Метапрограммирование C++: шаблоны и высокопроизводительные вычисления

Курс «Метапрограммирование шаблонов C++ для решения задач математической физики» — это официальная программа повышения квалификации НИЯУ МИФИ объёмом 36 академических часов. 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 36 академических часов — 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 36 академических часов. 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.

Как считается трудоемкость? 36 часов - это общая трудоемкость освоения программы. Она включает в себя следующие виды учебных занятий:

• Просмотр видеолекций (общая длительность в среднем составляет около 73 минут).
• Самостоятельное изучение и конспектирование материалов.
• Прохождение промежуточных тестов (каждый можно пройти 2 раза).
• Взаимодействие с тьютором/преподавателем по вопросам обучения.
• Подготовка и прохождение итоговой аттестации.

Кому подойдёт этот курс?

Кому подойдет этот курс

Разработчикам высокопроизводительных систем.

Инженерам-математикам и физикам.

Специалистам по численным методам.

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.

Почему этот курс стоит выбрать? Это единственный курс на рынке, который научит вас писать код на C++, работающий на GPU и CPU без переписывания. Вы освоите метапрограммирование шаблонов (SFINAE, CRTP, Expression Templates) и научитесь выносить вычисления на стадию компиляции, что критически важно для научных и инженерных расчетов. Особенность программы — сеточно-операторный подход, позволяющий записывать вычисления компактно (как в математической литературе) и автоматически переносить их на CUDA. Курс разработан кандидатом физ-мат наук, практикующим специалистом, что гарантирует глубокое погружение в материал. Идеально для разработчиков высокопроизводительных систем и инженеров-математиков.

Инструменты и технологии, которые вы освоите

Метафункции и метаклассы: стандартные и пользовательские метафункции, циклы времени компиляции, вычисления целочисленных констант.

Шаблоны выражений: шаблонный полиморфизм, CRTP, автоматическое раскрытие скобок, построение DSL.

Численные методы: метод Ньютона, нахождение экстремумов с автоматическим вычислением производных.

Сеточно-операторный подход: принципы реализации, автоматический перенос вычислений на CUDA.

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

Результат обучения (вот что попадет в ваше резюме)

Вы сможете: Применять метапрограммирование шаблонов для переноса вычислений на стадию компиляции.

Использовать стандартные и создавать собственные метафункции.

Строить шаблоны выражений и реализовывать символьное дифференцирование.

Применять сеточно-операторный подход для автоматического переноса вычислений на CUDA.

Честные правила возврата денег

• ✅ Открыли менее 25% блоков — вернём 100%.
• ✅ Открыли от 25% до 50% блоков — вернём 25%.
• ❌ Открыли более 50% блоков — возврата нет (услуги считаются оказанными).
• ❌ 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.

Что такое «открытие блока»? Это технический факт загрузки страницы с учебным материалом (видео, тест, текст) на Портале. 
Неважно, смотрели ли вы видео до конца или отправляли ответы на тест — система фиксирует сам факт открытия страницы. 
Процент просмотра отображается в вашем личном кабинете.
Если вы открыли блок, а внутри ничего нет (пустая страница) — сделайте скриншот и сразу сообщите нам на openedu@mephi.ru. 
Мы проверим и решим проблему либо по запросу вернем деньги, если проблема на нашей стороне.

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.