Курс «Разработчик С++»

В этом модуле вы погрузитесь в мир C++ - мощного и универсального языка программирования. Вы познакомитесь с базовым синтаксисом языка, его основными конструкциями и особенностями. Модуль заложит прочный фундамент для дальнейшего изучения более сложных аспектов C++ и объектно-ориентированного программирования.

Вы научитесь:

• Устанавливать и настраивать среду разработки для C++
• Работать с различными типами данных, переменными и константами
• Использовать операторы и выражения для выполнения вычислений
• Применять условные конструкции (if-else, switch) для управления потоком выполнения программы
• Использовать циклы (for, while, do-while) для повторения действий
• Создавать и использовать функции для структурирования кода
• Работать с массивами и строками в C++
• Использовать указатели и ссылки для эффективного управления памятью

Итог модуля:

По завершении модуля вы будете способны создавать простые консольные приложения на C++. Вы освоите основы синтаксиса языка, научитесь работать с различными типами данных и структурировать код с помощью функций. Эти навыки станут основой для дальнейшего изучения более сложных концепций C++ и разработки более масштабных проектов.

Этот модуль посвящен объектно-ориентированному программированию (ООП) в C++. Вы изучите основные принципы ООП и их реализацию в C++, что позволит вам создавать более структурированные и масштабируемые программы. Особое внимание будет уделено особенностям ООП в C++ по сравнению с другими языками.

Вы научитесь:

• Создавать классы и объекты в C++
• Применять принципы инкапсуляции, наследования и полиморфизма
• Использовать конструкторы и деструкторы для управления жизненным циклом объектов
• Работать с виртуальными функциями и абстрактными классами
• Применять перегрузку операторов для создания интуитивно понятного кода
• Использовать шаблоны для создания обобщенного кода
• Работать с исключениями для обработки ошибок в объектно-ориентированном стиле
• Применять принципы SOLID в разработке на C++

Итог модуля:

К концу модуля вы будете способны проектировать и реализовывать сложные системы с использованием ООП в C++. Вы сможете создавать более модульный, расширяемый и легко поддерживаемый код. Эти навыки критически важны для разработки крупных проектов на C++ и работы в команде над сложными программными системами.

Помимо написания кода проекта, для запуска приложения также требуется его последующая сборка. Этот модуль предоставляет основные методологии и рекомендации для выполнения успешной сборки проекта и его последующей установки. В дополнение к сборке, для улучшения качества написания кода и устранения ошибок, этот модуль также предоставляет информацию о методологиях хранения версий проекта, что немаловажно при разработке средних/крупных проектов, разрабатываемых 1 или более программистами.

Вы научитесь:

• Собирать статические библиотеки;
• Собирать динамические библиотеки;
• Определять последовательность процесса компиляции проекта;
• Разрабатывать свою логику процесса сборки проекта, установки и обновления;
• Определять зависимости приложений используя инструменты операционной системы;
• Использовать динамические переменные при сборке проекта;
• Дефинировать собственные макросы;
• Откатывать свой проект до более старой версии;
• Ввести разработку над одним проектом и сохранять внесенные изменения независимо друг от друга;
• Работать с централизованными системами контроля версий;
• Просматривать историю изменения кода проекта

Методический план модуля:

На уроках ученики смогут написать простейшие строки кода, разобрать популярные ошибки. Изучат способы сборки проекта.

Итог модуля:

По завершении данного модуля студенты приобретут навыки успешной сборки проекта и его установки. Они научатся собирать статические и динамические библиотеки, определять последовательность процесса компиляции проекта, разрабатывать свою логику сборки, установки и обновления. Студенты также овладеют умением определять зависимости приложений, использовать динамические переменные, дефинировать собственные макросы и работать с централизованными системами контроля версий. Полученные знания будут полезными для работы с кодом и процессом сборки проекта.

В этом модуле вы углубитесь в изучение алгоритмов и структур данных, реализуя их на C++. Вы познакомитесь с классическими алгоритмами сортировки и поиска, а также изучите различные структуры данных, от простых до более сложных. Особое внимание будет уделено анализу эффективности алгоритмов и выбору оптимальных решений для различных задач.

Вы научитесь:

• Реализовывать и анализировать различные алгоритмы сортировки (быстрая сортировка, сортировка слиянием, пирамидальная сортировка)
• Применять алгоритмы поиска, включая бинарный поиск и поиск в глубину/ширину
• Работать со структурами данных, такими как связные списки, стеки, очереди, деревья и графы
• Реализовывать хеш-таблицы и решать проблемы коллизий
• Применять динамическое программирование для оптимизации решений
• Анализировать сложность алгоритмов и оптимизировать код
• Использовать продвинутые структуры данных, такие как АВЛ-деревья и красно-черные деревья
• Решать типичные алгоритмические задачи, часто встречающиеся на собеседованиях

Итог модуля:

По завершении модуля вы будете обладать глубоким пониманием алгоритмов и структур данных, а также навыками их эффективной реализации на C++. Вы сможете выбирать оптимальные алгоритмы и структуры данных для решения конкретных задач, что критически важно для разработки эффективных и масштабируемых программ. Эти знания значительно повысят ваши шансы на успешное прохождение технических собеседований и позволят вам решать сложные программистские задачи в реальных проектах.

Благодаря этому модулю, ученики получат знания в области разработки программного обеспечения с использованием инструментов объектно-ориентированного программирования (ООП).

Вы научитесь:

• Использовать объектно-ориентированные концепции в написание кода;
• Инкапсулировать данные для защиты критических данных от несанкционированного доступа;
• Разделять проект на отдельные модули и подмодули;
• Разрабатывать проекты с учетом будущей расширяемости;
• Разрабатывать приложения с асинхронными взаимодействиями;
• Разрабатывать приложения с уменьшенным количеством межмодульных вызовов;
• Использовать гибкость полиморфизма по максимуму;
• Обрабатывать разнородные структуры данных;
• Локализовать код и данные для улучшения обслуживания программного обеспечения;
• Изменять поведения объекта по время выполнения;
• Разрабатывать приложения в виде каркаса

Методический план модуля:

Ученики узнают, как разрабатывать код, используя такие современные методологии, как структурирование кода/приложения, разделение кода на модули (модульность) и разделение проекта на абстракции. На уроках будут рассмотрены основные понятия и основные принципы ООП. Как ООП применяется на практике.

Итог модуля:

По завершении данного модуля студенты получат знания и навыки в области разработки программного обеспечения с применением объектно-ориентированного программирования (ООП). Этот модуль позволит студентам разрабатывать качественное и гибкое программное обеспечение, применяя принципы ООП и современные методологии разработки.

В этом модуле вы погрузитесь в изучение Стандартной библиотеки шаблонов (STL) C++. STL предоставляет мощный набор контейнеров, алгоритмов и функциональных объектов, которые значительно упрощают и ускоряют разработку на C++. Вы изучите основные компоненты STL и научитесь эффективно их использовать в своих программах.

Вы научитесь:

• Работать с различными контейнерами STL (vector, list, map, set и др.)
• Использовать итераторы для обхода и манипуляции элементами контейнеров
• Применять алгоритмы STL для эффективной обработки данных
• Использовать функциональные объекты и лямбда-выражения
• Работать со строками и потоками ввода-вывода в STL
• Применять умные указатели для автоматического управления памятью
• Использовать адаптеры контейнеров (stack, queue, priority_queue)
• Оптимизировать код с использованием возможностей STL

Итог модуля:

По завершении модуля вы будете уверенно использовать компоненты STL в своих проектах на C++. Вы сможете выбирать наиболее подходящие контейнеры и алгоритмы для решения конкретных задач, что значительно повысит эффективность и читаемость вашего кода. Эти навыки позволят вам разрабатывать более надежные и производительные программы на C++.

В дополнение к знанию синтаксиса языка, ООП и алгоритмов, ученику придется взаимодействовать с операционной системой, на которой будут запускаться разработанные им приложения.

Вы научитесь:

• Использовать системные функции операционной системы;
• Обрабатывать системные ошибки, возникающие при системных вызовах и вызовах библиотечных функций;
• Открывать, записывать, читать и изменять смещение указателя в файле;
• Структурировать память процесса;
• Обрабатывать аргументы командной строки;
• Работать со временем;
• Устанавливать системные ограничения и возможности;
• Получать информацию о процессе;
• Буферизировать данные файлового ввода-вывода;
• Устанавливать, изменять и расширять атрибуты файлов;
• Обрабатывать сигналы;
• Использовать таймеры;
• Создавать процессы, завершать процессы и мониторить процессы;
• Синхронизировать потоки;
• Устанавливать приоритеты потокам;
• Создавать демонов;
• Создавать безопасные программы с повышенными привилегиями;
• Работать с каналами

Методический план модуля:

Этот модуль предназначен для ознакомления студента с основами работы с операционной системой, ее подводными камнями, архитектурой и предоставляемыми инструментами, которые будут использоваться в будущих проектах.

Итог модуля:

После прохождения данного модуля студенты научатся взаимодействовать с операционной системой, на которой будут запускаться их приложения. Этот модуль поможет студентам получить основные навыки и понимание взаимодействия между их приложениями и операционной системой, что будет важным для успешного развития их будущих проектов.

Этот модуль посвящен многопоточному программированию в C++. Вы изучите основы параллельного выполнения кода, синхронизации потоков и управления общими ресурсами. Особое внимание будет уделено возможностям, предоставляемым стандартом C++11 и последующими версиями языка для работы с потоками.

Вы научитесь:

• Создавать и управлять потоками с использованием std::thread
• Применять мьютексы и блокировки для синхронизации доступа к общим ресурсам
• Использовать условные переменные для координации работы потоков
• Работать с атомарными операциями для безопасного доступа к данным
• Применять модель памяти C++ для корректной работы с многопоточностью
• Использовать async и future для асинхронного выполнения задач
• Применять пул потоков для эффективного управления параллельными задачами
• Отлаживать многопоточные приложения и решать проблемы гонки данных

Итог модуля:

К концу модуля вы будете способны разрабатывать эффективные многопоточные приложения на C++. Вы сможете грамотно распараллеливать вычисления, обеспечивая при этом безопасность и корректность работы программы. Эти навыки критически важны для создания высокопроизводительных приложений, особенно в областях, требующих интенсивных вычислений или обработки больших объемов данных.

Этот модуль содержит практические рекомендации, следуя которым, ученики будут разрабатывать более чистый и качественный – код, минимизируя написания ошибок, как синтетических, так и логических.

Вы научитесь:

• Использовать готовые паттерны проектирования;
• Быстро понимать проект благодаря используемого им паттерна проектирования;
• Ввести логирование приложения для будущего анализа ошибок;
• Сбор телеметрии приложения и будущая аналитика;
• Использование статических анализаторов кода;
• Работа с VSC

Методический план модуля:

Этот модуль необходим для построения правильных привычек учеников при разработке кода. На уроках будут рассмотрены паттерны. Разберемся, где и как их можно применять, выясним их плюсы и минусы.

Итог модуля:

После прохождения данного модуля студенты освоят практические рекомендации, которые помогут им разрабатывать более качественный код с минимальным количеством ошибок. Они научатся использовать готовые паттерны проектирования, логирование и сбор телеметрии приложений, а также применять статические анализаторы кода и работать с средой разработки VSC.

Этот модуль предоставляет список и краткое описание популярных фреймворков, которые могут быть использованы в проектах для решения различных задач. Каждый из представленных фреймворков решает определенные задачи и оптимизирует процесс разработки приложений.

Вы научитесь:

• Работать с фреймворками GTest/GMock, gRPT, CUDA/OpenGl, Catch2, Silicon, PyTorch, TensorFlow и различными библиотеками

Методический план модуля:

Ученики получат общее представление о популярных фреймворках, различиях между фреймворками, их назначении и примерах, демонстрирующих их преимущества. Проработают основные методы и функции каждого фреймворка.

Итог модуля:

После прохождения данного модуля студенты получат общее представление о популярных фреймворках, используемых для разработки приложений. Этот модуль поможет студентам понять различия между фреймворками, их назначение и преимущества, что позволит им оптимизировать процесс разработки приложений и выбирать подходящие инструменты для решения конкретных задач.

Этот модуль является информативным и предназначен только для демонстрации существующих платформ для разработки приложений. Благодаря этому модулю учащиеся получат полное представление о существующих IDE, их различиях и преимуществах, что, в свою очередь, поможет при выборе конкретной IDE.

Вы научитесь:

• Работать в существующих IDE, разбираться в их различиях и преимуществах

Методический план модуля:

В этом модуле будет показано как производить установку и настройку среды разработки (IDE), как создавать и запускать проект.

Итог модуля:

После прохождения данного модуля студенты получат полное представление о существующих интегрированных средах разработки (IDE), их различиях и преимуществах. Они научатся работать в различных IDE и разбираться в их особенностях, что поможет им принять осознанные решения при выборе конкретной IDE для своих проектов. Этот модуль позволит студентам освоить практические навыки работы с существующими IDE и быть готовыми к эффективной разработке приложений.