Современные инструменты и технологии проргаммирования

Коммуникация

• Курс на HwProj
• Чатик? Ну подумаем...

Материалы

Примерное Общее содержание курса (один из вариантов =))

1. Введение

   • Почему, для кого и зачем этот курс
   • Общая историческая справка

2. Основной инструментарий продвинутого пользователя и программиста

   • Введение: Задачи, решаемые с помощью ЭВМ, понятия алгоритма и данных
   • Среды исполнения программ: Unix-подобные системы, командные оболочки, сборка простой программы на C
   • Основы конфигурационного управления: версионирование: система Git; сервисы GitHub/GitLab/BitBucket

3. Язык программирования C: программирование, структура и сборка проектов

   • Основы C: функции, операторы, примитивные типы данных; стиль кодирования. Aлгоритмизация и программирование простых задач на практике.
   • Основы C: массивы, указатели, строки, структуры и объединения. Алгоритмизация и программирование простых задач на практике.
   • Основы C: препроцессор, система юнитов. Алгоритмизация и программирование простых задач на практике.
   • Конфигурационное управление: сборка проектов. Инструменты Make, CMake.

4. Опционально: язык прогарммирования C++

   • История, мотивация, основные возможности
   • Стандарты языка
   • Актуальные возможности С++11, 14, 17 и 20

5. Библиотеки, инструментальные средства и продвинутое конфигурационное управление

   • Инструментальные средства разработки, отладки и профилирования. Инструменты GDB/LLDB, gprof, VS Code.
   • Использование внешних библиотек. Pkgconfig, Conan.
   • Тестирование. Автоматизация тестирования, модульные тесты.
   • Конфигурационное управление: непрерывная интеграция. GitHub Actions.

6. Опционально: элементы архитектуры вычислительных систем

   • Виды архитектур
   • Основы схемотехники
   • Современные семейства процессоров

7. Опционально: Решение вычислительных задач с использованием различных аппаратных платформ.

   • Решение простых вычислительных задач. Суммирования рядов Тейлора, решение СЛАУ методом Гаусса, реализация длинной арифметики, хэш-функций и простых функций симетричного шифрования.
   • Кросс-разработка: кросс-компиляция для аппаратных платформ RISC-V и ARM; запуск и отладка на симуляторах.

Лекционные и побочные материалы

По «первой части» курса

• Немного вводных слайдов

• «Про Git» (английская версия актуальнее)

• Руководство по командной оболочке

  • Любое общее руководство, например это
  • Про работу с файлами (1), (2), (3)

• Курс «Пропущенный семестр»: в оригинале и в переводе на русский

• Про C и системное программирование

  • The Lost Art of Structure Packing

• Примеры

По «второй части» курса 🧔🏻‍

• Make: «Метапрограммирование» «Пропущенного семестра», GNU Make Manual, пример методики использования Make, наконец наш пример
• CMake, Meson: Неплохое вводное описание CMake от коллег из ИТМО, Meson Quickstart Guide, «Meson как собрать и пользоваться», наконец наши примеры (1) (2)
• GDB, LLDB, отладка в «человеческом» отладчике: LLDB Tutorial, справочник по GDB наконец наш пример отладки и сборки
• CI: «Что такое CI (Continuous Integration)», «Что такое непрерывная интеграция (CI)?» уже в исполнении JB, Github Actions. Простой пример для уверенного знакомства
• Наши примеры на тему:
  • программы, просто состоящей из нескольких юнитов (Фрактал), но с аккуратной сборкой
  • симулятора RISC-Z — цикл выборки команд, другие системы сборки, опять же разделение на юниты по принципу того, что в них делается
  • простенького интерпретатора — тут важно, что синтаксический анализатор генерируется при сборке программы

Вопросы к экзамену

1. История и назначение языка Си в разные эпохи.
2. Командные оболочки: интерактивный и пакетный режимы, основные возможности.
3. Управление вводом и выводом в командных оболочках и в компилируемых языках на примере Си.
4. Системы управления версиями. Git Workflow, GitHub Workflow.
5. Язык Си: примитивные типы данных, управляющие конструкции, функции.
6. Язык Си: указатели и массивы.
7. Язык Си: пользовательские типы — структуры, объединения, битовые поля.
8. Язык Си: модель единиц сборки, препроцессор. Сборка с использованием откомпилированных библиотек, сокрытие реализации библиотеки, минимизация её интерфейса.
9. Автоматизация пакетных задач: Make.
10. Генераторы и современные системы сборки: CMake, Meson.
11. Отладка откомпилированных программ при помощи GDB, LLDB и графических оболочек над ними (например, VS Code).
12. Модульное тестирование: назначение, реализация, примеры.
13. Непрерывная интеграция. GitHub Actions.
14. Общее описание архитектуры и функционирования простейшего симулятора RISC-процессора.
15. Вдумчивые и конструктивные замечания по содержанию курса.

Литература и другие информационные источники

Софт

• Операционная система и окружение

  • GNU/Linux 
  • Для Windows:
    • WSL
    • Cygwin или MSYS2

• Универсальные средства разработки

  • Git
  • Visual Studio Code
  • Любой хороший текстовый редактор

• Для пользователей GNU/Linux

  • Git and VS Code as system packages
  • GCC or CLang, recent versions
  • Make, CMake
  • DGB & LLDB
  • Valgrind
  • Qemu

• Для пользователей OS X

  • Инсталлируйте то же самое при помощи Homwbrew, Nix или MacPorts

• Для пользователей Windows:

  • Unix-подобные подсистемы и указанные выше пакеты (GCC и т.д.)
    • WSL
    • Cygwin or MSYS2
  • C++ support for Visual Studio (и немного несвежие инструкции)

Литература

1. Керниган, Б. В. Язык программирования C : учебник / Б. В. Керниган, Д. М. Ричи. — 2-е изд. — Москва : ИНТУИТ, 2016. — 313 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — [Электронный ресурс] https://e.lanbook.com/book/100543
2. Довек, Ж. Введение в теорию языков программирования / Ж. Довек, Ж. -. Леви. — Москва : ДМК Пресс, 2013. — 134 с. — ISBN 978-5-94074-913-4. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система  (доступно по подписке СПбГУ). — [Электронный ресурс] https://e.lanbook.com/book/82826
3. Сартасов С.Ю. Практикум на ЭВМ. [Электронный ресурс] http://hdl.handle.net/11701/15461

Note

Эта страница доступна на старом сайте