Языки программирования

Специалитет 2020/2021

Лучший по критерию «Полезность курса для Вашей будущей карьеры»

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

Статус: Курс обязательный (Компьютерная безопасность)

Кто читает: Департамент прикладной математики

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

Когда читается: 1-й курс, 1-4 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для всех кампусов НИУ ВШЭ

Преподаватели: Бобер Станислав Алексеевич, Булгаков Станислав Александрович, Дёмин Дмитрий Олегович, Чеповский Александр Андреевич

Специальность: 10.05.01. Компьютерная безопасность

Язык: русский

Кредиты: 11

Контактные часы: 216

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Основной целью освоения дисциплины «Языки программирования» является формирование базовых компетенций, связанных с разработкой программного обеспечения при решении профессиональных задач. В рамках дисциплины вырабатываются навыки программирования и алгоритмизации с применением современных процедурных и объектно-ориентированных языков программирования. Параллельно с рассмотрением данных языков, демонстрируется их связь с языком ассемблера. За счёт рассмотрения основных представителей языков различного уровня и их связей, закладывается понимание иерархии существующего ПО, происходит освоение разнообразного инструментария и подготовка специалиста к проектированию и анализу программных систем. Дисциплина реализуется в он-лайн формате

Цель освоения дисциплины

Знакомство слушателей дисциплины с основными парадигмами и теоретическими основами программирования, терминологией объектно-ориентированного программирования
Формирование базовых компетенций, связанных с разработкой программного обеспечения при решении профессиональных задач и представления о возможностях и особенностях объектно-ориентированных языков программирования при проектировании, разработке и отладке компьютерных программ
Изучение теоретических основ программирования, методов реализации алгоритмов различного типа, базовых принципов объектно-ориентированного программирования, основных подходов машинного обучения
Выработка навыков программирования и алгоритмизации с применением современных процедурных и объектно-ориентированных языков программирования
Получение опыта работы с механизмами статического полиморфизма, такими как шаблоны функций и классов; поиска эффективных реализаций различных алгоритмов, практических навыков разработки прикладных программ, в том числе для методов анализа данных

Планируемые результаты обучения

Знать парадигмы и методологии программированияю
Знать общие принципы построения и использования современных языков программирования высокого уровня.
Знать особенности наиболее распространенных объектно-ориентированных языков программирования.
Знать базовые структуры данных.
Знать основные комбинаторные и теоретико-графовые алгоритмы
Знать современные технологии программирования
Уметь формализовать поставленную задачу
Уметь работать с интегрированными средами разработки программного обеспечения
Уметь применять в профессиональной деятельности современные объектно-ориентированные языки программирования

Содержание учебной дисциплины

Введение в языки программирования
Общие сведения о языках программирования. Инструментальные средства разработки ПО. Основные понятия архитектуры ЭВМ
Знакомство с ООП
Структурные типы данных. Абстракция, инкапсуляция, наследование. Полиморфизм
Введение в программирование на С++.
Общая структура программы. Пространства имен. Ввод/вывод в С++. Операции инкремента и декремента. Особенности операторов инкремента и декремента при работе с указателями. Функции. Ссылки. Выделение/освобождение памяти в С++. Константы и макроопределения. Перегрузка функций.
Построение пользовательских типов данных
Понятие объекта и класса. Создание пользовательских классов. Принцип композиции при конструировании новых классов. Инициализация данных объекта класса (Конструктор по умолчанию, конструктор с параметрами). Назначение деструктора. Способы передачи объекта в функцию, конструктор копирования. Перегрузка операторов. Статические переменные и методы класса. Константные методы.
Знакомство с библиотекой STL.
Классы стандартной библиотеки для работы со строками. Классы стандартной библиотеки для работы с контейнерами. Операции с объектами стандартной библиотеки. Преобразование типов.
Обработка исключений.
Понятие исключения. Механизм генерации и обработки исключений
Наследование, виртуальные функции, полиморфизм.
Спецификаторы доступа public, protected, private. Понятие и механизм наследования классов. Преимущества и недостатки наследования по сравнению с композицией. Перегруженные методы. Виртуальные функции, понятие полиморфизма. Чистые виртуальные функции и абстрактные классы. Доступ к объекту через указатель, преобразование типов. Непрямые базовые классы. Виртуальный деструктор. Множественное наследование
Шаблоны С++.
Понятие обобщенного программирования. Определение шаблона класса. Создание объектов шаблона класса. Наследование шаблонных классов. Шаблоны функций.
Использование С++ в алгоритмах на графах.
Основные алгоритмы на графах и структуры данных, используемых в них, поиск в глубину, поиск в ширину, алгоритм Дейкстры, минимальное остовное дерево. Более сложные алгоритмы на графах

Элементы контроля

экзамен
Экзамен проводится в форме создания программы в IDE и загрузки исходного программного кода для проверки преподавателем. Экзамен проводится на платформе MSTeams (https://teams.microsoft.com/l/team/19%3a4108e0d4ec7c4a249c9ec47c4571296f%40thread.tacv2/conversations?groupId=fa04fb5a-54ab-40f9-96c3-b2ea9a1c766e&tenantId=21f26c24-0793-4b07-a73d-563cd2ec235f). К экзамену необходимо подключиться за 5 минут до начала. Компьютер студента должен удовлетворять стандартным требованиям MSTeams для входа на канал и загрузки результатов работы. Для участия в экзамене студент обязан в начале экзамена включить камеру, показав свое лицо. Во время экзамена студентам разрешено пользоваться справочными материалами для написания программы в IDE. Долговременным нарушением связи во время экзамена считается потери связи на весь период экзамена (1,5 часа). При долговременном нарушении связи студент не может продолжить участие в экзамене. Процедура пересдачи аналогична процедуре сдачи.
текущий контроль
экзамен
Экзамен проводится в форме создания программы в IDE и загрузки исходного программного кода для проверки преподавателем. Экзамен проводится на платформе MSTeams (https://teams.microsoft.com/l/team/19%3a4108e0d4ec7c4a249c9ec47c4571296f%40thread.tacv2/conversations?groupId=fa04fb5a-54ab-40f9-96c3-b2ea9a1c766e&tenantId=21f26c24-0793-4b07-a73d-563cd2ec235f). К экзамену необходимо подключиться за 5 минут до начала. Компьютер студента должен удовлетворять стандартным требованиям MSTeams для входа на канал и загрузки результатов работы. Для участия в экзамене студент обязан в начале экзамена включить камеру, показав свое лицо. Во время экзамена студентам разрешено пользоваться справочными материалами для написания программы в IDE. Долговременным нарушением связи во время экзамена считается потери связи на весь период экзамена (1,5 часа). При долговременном нарушении связи студент не может продолжить участие в экзамене. Процедура пересдачи аналогична процедуре сдачи.
текущий контроль
Включает оценку за аудиторные задания с весом 1/3 и самостоятельную работу с весом 2/3.

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (3 модуль)
0.3 * текущий контроль + 0.7 * экзамен

Программа дисциплины