Курс С++ для військових технологій

Навчитеся писати програми з реальними розрахунками: координати, вектори, балістика, покрокова симуляція руху. Опануєте структурування коду через функції, структури й стани роботи системи. Опануєте практику побудови каналів обміну даними на вбудованих системах: обмінюватися даними через мережу та апаратні інтерфейси, працювати з Raspberry Pi та ESP32.

Програма курсу

Вступ до програмування та Military Tech

• Зрозумієте роль C++ розробника на military-підприємстві
• Дізнаєтеся принцип роботи компілятора C++
• Навчитеся створювати робочу програму на C++ та вводити значення в консоль

Оператори та логіка

• Зрозумієте, як реалізовувати умовну логіку обчислень на C++
• Навчитеся робити розрахунки за формулами
• Опануєте базову математику векторів та координат і навчитеся її реалізовувати

Цикли та масиви

• Навчитеся використовувати цикли для покрокових обчислень
• Дізнаєтесь, як зберігати й обробляти набори даних у масивах
• Познайомитеся з принципами симуляції руху в часі та навчитеся їх реалізовувати

Функції

• Опануєте використання функцій в C++
• Дізнаєтесь, як писати модульний та перевикористовуваний код
• Зрозумієте область видимості змінних та механізми передачі параметрів у функції

Основи структур даних та макроси

• Розберете всі етапи роботи зі структурами та макросами
• Навчитеся читати й писати дані у форматі JSON
• Зрозумієте принципи організації даних у структури та керування вирівнюванням у пам'яті

Основи роботи з пам'яттю

• Зможете розуміти вказівники та посилання
• Дізнаєтесь, як керувати пам'яттю на базовому рівні
• Побачите відмінності між стеком та купою і розберетеся, коли їх використовувати

Середовище розробки. VS Code, devcontainers, Linux, C++ тули

• Опануєте роботу у VS Code з devcontainers
• Вивчите базові Linux-команди
• Почнете працювати над власним C++ проєктом із вбудованою якістю

Структура C++ проєктів та контроль версій коду. Git, GitHub, Pull Request

• Зможете працювати з Git/GitHub на базовому рівні
• Створите чіткий роадмап власного C++ проєкту
• Навчитеся створювати PR на рев'ю

Від ручної компіляції до CMake: як збирається ваш код

• Дізнаєтеся різницю між ручною компіляцією та CMake
• Розберетесь, як збирати базовий CMake-проєкт
• Навчитеся самостійно виправляти типові помилки збірки

Дебаг та діагностика помилок: GDB, core dumps, sanitizers, Valgrind

• Опануєте принципи та послідовність діагностування падіння C++ застосунків
• Розберете різницю між видами аналізу помилок
• Дізнаєтесь, як налаштовувати дебаг у VS Code

Тестування C++ коду: Google Test

• Навчитеся писати unit-тести
• Зрозумієте роль тестів у надійності систем
• Зможете інтегрувати GTest і проводити їхній запуск через CTest

Базова якість коду: форматування, статичний аналіз, правила проєкту

• Зрозумієте, як підтримувати якість коду актуальними інструментами
• Зможете готувати зміни, готові до рев'ю
• Навчитеся налаштовувати та використовувати статичний аналіз коду (clang-tidy) та слідкувати за мінімальними "coding rules"

Вступ до ООП

• Розберетесь у принципах ООП і проєктування
• Навчитеся створювати та імплементувати інтерфейси
• Зрозумієте та навчитеся застосовувати базові принципи наслідування

Класи

• Опануєте роботу з класами на професійному рівні
• Навчитеся правильно застосовувати патерни та складні числові прийоми
• Навчитеся реалізовувати патерни "Фабрика" та "Стратегія"

Структура проєкту

• Опануєте грамотне структурування C++ проєктів та зможете протестувати навички на власній роботі
• Зрозумієте принцип роботи директив #include та #define
• Навчитеся використовувати простори імен та попередні оголошення для зменшення залежностей

STL і складність алгоритмів

• Опануєте використання STL-контейнерів стандартної бібліотеки
• Розберетеся в методиках оцінки складності алгоритмів
• Зрозумієте відмінності та переваги різних контейнерів STL

Керування ресурсами

• Опануєте використання розумних вказівників
• Зрозуміжте різницю між unique_ptr та shared_ptr
• Навчитеся використовувати розумні вказівники для запобігання витокам пам'яті

Багатопотоковість

• Навчитеся синхронізувати потоки й створювати воркери
• Дізнаєтесь, як будувати асинхронні черги для розрахунків

Одноплатні комп'ютери як платформа

• Зможете формулювати вимоги до цільової платформи
• Навчитеся розуміти host/target і наслідки для збірки/тестування
• Дізнаєтеся різницю між ARM і x86 та її роль у деплої

Огляд популярних систем

• Розберетеся в одноплатних мікрокомп'ютерах і роботі з ними
• Навчитеся розрізняти особливості та відмінності популярних SBC
• Опануєте налаштування середовища для роботи з симуляторами одноплатних комп'ютерів

Hardware-інтерфейси

• Зрозумієте, які hardware-інтерфейси має Raspberry Pi та як з ними працювати
• Навчитеся працювати з пінами загального призначення (GPIO) для вводу/виводу
• Опануєте принципи роботи інтерфейсів UART, SPI, I²C

Поглиблена робота з інтерфейсами

• Навчитесь інтегрувати hardware-інтерфейси з C++ застосунку
• Опануєте використання бібліотеки для програмної роботи з пінами
• Зрозумієте, як виводити керуючий сигнал на GPIO пін

Docker runtime для C++ сервісів

• Опануєте збірку та запуск контейнерів та навчитеся їх діагностувати
• Розберетесь у self-test/healthcheck і volumes
• Дізнаєтеся, коли та як застосовувати DinD без виходу з devcontainer

Docker Compose як system bring-up: запускаємо систему з 2-3 C++ сервісів

• Навчитеся підіймати систему з кількох контейнерів однією командою
• Зможете додавати базовий healthcheck і розуміти, що саме він перевіряє
• Дізнаєтесь, як ресурсні ліміти (CPU/RAM) впливають на поведінку системи

ROS 2 основи: nodes/topics/pub-sub

• Навчитеся писати ROS 2 ноду на C++ (publisher/subscriber)
• Опануєте перевірку роботи через ros2 CLI

ROS 2 як система: services/launch/params

• Розберетесь, як робити ROS 2 service сервер на C++ і викликати його клієнтом
• Отримаєте загальну інформацію про те, як працює зорова система
• Зможете запускати стек з кількох нод через launch і керувати параметрами через YAML
• Навчитеся відокремлювати алгоритмічну логіку (C++ module) від ROS 2 комунікації

ROS 2 під капотом: DDS/RTPS, QoS

• Зможете обирати QoS під задачу (телеметрія vs команди)
• Зрозумієте, що варто перевіряти насамперед при drops/latency/невидимих топіках

Операційність: надійність, метрики, healthcheck, відтворюваність (replay/rosbag2)

• Навчитеся додавати метрики та self-test для контролю працездатності
• Опануєте практичну перевірку QoS і зрозумієте, як зміна QoS впливає на drops/latency та поведінку монітора

Протокол передачі даних

• Зможете орієнтуватись у протоколах, що застосовуються в Defence Tech
• Зрозумієте специфіку передачі даних, характерну для Defence Tech
• Навчитеся обирати протокол передачі даних відповідно до вимог задачі

Інтернет-протоколи

• Навчитеся налаштовувати комунікацію між пристроями в LAN
• Зможете працювати з TCP/UDP на базовому рівні
• Дізнаєтеся, як реалізовувати комунікацію через сокети

Протоколи локальної мережі дальньої дії

• Зможете орієнтуватися в протоколах дальньої дії
• Навчитеся налаштовувати комунікацію з C++ застосунку по CAN-шині
• Зрозумієте призначення та принципи роботи протоколів Modbus та MIL-STD-1553

Протоколи ближньої дії + АЦП

• Опануєте роботу з UART/I²C/SPI та навчитеся інтегрувати АЦП
• Зрозумієте, як ховати імплементації за інтерфейсами

Mavlink

• Зможете спілкуватися з політними контролерами
• Зрозумієте структуру повідомлень Mavlink та механізм їхньої передачі

Стейт машини

• Пройдете пайплайн роботи зі state machine
• Навчитеся орієнтуватись у розповсюджених патернах проєктування в embedded програмуванні
• Дізнаєтеся, як застосовувати принципи модульного програмування

Вступ до Embedded

• Розберетесь у принципах роботи мікроконтролерів
• Навчитеся налаштовувати середовище для ESP32
• Зрозумієте, як обмежені ресурси (RAM, Flash) впливають на архітектуру програмного забезпечення

Периферія: GPIO і таймери

• Зможете писати прошивки на ESP32
• Опануєте програмування комунікацій ESP32 по CAN/I²C/SPI
• Навчитеся використовувати таймери для періодичних завдань у мікроконтролері

Вступ до RTOS

• Зрозумієте принципи роботи RTOS
• Навчитеся працювати з поняттями "задача" та "планувальник" у контексті RTOS
• Зрозумієте необхідність RTOS для систем реального часу

Поглиблене вивчення RTOS

• Навчитеся створювати RTOS-архітектуру
• Зможете налаштовувати систему реального часу відповідно до вимог
• Опануєте специфічні для сфери задачі, використовуючи функціонал RTOS

Старт роботи над курсовим проєктом

• Зможете формулювати та обґрунтовувати архітектуру комплексного Embedded C++ проєкту
• Визначите вимоги до фінального проєкту та оберете релевантну тему з MilTech
• Навчитеся планувати розробку проєкту

Захист фінальних проєктів

• Зможете презентувати технічні рішення та результати своєї роботи
• Навчитеся аналізувати власний код і надавати/отримувати конструктивний фідбек
• Зрозумієте, як об'єднати знання з усіх блоків курсу для створення цілісного рішення

Особливості курсу

• Допомога ментора
• Практика на реальних кейсах
• Курсовий проєкт
• Кейс в портфоліо
• Сертифікат про проходження курсу

Викладачі курсу

• Євген Гаврилюк - Development Team Lead, Miltech company
• Євген Кузнецов - Staff Software Engineer, Apex.AI