Программа дисциплины [Объектно-ориентированное программирование] для направления [220400. 62 «Управление в технических системах»

Скачать 190.4 Kb.

Название	Программа дисциплины [Объектно-ориентированное программирование] для направления [220400. 62 «Управление в технических системах»
Тип	Программа дисциплины

rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Программа дисциплины

Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
Программа дисциплины [Объектно-ориентированное программирование] для направления
[220400.62 «Управление в технических системах» ] подготовки бакалавра.

Правительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"
Московский институт электроники и математики Национального

исследовательского университета "Высшая школа экономики"
Факультет электроники и телекоммуникаций

Программа дисциплины

«Объектно-ориентированное программирование»
для направления 220400.62 «Управление в технических системах» подготовки бакалавра

Автор программы:

Потомский Сергей Юрьевич, доцент, e-mail: spotomskiy@hse.ru

Одобрена на заседании кафедры МТМИТ «___»____________ 20 г

Зав. кафедрой [В. П. Кулагин]
Рекомендована профессиональной коллегией

УМС по электронике «___»____________ 20 г

Председатель С.У. Увайсов
Утверждена Учёным советом МИЭМ «___»_____________20 г.

Ученый секретарь В.П. Симонов ________________________ [подпись]

Москва, 2013

Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.

1Область применения и нормативные ссылки

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности.

Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки 220400.62 «Управление в технических системах», изучающих дисциплину «Объектно-ориентированное программирование».

Программа разработана в соответствии с:

ФГОС ВПО по направлению подготовки 220400.62 «Управление в технических системах»;
Образовательной программой 220400.62 «Управление в технических системах».
Рабочим учебным планом университета по направлению подготовки 220400.62 «Управление в технических системах», утвержденным в 2013 г.

2. Цели освоения дисциплины

Цели освоения дисциплины "Объектно-ориентированное программирование":

изучение общих принципов объектно-ориентированного программирования (ООП) и получение навыков практического применения ООП при создании сложных программных комплексов.
Приобретения знаний и практического опыта в области объектно-ориентированного подхода к програмированию и применительно к технологиям разработки программных продуктов с использованием языков Smalltalk, C++ и Java;
Изучение и обеспечение основ для последующих курсов, посвященных созданию современных информационных систем;
Практическое освоение современных инструментальных средcтв, используемых в ООП
Приобретение навыков исследовательской работы, предполагающей самостоятельное изучение специфических ООП технологий, широко применяемых в различных областях современной программной инженерии.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения

дисциплины

В результате освоения дисциплины студент должен:

 Знать:

- основные принципы и методологию создания программных продуктов с

использованием объектно-ориентированного подхода и его реализации в средах Dolphin SmallTalk, Microsoft Visual C++, Oracle Java;

- языки программирования Smalltalk, C++ и Java

- возможности и приемы использования интегрированных сред разработки,

применяемых при разработке различных ООП-приложений.
 Уметь :

- разрабатывать прикладные программы с помощью профессиональных

интегрированных сред для разработки ООП-программ;

- отлаживать и тестировать создаваемые программы, используя

диагностические возможности среды разработки;

- выполнять проектирование SmallTalk, C++ и Java-приложений на основе средств

программирования Dolphin SmallTalk, Microsoft Visual C++ и Oracle Java Platform Standard Edition;

- самостоятельно находить новые знания и решения, необходимые для

реализации функциональных требований, сформулированных в техническом

задании на программный продукт

 Иметь навыки (приобрести опыт):

- в разработке програмного обеспечения с применением языков

программирования SmallTalk, C++ и Java и передовых инструментальных средств;

- применения существующих программных продуктов при самостоятельной

разработке программного обеспечения;

- в разработке программ с использованием объектно-ориентированного

подхода и его применения в современных технологиях.
В результате освоения дисциплины студент осваивает следующие компетенции

В результате освоения дисциплины студент осваивает следующие компетенции:

Компетенция	Код по ФГОС/ НИУ	Дескрипторы – основные признаки освоения (показатели достижения результата)	Формы и методы обучения, способствующие формированию и развитию компетенции
Способность владеть культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения	ОК-1	Демонстрирует способность к самостоятельному обобщению и анализу информации, постановке цели и выбору путей её достижения	Практические занятия и самостоятельная работа студентов
Способность к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства	ОК-6	Демонстрирует способность к саморазвитию и повышению своей квалификации	Самостоятельная работа студента
Способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования	ОК-10	Демонстрирует способность применять методы математического анализа и моделирования в процессе решения поставленной преподавателем задачи	Практические занятия и самостоятельная работа студентов
Готовность учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности.	ПК-3
Способность разрабатывать проектную документацию в соответствии с имеющимися стандартами и техническими условиями.	ПК-12
Готовность участвовать в разработке технической документации и установленной отчетности по утвержденным формам	ПК-24

Место дисциплины в структуре образовательной программы

Настоящая дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла и блоку дисциплин, обеспечивающих подготовку бакалавра по направлению 220400.62 «Управление в технических системах».
Дисциплина читается на 2-м курсе с 1-го по 3-й модуль. Зачетных единиц 4.5, всего часов

162, из них аудиторных 72, в том числе лекций 34, практических занятий 38.

Самостоятельная работа студентов 90 часов.

Текущий контроль: три контрольные работы.

Промежуточный контроль: зачет в 2-м модуле.

Итоговый контроль – экзамен во 2м модуле (курсовая работа), зачет в 3-м модуле.
Изучение данной дисциплины базируется на следующих дисциплинах:

«Информационные технологии»;
«Информатика в технических системах управления»;
«Программирование и основы алгоритмизации».

Для освоения учебной дисциплины, студенты должны владеть следующими знаниями и компетенциями:

иметь навыки самостоятельной работы с литературой;
владеть методами использования поисковых систем для поиска информации в сети Интернет.

Основные положения дисциплины должны быть использованы в дальнейшем при изучении следующих дисциплин:

«Системное программное обеспечение».
«Моделирование систем».

2Тематический план учебной дисциплины

№	Название раздела	Всего часов	Аудиторные часы			Самостоятельная работа
№	Название раздела	Всего часов	Лекции	Семинары	Практические занятия	Самостоятельная работа
1	Введение. Основные принципы и базовые понятия технологии “Объектно-ориентированное программирование”		2
2	ООП с применением языка программирования SmallTalk		8			20
3	ООП с применением языка программирования C++		10		18	35
4	ООП с применением языка программирования Java		14		20	35

3Формы контроля знаний студентов

Тип контроля	Форма контроля	1 год				Параметры
Тип контроля	Форма контроля	1	2	3	4	Параметры
Текущий (неделя)	Контрольная работа	*	*	*		Решение задачи на ЭВМ.
Текущий (неделя)
Промежуточный	Зачет		*			Письменная работа 90 минут
Итоговый	Зачет			*		Письменная работа 90 имнут
Итоговый	Экзамен			*		Результат выполнения и защиты курсовой работы

3.1Критерии оценки знаний, навыков

Оценки по всем формам текущего контроля выставляются по 10-ти балльной шкале.

6.1.1. Текущий контроль

Формы контроля:

Контрольная работа – письменная работа 90 минут.

Критерии оценки:

«Отлично» (8-10 баллов) – вопрос полностью раскрыт;
«Хорошо» (6-7 баллов) – вопрос раскрыт с несущественными ошибками;
«Удовлетворительно» (4-5 баллов) – вопрос раскрыт не полностью.
«Неудовлетворительно» (0-3 балла) – вопрос не раскрыт.

6.1.2. Итоговый контроль представляет собой письменный ответ на 2 теоретических вопроса.

Критерии оценки:

«Отлично» (8-10 баллов) – вопрос полностью раскрыт;
«Хорошо» (6-7 баллов) – вопрос раскрыт с несущественными ошибками;
«Удовлетворительно» (4-5 баллов) – вопрос раскрыт с существенными ошибками;
«Неудовлетворительно» (0-3 балла) – вопрос не раскрыт.

Текущий контроль в первом, втором и третьим модулях предусматривает контрольную работу в виде теста на компьютере.

Промежуточный контроль: зачет в конце 2-го модуля.

Итоговый контроль: зачет в конце 3-го модуля. Экзамен в конце 3-го модуля (курсовая работа)
6.2. Порядок формирования оценок по дисциплине

По всем видам работ выставляется 10-балльная оценка.
Промежуточная оценка по результатам первого этапа (по окончании модуля 2) рассчитывается следующим образом:

О_{промежуточная 1} = 0,5×О_{накопленная 1} + 0,5×О_{итоговая 1}.
Где О_{накопленная1} = 0.5 О_{текущая1} + 0.5 О_{аудуторная}

Текущая оценка рассчитывается по формуле:

О_{текущая1} = 0.5 (О_кр1 + О_кр2)

Результирующая оценка за дисциплину (по итогам 3го модуля) рассчитывается следующим образом:
О_{результ} = 0,3×О_{накопленная 2} + 0,3×О_{итоговая 2} + 0,4×О_{промежуточная 1}.

Где О_{накопленная2} = 0.5О_{текущая2} + 0.5 О_{аудиторная}

Текущая оценка рассчитывается по формуле:

О_{текущая2} = О_кр3

Где О_кр_N – оценка за N-ю контрольную работу.

О_{аудиторная} – оценка за аудиторную работу.
Для округления всех типов оценок используется арифметический способ (до ближайшего целого числа).

В диплом выставляется результирующая оценка за дисциплину.

Оценка за итоговый зачет является блокирующей: в случае получения

неудовлетворительной оценки на зачете, результирующая оценка по дисциплине также

неудовлетворительная.

.

4Содержание дисциплины

Раздел 1. Общий обзор.

Тема 1. Введение.

Предмет курса и его связь со смежными дисциплинами.

Тема 2. История ООП. Объектно-ориентированные и процедурные языки. Основные понятия ООП. Идеология и методические основы ООП. Объект. Сообщения. Свойства объекта: полиморфизм, инкапсуляция и наследование
Раздел 2. Smalltalk.

Тема 1. Введение в Smalltalk.

История создания Smalltalk
Smalltalk реализация технологии ООП.

Тема 2. Синтаксис языка SmallTalk

Определение объекта
Сообщения
Методы
Блоки
Переменные и псевдопеременные

Тема 3. Библиотека классов

Протокол класса Object
Управляющие структуры
Величины
Наборы
Потоки и файлы
Независимые процессы и управление ими

Тема 4. Построение новых классов

Принципы построения нового класса
Многократное использование кода
Использование отладчика

Раздел 3.

Тема 1. Введение в C++.

История создания C++.
Связь C++ и С. Особенности C++.
Константы, потоки, совместное использование (overload).
Подстановка тела функции (inline-функции).
Функции-“эллипсы”

Тема 2. Понятие объекта. Инкапсуляция.

Описание объекта на C++ (классы).
Структуры, функции-элементы и классы. Приватная (private) и публичная (public) части класса.
Динамические объекты. Инициализация объектов класса. Конструкторы. Очистка объектов класса. Деструкторы.
Совместимость типов объектов: совместимость между экземплярами объектов, указателями на экземпляры, формальными и фактическими параметрами.

Тема 3. Видимость имен элементов.

Управление доступом к членам класса.
Дружественные функции.
Множественный доступ.
Вложенные классы.

Тема 4. Переопределение операторов.

Функции-операторы.
Способы переопределения операторов

Тема 5. Наследование.

Базовые и производные классы. Защищенная (protected) часть класса.
Иерархия и наследование.
Единичное и множественное наследование.
Виртуальные базовые классы

Тема 6. Полиморфизм.

Статические правила.
Виртуальные правила (функции).
Таблица виртуальных правил.
Раннее и позднее связывание.
Абстрактные классы.

Тема 7. Шаблоны.

Шаблонные классы.
Стандартная библиотека шаблонов.

Раздел 4. Java

Тема 1. Основные программные конструкции языка Java.

Объекты и типы.
Типы и классы.
Примитивные типы.
Массивы.
Создание объектов.
Хранение объектов.
Время жизни и уничтожение объектов.
Создание новых типов объектов.
Лексические основы языка.
Исходные файлы, их содержимое.
Правила и соглашения о кодировании и документировании в исходных файлах.
Комментарии.
Пакеты и их именование.
Поля и их инициализация.
Литералы.
Методы, их параметры и возвращаемые значения. Операторы
языка Java. Управляющие конструкции (if-else, циклы, переходы, переключатели).

Тема 2. Объекты и классы.

Инициализация и завершение функционирования объектов.
Конструкторы. Понятие Mutable и Immutable объектов.
Перегрузка методов.
Конструкторы по умолчанию.
Ключевое слово this.
Вызов конструктора из конструктора.
Ключевое слово super.
Классы как объекты.
Ключевое слово static.
Время жизни объектов.
Финализация и сборка мусора.
Последовательность инициализации и финализации объектов.
Инициализация статических и нестатических данных.
Инициализация массивов.

Тема 3. Повторное использование классов.

Композиция и наследование.
Синтаксис наследования.
Инициализация базового класса.
Конструкторы с аргументами.
Делегирование.
Сочетание композиции и наследования.
Обеспечения правильного завершения использования объектов.
Сокрытие имен.
Сравнение композиции и наследования.
Спецификатор доступа protected и его семантика.
Полиморфизм.
Восходящее и нисходящее преобразование типов.
Раннее и позднее связывание.
Особенности использования имен приватных полей и методов.
Конструкторы и полиморфизм.
Порядок конструирования и уничтожения.

Тема 4. Интефейсы и абстрактные классы.

Абстрактные методы и абстрактные классы.
Интерфейсы, их отличие от абстрактных классов.
Интерфейсы и множественное наследование.
Интерфейсы как средство адаптации.
Поля в интерфейсах и их инициализация.
Вложенные интерфейсы.
Интерфейсы и фабрики.
Интерфейсы-маркеры.
Клонирование и его реализация в Java.
Основные сведения о перечисляемых типах (enums).

Тема 5. Вложенные классы.

Связь внешнего и вложенного классов.
Исользование this и new.
Вложенные классы и восходящее преобразование типов.
Именование вложенных классов.
Локальные и анонимные вложенные классы.
Фабрики и вложенные классы.
Статические вложенные классы.
Классы внутри интерфейсов.
Доступ из вложенных классов.
Преимущества использования вложенных классов.
Наследование вложенных классов.

Тема 6. Работа с исключительными ситуациями.

Объекты-исключения.
Создание исключений.
Перехват и обработка исключений.
Спецификация исключений.
Трассировка стека.
Повторное возбуждение исключений.
Цепочки исключений. Стандартные исключения java и их классификация.
Завершение обработки с помощью finally и его использование.
Ограничения при использовании исключений. Исключения и конструкторы.

Тема 7. Коллекции объектов.

Параметризованные и типизированные контейнеры.
Основные понятия. Списки, итераторы, множества, отображения. Collection и Iterator.
Foreach и итераторы. Хеширование. Особенности использования hashCode() и equals().

Тема 8. Массивы, коллекции и их связь с параметризацией.

Коллекции и массивы, связи между ними.
Массивы и параметризация типов. Вспомогательные инструменты для работы с массивами и коллекциями.
Примеры использования.

Тема 9. Организация ввода-вывода. Основные средства.

Клас File и его возможности.
Потоки данных InputStream и OutputStream и их разновидности.
Классы Reader и Writer.
Использование потоков ввода/вывода.
Стандартные потоки ввода/вывода.

Тема 10. Программирование GUI. Основы.

История развития средств программирования GUI.
Пакеты awt, java2D, swing и другие.
Базовые средства графики и обработки событий.

5Оценочные средства для текущего контроля и аттестации студента

5.1Тематика заданий текущего контроля

Контрольная работа №1: ООП. Smalltalk.

Реализовать класс Матрицы или Комплексное число средствами языка Smalltalk и интерактивной среды Dolphin SmallTalk.
Контрольная работа №2: ООП. C++.

Для заданного класса перегрузить операторные функции (+, +=, *, << ) как методы или как дружественные функции.

Реализовать абстрактный базовый класс, производные классы и виртуальные методы.

Реализовать схему множественного наследования с использованием виртуального базового класса.
Контрольная работа №3: ООП. Java.

Решение задач “Ханойские башни”, “Четыре ферзя” и им подобных.

5.2Вопросы для оценки качества освоения дисциплины

Примерный перечень вопросов к зачету:

8.2.1. (Промежуточный зачет во 2м модуле)

Что такое объект/класс?
Основные базовые понятия ООП

Smalltalk

Каким образом в Smalltalk объект реагирует на сообщение?
Назовите основные типы переменных в Smalltalk
Что такое метакласс?
Каким образом реализован класс Boolean в Smalltalk
Блоки
Чем отличаются методы select, reject и collect?
Immutable объекты в Smalltalk

C++

Каким образом осуществляется скрытие данных в C++
В чем основное отличие модификаторов доступа private и protected?
Основные свойства конструктора C++
Инициализация путем присваивания в C++
Основные способы перегрузки операторных функций в C++
Каким образом наследуются права доступа в базовом классе?
Каким образом вызывается конструктор базового класса в производном?
Зачем нужны виртуальные базовые классы?
Что такое полиморфный метод?
Как устроена таблица виртуальных методов?
Что такое чисто-виртуальный метод?
Что такое абстрактный класс?
Зачем нужны шаблонные классы?
Какие основные компоненты содержатся в STL

8.2.2. (Итоговый зачет в 3м модуле)

1. В чем заключается основное отличие class-based языков и prototype-based языков

программирования (приведите примеры)?

2. Какие инструментальные средства необходимы для исполнения Java-программ?

3. В чем отличие Java Runtime Environment (JRE) от Java Developer Kit (JDK)?

4. Какими средствами осуществляется запуск Java-приложения?

5. Перечислите основные отличия различных версий Java, начиная с Java 1.0.

6. Что такое Java-applet и чем это понятие отличается от Java-application?

7. Какие разновидности типов данных имеются в языке Java?

8. Перечислите базовые типы языка Java.

9. Что такое ссылочный тип, и какие ссылочные типы есть в языке Java?

10. Что такое wrapper? Примеры использования.

11. Как осуществляется загрузка классов?

12. Назначение понятия package.

13. Что такое tagging-интерфейс? Приведите примеры.

14. Есть ли Java-интерфейсы, которые реализует любой Java-массив? Как написать тест,

дающий ответ на этот вопрос?

15. В чем разница между абстрактным классом и интерфейсом?

16. Что такое singleton?

17. Можно ли клонировать любой объект потому, что в базовом классе java.lang.Object

есть метод clone()?

18. В чем различия композиции и наследования?

19. Можно ли инстанциировать не-public класс, имеющий public-конструктор?

20. Что такое инстанс-инициализатор? Что такое статический ини циализатор? Что

выполнится первым: конструктор или инстанс-инициализатор?

21. Когда может быть вызван метод finalize()? Для чего он предназначен?

22. Можно ли изменить значение константы, объявленной в интерфейсе?

23. Перечислите разновидности вложенных классов языка Java?

24. Что такое default-конструктор? Может ли такой конструктор быть у статического

вложенного класса? Может ли такой конструктор быть у нестатического вложенного

класса? Сколько параметров у таких конструкторов?

25. Сколько конструкторов может быть у анонимного класса?

26. Что такое chacked exception? Какие есть разновидности исключений?

27. Что такое finally-блок и когда он выполняется?

28. Что такое immutable объект?

29. Как выяснить – есть ли суперкласс у класса данного объекта, какие интерфейсы

реализует класс данного объекта?

30. Есть ли общий суперкласс у перечислимых типов (enums) в Java? В какой версии

языка они определены?

31. В каком пакете определены коллекции? Укажите основные интерфейсы и классы,

имеющиеся для работы с ними.

32. В чем отличие понятий LinledList, ArrayList и Vector?__

6Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1Базовый учебник

ОТСУТСТВУЕТ

6.2Основная литература

 Ю. А. Кирютенко, В. А. Савельев. Объектно-ориентированное программирование. Язык Smalltalk. — М.: Вузовская книга, 2007. — 328 с. — ISBN 5-9502-0097-7

Бьёрн Страуструп Язык программирования C++. Специальное издание = The C++ programming language. Special edition. — М.: Бином-Пресс, 2007. — 1104 с. — ISBN 5-7989-0223-4
Герберт Шилдт. Java: руководство для начинающих = Java: A Beginner’s Guide. — 5-е изд. — М.: Вильямс, 2012. — 624 с. — ISBN 978-5-8459-1770-6

6.3Программные средства

Для успешного освоения дисциплины, студент использует следующие программные средства:

ObjectArts Dolphin SmallTalk 6
Microsoft Visual C++
ORACLE JAVA SDK

7Материально-техническое обеспечение дисциплины

Для материально-технического обеспечения дисциплины используются

проектор для проведения лекций
лаборатория ИОСУ кафедры МТМиТ оборудованная ПЭВМ типа IBM/PC для проведения практических занятий.

	Рабочая программа практики к ооп от 02. 07. 2014 №07-204/01-307в... Рабочая программа составлена в соответствии с фгос впо по направлению подготовки 220400. 62 «Управление в технических системах»,...		Рабочая программа дисциплины объектно-ориентированное программирование... Фгос впо к структуре и результатам освоения основных образовательных программ бакалавриата по Профессиональному циклу по направлению...
	Рабочая программа по дисциплине «Объектно-ориентированное программирование» Госвпо по направлению подготовки дипломированного специалиста 230100 (654600) – «Информатика и вычислительная техника» (регистрационный...		Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину,...
	Программа дисциплины «Информатика и программирование» для направления... Программа дисциплины «Информатика и программирование» для направления 01. 03. 04 «Прикладная математика» подготовки бакалавров		Программа дисциплины «Информатика и программирование» для направления... Программа дисциплины «Информатика и программирование» для направления 01. 03. 04 «Прикладная математика» подготовки бакалавров
	Программа дисциплины «Управление инвестиционным проектом» для направления... Программа дисциплины «Управление инвестиционным проектом» для направления 080200. 68 «Менеджмент» подготовки магистра для магистерской...		С. В. Колосов Программирование в среде Допущено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов специальностей «Автоматизированные...
	Программа дисциплины «Информационные технологии в менеджменте» для... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки 080200....		Программа дисциплины «Управление внедрением информационных систем»... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 38. 04. 05
	Программа дисциплины «Государственное управление инновационной деятельностью... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки 080200....		Рабочая программа учебной дисциплины операционные системы 2012 г Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос)...
	Рабочая программа учебной дисциплины Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос) по специальности среднего профессионального образования (далее...		Программа дисциплины «Управление торговыми предприятиями» для направления... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и бакалавров направления 080200. 62
	Учебно-методическое пособие «язык программирования pascal» для студентов... Методические указания соответствуют рабочей программе по специальности 09. 02. 03 Программирование в компьютерных системах. 2		Программа дисциплины «Государственные и муниципальные финансы» для... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки 080200....