Praktické programování v C/C++ - B2B99PPC

Kredity 6
Semestry letní
Zakončení klasifikovaný zápočet
Jazyk výuky čeština
Rozsah výuky 2P+2C
Anotace
Předmět seznamuje studenty s C++ a dále rozvíjí praktické dovednosti programování v C/C++ s důrazem na řešení výpočetních úloh a více-vláknových aplikací s využitím paralelního programování. První část přednášek je věnována objektově orientovanému programování v C++ a seznámení studentů se základními datovými kontejnery standardní knihovny STL. Studenti se seznámí s principy paralelního programování více-vláknových aplikací, mechanismy synchronizace a modely více-vláknových aplikací. Druhá část je věnována rozvinutí algoritmického uvažování při řešení výpočetních úloh prohledávání stavového prostoru dvěma základními přístupy: metodami uspořádaného prohledávání grafové reprezentace stavového prostoru a lokálními optimalizačními technikami. Dále budou studenti seznámeni s modely přesné datové reprezentace necelých čísel, reprezentací matic a maticovými výpočty.
Cíle studia
Cílem předmětu je seznámit studenty s praktickými aspekty programováni v C/C++. Studenti se naučí efektivně implementovat algoritmy a numerické metody, které se běžně využívají v elektronických systémech.
Osnovy přednášek
1. Principy objektově orientovaného programování: třídy, objekty, zapouzdření
2. Dědičnost a polymorfismus
3. Generické typy
4. Výjimky a ladění programu
5. Kontejnery (knihovna STL)
6. Datové proudy a operátory
7. Paralelní programování - metody synchronizace výpočetních vláken
8. Paralelní programování - modely více-vláknových aplikací a paralelizace výpočtů (např. OpenMP)
9. Grafové struktury a jejich prohledávání
10. Dynamické programování
11. Výpočetní úlohy s plovoucí řádovou čárkou a přesné datové reprezentace
12. Reprezentace matic a maticové výpočty
13. Numerické knihovny v C/C++ a optimalizační algoritmy (hill climbing, simulated annealing)
14. Vývoj jazyka C/C++, verze a standardy (C++11/C++14), jejich rozšíření, přenositelnost a překladače
Osnovy cvičení
Praktická cvičení jsou zaměřena na získání a procvičování programovacích návyků tak, aby studenti byli schopni samostatně vytvářet čitelné a přenositelné kódy s důrazem na využití existujících standardních knihoven a datových kontejnerů. V průběhu semestru studenti odevzdávají programovací úlohy jejichž bodové hodnocení se skládá z bodů za správnost a efektivitu kódu, dále pak z bodů zohledňující kvalitu zdrojových kódů, jejich čitelnost a znovu použitelnost. Náplň jednotlivých cvičení se skládá z praktického osvojení témat diskutovaných na přednášce a zadání domácího úkolu.

Literatura
[1] Stroustrup: Programming: Principles and Practice Using C++ (2nd Edition), 2014, ISBN 978-0321992789
[2] Stroustrup: The C++ Programming Language (4th Edition), 2013, ISBN 978-0321563842
[3] Sedgewick, Wayne: Algorithms (4th Edition), 2011, ISBN 978-0321573513
Požadavky
Předmět vyžaduje základní znalosti procedurálního programování, které lze získat v předmětu "Procedurální programování".