رمزگشایی از ++C (زبان برنامه‌نویسی)

آنچه یاد خواهید گرفت:

• تکامل تاریخی ++C را از «C با کلاس‌ها» تا شکل مدرن آن، از جمله تأثیر ابزارهای اولیه‌ای مانند Cfront، توضیح دهید. [input.txt | Word]
• ستون‌های اصلی طراحی ++C را توصیف کنید: انتزاع‌های با overhead صفر، RAII (کسب منبع هنگام مقداردهی اولیه) و سازگاری با C، و اینکه این اصول چگونه ویژگی‌های زبان و بهترین شیوه‌ها را شکل می‌دهند.
• نقش قالب‌ها و برنامه‌نویسی عمومی را در امکان‌پذیر کردن استفاده مجدد از کد، انتزاع و توسعه کتابخانه استاندارد قالب‌ها (STL) تحلیل کنید.
• ویژگی‌های مدرن ++C مانند معنای انتقال، عبارت‌های لامبدا، استنتاج نوع، اشاره‌گرهای هوشمند و مدل حافظه رسمی را درک کنید.
• مفاهیم پیشرفته زبان شامل conceptها، rangeها، Coroutines، ماژول‌ها و محاسبات زمان کامپایل را بررسی کنید.
• کاربرد ++C را در حوزه‌های حساس به کارایی مانند موتورهای بازی، سیستم‌های تعبیه، مرورگرها، پایگاه‌های داده، معاملات پرسرعت و محاسبات علمی ارزیابی کنید.
• اصول مدیریت حافظه در ++C را بیان کنید: مدت زمان نگهداری، طول عمر آبجکت، تخصیص پویا، placement new، هم‌ترازی و پدینگ
• سازوکارهای پلی مورفیسم (ارسال مجازی، جدول‌های مجازی، type erasure) و جایگزین‌های مدرن (std::function، std::variant، std::any) را مقایسه کنید.
• مدل‌های همروندی و موازی‌سازی را در ++C خلاصه کنید: مدل حافظه، atomics، ترتیب‌های حافظه، برنامه‌نویسی بدون قفل و الگوریتم‌های موازی 
• بهترین شیوه‌ها و ابزارهای مربوط به پروفایلینگ، بنچمارک‌گیری، ایمنی در برابر استثنا، پایداری ABI و بهینه‌سازی کل برنامه را شناسایی کنید.
• اصطلاحات مدرن و زیرمجموعه‌های ایمن‌تر را برای نوشتن کد ++C مقاوم، قابل نگهداری و کارآمد تشخیص دهید.
• ویژگی های خوب و بد میان ++C و زبان‌های دیگر (Rust ،Go ،Python) را از نظر کارایی، ایمنی و اکوسیستم به‌طور انتقادی ارزیابی کنید.
• توجه: این یک دوره نظری است. شامل نمونه کد، آزمایشگاه عملی یا دستورالعمل‌های پیاده‌سازی نمی‌شود.
• تمرکز بر درک مفهومی، منطق طراحی زبان و اصول طراحی در سطح سیستم است.

پیش‌نیازهای دوره

• درک خوب از مفاهیم کلی برنامه‌نویسی (متغیرها، جریان کنترل، توابع، ساختارهای داده).
• آشنایی با سینتکس و معنای اولیه ++C (نیازی به کدنویسی پیشرفته نیست).
• آشنایی با مفاهیم برنامه‌نویسی سیستمی (مدیریت حافظه، کامپایل، همروندی) مفید است اما اجباری نیست.
• علاقه به طراحی زبان، معماری نرم‌افزار یا مهندسی کارایی

توضیحات دوره

این دوره نظری پیشرفته، بررسی عمیق در ++C به عنوان زبانی برای برنامه‌نویسی پرمحصول و سطح سیستم ارائه می‌دهد و بر تکامل، فلسفه طراحی و ویژگی‌های پیشرفته آن تمرکز دارد. این دوره با تکیه بر محتوای جامع موجود در input.txt، سیر تکامل ++C را از خاستگاه آن به عنوان «C با کلاس‌ها» تا نقش امروزی آن در زیرساخت نرم‌افزار مدرن دنبال می‌کند.

موضوعات کلیدی عبارتند از:

• توسعه تاریخی ++C و تأثیر ابزارهای اولیه مانند Cfront بر طراحی کامپایلر و زبان
• ستون‌های اصلی طراحی: انتزاع‌های با overhead صفر، RAII (کسب منبع هنگام مقداردهی اولیه)، و سازگاری با C
• ظهور و تأثیر قالب‌ها، برنامه‌نویسی عمومی و کتابخانه استاندارد قالب‌ها (STL)
• ویژگی‌های مدرن زبان: معنای انتقال، لامبداها، استنتاج نوع، اشاره‌گرهای هوشمند و مدل حافظه رسمی
• مفاهیم پیشرفته: conceptها، rangeها، Coroutines، ماژول‌ها و محاسبات زمان کامپایل
• ++C در حوزه‌های حساس به کارایی: موتورهای بازی، سیستم‌های تعبیه، مرورگرها، پایگاه‌های داده، معاملات پرسرعت و محاسبات علمی
• مدیریت حافظه: مدت زمان نگهداری، طول عمر آبجکت، تخصیص پویا، placement new، هم‌ترازی و پدینگ
• پلی مورفیسم و type erasure: ارسال مجازی، جدول‌های مجازی، type erasure و جایگزین‌های مدرن مانند std::function، std::variant و std::any.
• همروندی و موازی‌سازی: مدل حافظه ++C، اتمیک‌ها، ترتیب‌های حافظه، برنامه‌نویسی بدون قفل و الگوریتم‌های موازی
• ابزارها و بهترین شیوه‌ها: پروفایلینگ، بنچمارک‌گیری، sanitizers، ایمنی در برابر استثنا، پایداری ABI و بهینه‌سازی‌های کل برنامه
• اصطلاحات مدرن و زیرمجموعه‌های ایمن‌تر: تأکید بر شیوه‌های مقاوم، اصطلاحی و استانداردهای کدنویسی در ++C

نکته مهم:

این یک دوره نظری است. هدف آن ارائه درکی دقیق و عمیق از ++C و اکوسیستم آن در سطح مفهومی و معماری است. این دوره شامل نمونه کد، آزمایشگاه‌های عملی برنامه‌نویسی یا دستورالعمل‌های گام‌به‌گام پیاده‌سازی نمی‌شود. در عوض، بر اصول، منطق و ویژگی های خوب و بد تمرکز دارد که زیربنای ویژگی‌های زبان ++C، الگوهای طراحی و کاربردهای سطح سیستم آن هستند. [input.txt | Word]

در پایان این دوره، دانشجویان قادر خواهند بود طراحی ++C، ویژگی‌های کارایی آن و کاربردش را در سیستم‌های نرم‌افزاری پیچیده تحلیل کرده و درباره آن استدلال کنند. این دوره برای دانشجویان پیشرفته کارشناسی، دانشجویان تحصیلات تکمیلی یا متخصصانی که به دنبال تسلط نظری به ++C مدرن هستند، ایده‌آل است.

این دوره برای چه کسانی مناسب است؟

• دانشجویان پیشرفته کارشناسی و تحصیلات تکمیلی در علوم کامپیوتر، مهندسی نرم‌افزار یا زمینه‌های مرتبط
• مهندسان نرم‌افزار حرفه‌ای، معماران سیستم و رهبران فنی که به دنبال درکی نظری و دقیق از ++C مدرن هستند.
• توسعه‌دهندگانی که از زبان‌های دیگر به ++C مهاجرت می‌کنند و می‌خواهند فلسفه طراحی و کاربردهای سطح سیستم آن را درک کنند.
• هر کسی که به مبانی مفهومی و ویژگی‌های کارایی ++C در زیرساخت نرم‌افزار معاصر علاقه دارد.