Метапрограммирование шаблонов C++ для решения задач математической физики

Курс «Метапрограммирование шаблонов C++ для решения задач математической физики» — это официальная программа повышения квалификации НИЯУ МИФИ объёмом 72 академических часа. В ходе обучения слушатели осваивают современные методы метапрограммирования на языке C++, позволяющие переносить вычисления на стадию компиляции, автоматизировать символьное дифференцирование, раскрытие скобок и другие сложные преобразования, а также применять сеточно-операторный подход для упрощения записи алгоритмов и автоматического переноса вычислений на графические ускорители CUDA.

Повышение квалификации, а не «второе высшее». Вам не нужно писать диплом и тратить полгода. Всего 72 академических часа — и вы получаете официальное удостоверение НИЯУ МИФИ. Быстро, конкретно, с фокусом на практику.

Почему удостоверение от МИФИ имеет значение? НИЯУ МИФИ — это ведущий технический университет с мировым именем. Входит в топ-3 технических вузов России, а его выпускники ценятся работодателями из госкорпораций и высокотехнологичных отраслей. Документы о повышении квалификации, выданные университетом, признаются в сфере IT, инженерии и государственном секторе. Удостоверение вносится в реестр ФИС ФРДО.

Сколько времени займёт обучение? Программа включает 72 академических часа. Обучение проходит онлайн, в удобном для слушателя темпе. Как правило, освоение курса занимает от двух до трёх недель. Доступ к материалам сохраняется на весь период сессии.

Кому подойдёт этот курс? Курс ориентирован на специалистов в области ядерной энергетики, фотоники, приборостроения, оптических и биотехнических систем, астрономии, а также на разработчиков вычислительного программного обеспечения, инженеров-программистов и научных сотрудников, занимающихся численным решением задач математической физики. Программа будет полезна всем, кто стремится повысить производительность вычислений за счёт использования возможностей C++ на этапе компиляции.

Кто вас учит? Курс разработан преподавателями НИЯУ МИФИ — ведущими экспертами в области метапрограммирования, вычислительной математики и высокопроизводительных вычислений. Авторы программы имеют многолетний опыт применения шаблонов C++ для решения прикладных задач в наукоёмких отраслях.

Инструменты и технологии, которые вы освоите:

• Метафункции и метаклассы: стандартные и пользовательские метафункции, циклы времени компиляции, вычисления целочисленных констант (биномиальные коэффициенты, простые числа).
• Шаблоны выражений и символьное дифференцирование: шаблонный полиморфизм, CRTP, автоматическое раскрытие скобок, упрощение выражений, построение DSL.
• Численные методы на основе метапрограммирования: метод Ньютона для решения уравнений и систем, нахождение экстремумов с автоматическим вычислением производных.
• Сеточно-операторный подход и высокопроизводительные вычисления: принципы реализации, прокси-объекты, автоматический перенос вычислений на CUDA, упрощение записи сложных формул.

Как устроено обучение:

• Видеолекции с практикой. Короткие ролики с примерами (образец урока — справа вверху страницы).
• Тесты после каждого модуля. Закрепляете знания, каждый тест можно пройти 2 раза.
• Итоговая аттестация с прокторингом. Удалённый экзамен с идентификацией личности для получения официального удостоверения.
• Поддержка. В разделе «Обсуждение» можно задать вопросы авторам курса.

Все материалы становятся доступны сразу после оплаты. Учитесь в удобное время, без жёсткого графика.

Корпоративным клиентам: Для юридических лиц возможно корпоративное обучение по счёту-оферте. Запрос отправляйте на openedu@mephi.ru с указанием ФИО, должности и организации.

Модуль 1. Введение в метапрограммирование

• Основы метапрограммирования

• Вопросы эффективности и переносимости

• Простейшие метафункции

   

Модуль 2. Более сложные примеры

• Вычисление типов. На стыке компиляции и исполнения

• Простые числа. Ошибка при компиляции

• Цикл времени компиляции. Автоматическое раскрытие скобок

   

Модуль 3. Шаблоны выражений

• Шаблонный полиморфизм

• Символьное дифференцирование

• Упрощение выражений

   

Модуль 4. Метод Ньютона

• Решение уравнения с одной неизвестной. Решение системы уравнений с несколькими неизвестными

• Нахождение экстремальной точки уравнения с несколькими неизвестными

   

Модуль 5. Сеточно-операторный подход. Общая информация

• Общее описание и примеры использования

• Основные понятия

• Исполнение вычислений

   

Модуль 6. Сеточно-операторный подход. Принципы реализации

• Базовые принципы реализации

• Реализация копирования объектов (proxy). Исполнение вычислений на CUDA

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

Как получить удостоверение?
Успешно завершить программу (набрать 60+ баллов из 100 по всем тестам). Документ высылаем на почту в электронном виде. Оригинал — по запросу.

Как быстро я получу удостоверение?
Электронное удостоверение высылаем в течение 30 рабочих дней после успешной проверки прокторинга. Оригинал на бумаге — по вашему запросу; отправим почтой в течение 15 рабочих дней.

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.