа объектной декомпозиции
Создавать классы с конструкторами и деструктором
Формулировать назначение перегрузки операций
Формулировать способы перегрузки и уметь их использовать
Формулировать тонкости перегрузки отдельных операций
Формулировать особенности отношений классов и объектов при декомпозиции задачи
Определять типы отношений при анализе предметной области
Демонстрировать умение инициализировать встроенные объекты и использовать дружественность
Формулировать понятие и свойства механизма наследования
Демонстрировать применение наследования и полиморфизма
Формулировать понятие механизма шаблонов классов
Демонстрировать использование паттернов при анализе предметной области и проектировании ПО
Формулировать архитектурные принципы STL
Определять временную сложность алгоритмов работы STL и методов контейнеров
Использовать контейнеры и алгоритмы для решения прикладных задач
Формулировать понятия функционального программирования (функтор, лямбда-выражение и другие)
Формулировать понятия многопоточного программирования (поток, гонка за ресурсы и другие)

Содержание учебной дисциплины

Память и базовые механизмы программ
Иерархия памяти, виды памяти для работающей программы, модель памяти, классы хранения, базовые типы данных, ссылки и указатели, механизм вызова функций
Шаблоны функций
Понятие шаблона, описание и инстанцирование шаблонов, вывод типов при инстанцировании, параметры шаблонов, специализация шаблонов, тонкости специализации
Классы и объекты
Основные составляющие и суть объектно-ориентированного подхода, анатомия классов, инстанцирование классов, специальные члены классов, статические члены классов
Перегрузка операций
Смысл и назначение перегрузки, перегружаемые операции, правила перегрузки, способы перегрузки
Отношения между классами и объектами
Дружественность, агрегация и композиция, передача параметров в конструктор вложенных объектов, понятие наследования
Наследование и полиморфизм
Дерево наследования, разрешение имен при наследовании, ключи наследования, приведение типов при наследовании, виртуальные функции, позднее связывание, чисто-виртуальные функции, интерфейсы и абстрактные классы, множественное наследование, таблица виртуальных функций
Шаблоны и паттерны
Шаблоны классов и их использование, паттерны объектно-ориентированного программирования: фабрика, фабричный метод, декоратор, наблюдатель
Стандартная библиотека шаблонов
Принципы построения и состав STL, контейнеры, итераторы, алгоритмы, итераторные адапторы
Функциональное и параллельное программирование на С++
Принципы и отличительные особенности функционального подхода, функторы и лямбда-выражения, работа с потоками thread, гонка за ресурсы, синхронизация потоков, асинхронное программирование

Элементы контроля

Лабораторная работа "Шаблоны функций"
Лабораторная работа "Классы"
Лабораторная работа "Типы, выражения, функции"
Лабораторная работа "Деканат"
Лабораторная работа "Отдел кадров"
Лабораторная работа "Генератор текста"
Лабораторная работа "Функциональное и многопоточное программирование"
Экзамен - 2 модуль
Экзамен - 3 модуль
"Экзамен проводится в письменной форме. Экзамен проводится на платформе Teams + Github. К экзамену необходимо подключиться за 15 минут до начала экзамена. Компьютер студента должен удовлетворять требованиям: наличие рабочей камеры и микрофона, поддержка Teams + Github. Для участия в экзамене студент обязан: поставить на аватар свою фотографию, явиться на экзамен согласно точному расписанию. Во время экзамена студентам запрещено: выключать камеру, пользоваться конспектами и подсказками. Кратковременным нарушением связи во время экзамена считается нарушение связи менее 5 минут. Долговременным нарушением связи во время экзамена считается нарушение 5 минут и более. При долговременном нарушении связи студент не может продолжить участие в экзамене. Процедура пересдачи аналогична процедуре сдачи."
Экзамен - 4 модуль
"Экзамен проводится в письменной форме. Экзамен проводится на платформе Teams + Github. К экзамену необходимо подключиться за 15 минут до начала экзамена. Компьютер студента должен удовлетворять требованиям: наличие рабочей камеры и микрофона, поддержка Teams + Github. Для участия в экзамене студент обязан: поставить на аватар свою фотографию, явиться на экзамен согласно точному расписанию. Во время экзамена студентам запрещено: выключать камеру, пользоваться конспектами и подсказками. Кратковременным нарушением связи во время экзамена считается нарушение связи менее 5 минут. Долговременным нарушением связи во время экзамена считается нарушение 5 минут и более. При долговременном нарушении связи студент не может продолжить участие в экзамене. Процедура пересдачи аналогична процедуре сдачи."

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (2 модуль)
0.2 * Лабораторная работа "Классы" + 0.2 * Лабораторная работа "Типы, выражения, функции" + 0.2 * Лабораторная работа "Шаблоны функций" + 0.4 * Экзамен - 2 модуль
Промежуточная аттестация (3 модуль)
0.125 * Лабораторная работа "Деканат" + 0.125 * Лабораторная работа "Отдел кадров" + 0.25 * Промежуточная аттестация (2 модуль) + 0.5 * Экзамен - 3 модуль
Промежуточная аттестация (4 модуль)
0.125 * Лабораторная работа "Генератор текста" + 0.125 * Лабораторная работа "Функциональное и многопоточное программирование" + 0.25 * Промежуточная аттестация (3 модуль) + 0.5 * Экзамен - 4 модуль

Bachelor’s Programme 'Software Engineering'

Software Design

Author

Instructor

Программа дисциплины

Аннотация

Цель освоения дисциплины

Планируемые результаты обучения

Содержание учебной дисциплины

Элементы контроля

Промежуточная аттестация

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

Рекомендуемая дополнительная литература