Метапрограммирование шаблонов C++ в задачах математической физики

Стоимость полного доступа к материалам курса — 9000 ₽ (включая НДС 22%). Оплата — единоразово, 100% предоплата. Доступ открывается сразу после оплаты. 

У курса есть бесплатная ознакомительная часть: нажмите на кнопку “Записаться”, этот курс появится у вас в разделе “Мои курсы”, и вы сможете посмотреть бесплатные общедоступные видеолекции, после чего принять решение: покупать курс или нет.

Что вы получите после оплаты:

• Доступ ко всем материалам курса (видеолекции + тесты).
• Возможность пройти итоговый тест с процедурой идентификацией личности (прокторинг).
• Возможность получить электронный сертификат, если наберете 60% баллов за тесты к разделам и итоговый тест. ВАЖНО: сертификат не является документом государственного образца!
• Если вы хотите пройти курс как программу повышения квалификации с выдачей удостоверения гос. образца - напишите на openedu@mephi.ru

Как оплатить и получить доступ ко всем материалам:

• Зарегистрируйтесь на портале openedu.ru.
• Запишитесь на курс (кнопка "Записаться" справа).
• Курс появится в разделе “Мои курсы”, вы сможете посмотреть бесплатную часть.
• Оплатите курс в разделе "Мои курсы".
• Сразу после оплаты вам откроется доступ ко всем материалам.
• Изучайте материалы в удобное время, без дедлайнов и дополнительных проверок.

Хотите официальное удостоверение?

Вы можете пройти повышение квалификации по этому курсу в онлайн-формате. В отличие от сертификата, удостоверение о повышении квалификации — это официальный документ государственного образца (72 часа, ФИС ФРДО).

Записаться на программу повышения квалификации можно по ссылке.

• Онлайн-курс представляет собой набор видеолекций по темам из программы, тесты к разделам и итоговый тест, который проходится с идентификацией личности (прокторингом). 
• Часть материала доступна бесплатно, для получения доступа ко всему контенту нужно оплатить, ознакомившись с офертой.
• Доступ ко всем материалам открывается сразу после оплаты.
• Вы можете не платить, не познакомившись с бесплатной частью контента.
• Учитесь в удобное время, без жёсткого графика.

Часто задаваемые вопросы

Как получить сертификат?
Оплатить доступ ко всему контенту, пройти все тесты (включая итоговый) минимум на 60 баллов из 100. Напоминаем - это не документ государственного образца.

Как долго будет доступен курс?
Доступ к видеолекциям сохраняется на весь период сессии (минимум 14 дней с даты оплаты). Вы можете вернуться к материалам в любое время.

Какие технические требования?
Компьютер с доступом в интернет (от 1 Мбит/с), современный браузер.

Остались вопросы? Напишите нам: openedu@mephi.ru

Обучение ведётся на русском языке. Все услуги предоставляются в соответствии с публичной офертой.

1. Bjarne Stroustrup. The C++ Programming Language, Fourth Edition. Addison-Wesley, 2013. ISBN 978-0-321-56384-2, 1368 с.
2. Bjarne Stroustrup. A Tour of C++. Addison-Wesley, 2014, 192 с. ISBN 978-0-321-95831-0.
3. Бьерн Страуструп. Программирование: Принципы и практика с использованием C++, второе издание. пер. с англ., Вильямс, 2016, 1328 с. ISBN 978-5-8459-1949-6, 978-0-321-99278-9.
4. Бьерн Страуструп. Дизайн и эволюция языка C++. ДМК Пресс, 2016, 446 с. ISBN 978-5-97060-419-9, 978-0-201-54330-8.
5. David Abrahams, Aleksey Gurtovoy. C++ Template Metaprogramming. Addison-Wesley, 2004, 400 с. ISBN 978-0-321-22725-6.
6. Краснов М.М. Метапрограммирование шаблонов C++ в задачах математической физики. М.: ИПМ им. М.В. Келдыша, 2017. 84с. URL: http://keldysh.ru/e-biblio/krasnov

Знание базового языка C++, желательно (но не обязательно) знание шаблонов в языке.

1. Простейшие метафункции. Объясняется, что такое метафункция, приводятся примеры простейших метафункций (факториал, биномиальные коэффициенты, интеграл от одночленна по стандартному симплексу).
2. На стыке компиляции и исполнения. Показывается, как часть вычислений может быть вынесена на стадию компиляции на примере степенной функции.
3. Более сложные примеры. Вычисление простых чисел. Список чисел времени компиляции.
4. Цикл времени компиляции. Вычисление интеграла от бинома, автоматическое раскрытие скобок, вычисление матрицы масс.
5. Шаблонный полиморфизм и шаблоны выражений. Объясняется, что это такое, раскрывается шаблон CRTP, приводится простейший пример шаблонов выражений (калькулятор).
6. Символьное дифференцирование. Показывается, как шаблоны выражений можно использовать для символьного дифференцирования формул. С помощью символьного дифференцирования методом Ньютона решается уравнение с одной и несколькими переменными, а также находится экстремальная точка у функции с несколькими переменными.
7. Сеточно-операторный подход к программированию. Излагается разработанный автором подход к программированию, позволяющий в тексте программы кратко записывать сеточные выражения в виде, близком к математическому, и обеспечивающий автоматический (путём простой перекомпиляции) переносить программы на графические ускорители CUDA. 

Знание метафункции и метаклассов.  

Знание шаблонных полиморфизмов (и его отличия от классического виртуального полиморфизма),  шаблона CRTP и шаблонов выражений. 

Знание, что во многих математических вычислениях, зависящих от целочисленного параметра, значение которого известно во время компиляции, часть вычислений можно вынести на стадию компиляции, что уменьшает время счёта. Уметь это знание применять на практике.

Знание устройства цикла времени компиляции (фактически компилятор разворачивает цикл, так как число итераций цикла известно во время компиляции).

Знание, как предложенный автором сеточно-операторный подход к программированию, основанный на шаблонах выражений, позволяет решать две задачи: упрощение записи математических формул в текстах программ и автоматический перенос программ на графические ускорители CUDA.

Умение применять как стандартные метафункции (из стандартной библиотеки языка), так и писать свои собственные.

Умение применять метапрограммирование шаблонов для реализации численных методов. Понимать, как символьное дифференцирование, основанное на шаблонах выражений, упрощает написание многих алгоритмов, основанных на методе Ньютона. Основываясь на этом примере, уметь писать свои алгоритмы для решения других задач.

Умение применять циклы времени компиляции для автоматизации логически сложных задач, таких, например, как автоматические раскрытие скобок.

Умение с помощью шаблонов выражений строить свои предметно-ориентированные языки (DSL, Domain Specific Language).

Владение навыком «метафункционального» мышления.

После курса вы сможете (вот что попадёт в ваше резюме):

• Применять метапрограммирование шаблонов для переноса вычислений (биномиальных коэффициентов, простых чисел и др.) на стадию компиляции, ускоряя выполнение программ.
• Использовать стандартные и создавать собственные метафункции, а также применять циклы времени компиляции для автоматизации логически сложных задач (например, раскрытие скобок).
• Строить шаблоны выражений и реализовывать символьное дифференцирование для автоматического вычисления производных, необходимых в методе Ньютона и других численных методах.
• Разрабатывать предметно-ориентированные языки (DSL) на основе шаблонов выражений, упрощая запись математических формул в коде.
• Применять сеточно-операторный подход для упрощения реализации алгоритмов и автоматического переноса вычислений на графические ускорители CUDA.

Честные правила возврата денег

• ✅ Ничего не начали (не пройден ни один тест, просмотрено менее 25% видео) — вернём 100%.
• ✅ Чуть-чуть начали (до 2 тестов, до половины видео) — вернём 25%.
• ❌ Ушли далеко (2+ теста или половина видео) — возврата нет.
• ❌ Не набрали 60 баллов (или не завершили обучение до окончания сессии) — возврата нет (услуги считаются оказанными, документ не выдан).
• ❌ Вас поймали на списывании — возврата нет, договор расторгнут.

Для возврата средств направьте письменное требование на openedu@mephi.ru. Возврат осуществляется в течение 15 рабочих дней.

Часто задаваемые вопросы

Что будет, если я пройду курс очень быстро?
Даже если вы успешно завершите программу за 3–4 дня, доступ к материалам сохранится на весь установленный срок сессии (минимум на 14 дней).

Что такое прокторинг?
Это система видеонаблюдения во время итогового теста. Вы выбираете удобное время, сотрудники МИФИ проверят запись. Это гарантирует, что удостоверение получите именно вы.

Можно ли пересдать тесты?
Да, каждый тест (как промежуточный, так и итоговый) можно пройти 2 раза.

Какие технические требования?
Компьютер с доступом в интернет (от 1 Мбит/с), веб-камера для прокторинга, современный браузер.

Остались вопросы? Напишите нам: openedu@mephi.ru

Обучение ведётся на русском языке. Программа реализуется с применением исключительно электронного обучения и дистанционных образовательных технологий. Все услуги предоставляются в соответствии с публичной офертой.