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

Специфіка програмування для Military Tech

• Зрозумієте можливі шляхи розвитку як C++-розробника у Military Tech
• Розберетеся з особливостями C++ та навчитеся пояснювати їх
• Зрозумієте, на чому варто концентруватися під час написання коду на C++ у Military Tech
• Напишете базову програму на C++ та поясните процес переходу від human language до машинного коду

Типи даних, оператори, умови

• Зрозумієте представлення різних типів даних у бітовій формі
• Розберетеся з перевагами типів даних із
• Ознайомитеся з основними операторами у C++
• Ознайомитеся з патерном bitmap

Цикли, функції

• Зрозумієте різницю між різними операціями циклу
• Навчитеся писати базові алгоритми з використанням циклів
• Навчитеся оголошувати функції для перевикористання коду
• Ознайомитеся з патерном main event loop
• Зрозумієте, коли доцільно використати функцію, а коли - цикл

Масиви, рядки, вказівники та посилання

• Зрозумієте, що таке масив, як із ним працювати і як його розміщено в пам’яті програми
• Навчитеся писати програми з використанням масивів і рядків
• Ознайомитеся з основними помилками, пов’язаними з виходом за межі масиву
• Зрозумієте, що таке вказівник та як працювати з пам’яттю напряму
• Ознайомитеся з основними помилками під час використання вказівників
• Зрозумієте різницю між вказівником і масивом

Структури даних, макроси

• Навчитеся створювати й використовувати структури, enum та union у своїх програмах
• Зрозумієте механізм вирівнювання пам’яті та його роль в embedded-системах

Файлове введення та виведення, багатопоточність

• Навчитеся працювати з даними, що зберігаються у файлах
• Зрозумієте основні принципи багатопоточності
• Розберетеся, коли потрібно створювати додаткові процеси та які ризики це створює

Робота з динамічною пам’яттю, керування ресурсами

• Дізнаєтеся, що таке динамічна пам’ять і чим вона відрізняється від статичної
• Зрозумієте, коли краще використовувати динамічну пам’ять
• Розберетеся з проблемами, які можуть виникнути через використання динамічної пам’яті

Linux для розробника: файлова система, термінал, базові команди Bash

• Зрозумієте організацію файлової системи Linux
• Навчитеся навігувати файловою системою через термінал
• Навчитеся підключатися до віддаленого девайса через ssh

Bash-скрипти, права доступу, процеси та змінні середовища

• Отримаєте базові навички роботи з bash
• Навчитеся читати й писати прості скрипти у bash

Середовища розробки. Використання контейнерів для розробки

• Навчитеся вибирати й налаштовувати середовище розробки
• Навчитеся переносити невеликі проєкти в контейнери

Системи контролю версій. Git, GitHub

• Зрозумієте, для чого використовують системи контролю версій
• Опануєте git та навчитеся налаштовувати репозиторій, створювати гілки й коміти
• Дізнаєтеся best practices роботи з git та зрозумієте, що краще не комітити в репозиторій

Доктрини ООП, основи ООП в С++

• Зрозумієте основні принципи ООП та навчитеся пояснювати їх
• Навчитеся створювати класи у C++
• Зрозумієте, як правильно інкапсулювати використання ресурсів у клас C++

Спадкування та поліморфізм у С++

• Зрозумієте, як працюють віртуальні методи у C++
• Навчитеся виділяти абстрактний інтерфейс для класів
• Навчитеся перевантажувати оператори

Шаблони (templates), узагальнене програмування

Навчитеся використовувати шаблони у C++.

Інструменти бібліотеки STL

• Дізнаєтеся, які інструменти бібліотеки STL вам доступні
• Зрозумієте, як оцінити ефективність алгоритму за допомогою O-нотації
• Навчитеся працювати з ітераторами, std::vector та розумними вказівниками

Як збирається С++ код (етапи компіляції, білд системи)

• Зрозумієте, як збирається C++ код, які проблеми можуть виникнути та як їх вирішувати
• Навчитеся працювати з make і CMake
• Навчитеся підключати різні бібліотеки до свого проєкту

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

Навчитеся відлагоджувати C++ код та діагностувати найпоширеніші проблеми.

Тестування C++ коду: Google Test. Базова якість коду: форматування, статичний аналіз, правила проєкту

• Навчитеся писати юніт-тести та зрозумієте концепцію TDD
• Навчитеся використовувати clang-tidy та clang-format
• Розберетеся, як вмикати clang-tidy та clang-format у VS Code

Best practices для створення maintainable коду. Clean Code. Патерни програмування. SOLID. DDD

• Навчитеся критично оцінювати, наскільки легко підтримувати ваш код
• Зрозумієте основні загальноприйняті принципи написання чистого коду
• Дізнаєтеся найпоширеніші патерни програмування

Протоколи передачі даних. Модель OSI. Серіалізація даних

• Дізнаєтесь про модель OSI та місце кожного протоколу в ній
• Розберетеся з поняттям серіалізації даних
• Навчитеся серіалізувати й десеріалізувати дані в різні формати
• Зрозумієте поняття CRC та ECC і навчитеся використовувати їх для передачі даних мережею

Інтернет протоколи. UDP vs TCP/IP. Клієнт-серверна взаємодія

• Зрозумієте різницю між UDP та TCP
• Навчитеся вибирати протокол відповідно до потреб завдання
• Навчитеся писати UDP або TCP клієнтів і серверів через сокети

Qt: архітектура, сигнали та слоти, Qt Creator, Qt5 vs Qt6

• Зрозумієте, що таке фреймворк Qt та як його використовувати
• Навчитеся створювати простий застосунок на Qt і використовувати механізм сигналів та слотів
• Зрозумієте, що таке moc, rcc та uic
• Розберетеся з патернами event loop та observer

Розробка GUI на QML

• Зрозумієте різницю між QtWidgets та QML
• Навчитеся створювати базовий інтерфейс на QML та обмінюватися даними з C++ кодом

Роботи з колекціями даних у QML. MVC паттерн

• Зрозумієте способи виведення та розміщення кількох об’єктів на інтерфейсі
• Навчитеся створювати власні моделі даних та відображати їх у QML
• Зрозумієте патерн MVC

Огляд додаткових можливостей Qt

Зрозумієте, які можливості фреймворку Qt можна використовувати у своїх застосунках.

ROS 2 основи на практиці: nodes, topics, rclcpp pub/sub, ros2 CLI

• Зрозумієте, навіщо ROS 2 у контексті MilTech і чим pub/sub топіки відрізняються від прямих UDP/TCP-з’єднань
• Навчитеся створювати ROS 2 пакет на C++, писати publisher і subscriber, збирати й запускати їх
• Навчитеся використовувати ros2 CLI для інспекції запущених нод і топіків

ROS 2 як система: services, launch, параметри (YAML). Принцип: алгоритм окремо від ROS 2

• Зрозумієте різницю між topics і services
• Навчитеся вибирати правильний механізм для конкретного завдання
• Навчитеся писати launch-файл і конфігурацію у YAML
• Зрозумієте й навчитеся застосовувати принцип розділення алгоритму і ROS 2-обгортки

Архітектура мікроконтролерів, регістри, переривання, пам'ять

• Зрозумієте, що таке мікроконтролер і як побудована його архітектура
• Розберетеся з контекстом обмежених ресурсів та необхідністю оптимізувати програми для мікроконтролерів
• Навчитеся запускати базову програму на ESP32 у симуляторі Wokwi

Робота з периферією. Низькорівневі протоколи передачі даних

• Навчитеся працювати з периферійними девайсами
• Зрозумієте різницю між основними протоколами передачі даних
• Навчитеся використовувати протоколи передачі даних для конкретних завдань

RTOS: концепції, задачі, черги, семафори (FreeRTOS)

• Зрозумієте, навіщо потрібна RTOS і чим вона відрізняється від звичайного циклу while(1)
• Навчитеся створювати задачі у FreeRTOS, передавати дані між ними через чергу та захищати спільні ресурси м’ютексом
• Зрозумієте, як проєктувати просту багатозадачну систему на мікроконтролері

Огляд одноплатових компʼютерів (Raspberry PI, Nvidia Jetson)

• Зрозумієте, що таке одноплатний комп’ютер та дізнаєтеся найпопулярніші моделі
• Навчитеся вибирати апаратне рішення для конкретного завдання
• Зрозумієте, де у типовій архітектурі дрона розміщений мікроконтролер, а де - бортовий комп’ютер

OSS проєкти для розробки дронів

• Зрозумієте можливості, які надають OSS-проєкти для розробки дронів
• Навчитеся компілювати OSS-проєкти та запускати симуляції за їхньою документацією

Заглиблення у MAVLink

• Зрозумієте, як побудовані MAVLink-повідомлення
• Навчитеся генерувати файли для роботи з MAVLink
• Навчитеся створювати власні повідомлення

Симуляція дрона в Gazebo

• Навчитеся підіймати симуляцію дрона у Gazebo через Docker
• Зрозумієте, як Gazebo, SITL, QGroundControl і ROS 2 з’єднуються в єдиний стек та яку роль виконує кожен компонент
• Навчитеся відправляти базові команди до симульованого дрона через MAVLink і перевіряти їх виконання

Створення і відлагодження базових відео пайплайнів

• Зрозумієте призначення та різні види відеокодеків
• Навчитеся працювати з gstreamer та створювати базові відеопайплайни
• Навчитеся відлагоджувати gstreamer-пайплайни

Основи криптографії

• Зрозумієте, для чого потрібно захищати дані
• Навчитеся генерувати й використовувати приватні та публічні ключі
• Розберетеся з концепціями signing, encryption та secure boot

Вступ у системи автоматичного керування

• Дізнаєтеся, що вивчає дисципліна систем автоматичного керування
• Навчитеся використовувати PID-контролер і підбирати його коефіцієнти

Робота над курсовим проєктом

Розробите прикладний C++-проєкт для MilTech-домену: програмний код, документацію та демонстрацію рішення в одному з напрямів - алгоритми для дронових сценаріїв, Qt/QGC-інтерфейс керування, embedded/RTOS-рішення або симуляція роботи системи.

Теми:

• Консультація з лектором щодо завдання
• Старт роботи над курсовим проєктом. Вибір теми, обговорення архітектури
• Захист фінальних проєктів. Демонстрація, підбиття підсумків курсу

Особливості курсу

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

Викладачі курсу

Дмитро - Lead Software Engineer , Miltech Company