Метапрограммирование шаблонов C++ в задачах математической физики

все курсы

Курс находится на модерации. Данные могут быть неактуальны.

3.3

16 недель, от 4 до 7 часов в неделю

Тип обучения

Курс

Зач. единицы

Сертификат

1 800 ₽ для получения

Стоимость курса

бесплатно

нет рассрочки

Рассматривается применение метапрограммирования шаблонов языка C++ для упрощения записи алгоритмов и для переноса части вычислений (различных целочисленных констант, например, биномиальных коэффициентов) на стадию компиляции, что теоретически позволяет ускорить выполнение программ и может быть весьма актуальным для численного решения задач математической физики. Метапрограммирование шаблонов позволяет автоматизировать некоторые сложные вычисления, такие, например, как раскрытие скобок в сложных выражениях и вычисление символьных производных от формул. Курс является двуязычным. Материал подается в основном на английском языке с русскими субтитрами.

Вас будут обучать

Степин Евгений Викторович

курсов

Кандидат физико-математических наук Должность: Заместитель директора центра инженерно-физических расчётов и суперкомпьютерного моделирования НИЯУ МИФИ

Краснов Михаил Михайлович

курсов

Кандидат физико-математических наук Должность: Старший научный сотрудник ИПМ им. М.В. Келдыша РАН

Образовательная организация

Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ"

0 отзывов

НИЯУ МИФИ – один из лучших национальных университетов, осуществляющих подготовку элитных специалистов для атомной сферы, науки, ИТ и других высокотехнологичных секторов экономики России.

Миссия университета - генерация, распространение, применение и сохранение научных знаний в интересах решения глобальных проблем XXI века.

НИЯУ МИФИ – признанный лидер в прорывных направлениях:

- ядерные исследования и технологии;

- лазерные, плазменные и пучковые технологии;

- СВЧ-наноэлектроника;

- нанобиотехнологии, биомедицина и медицинская физика;

- информационные технологии.

Университет развивает перспективные направления:

- космические исследования и технологии;

- управляемый термоядерный синтез;

- материалы для ядерного и космического применения.

Уникальные преимущества образования в НИЯУ МИФИ:

- Уникальные образовательные программы, ориентированные на профессии будущего и перспективные научные направления

- Обучение в сотрудничестве с ведущими мировыми корпорациями и крупными научными центрами мира

- Собственные современные уникальные экспериментальные установки и центры

- Стажировки студентов в ведущих научных центрах и лабораториях мира, участие в международных научноисследовательских и инновационных проектах, экспериментах Mega science. Среди них ATLAS, ALIСE, CMS в CERN; FAIR, XFEL в DESY (Германия); ITER (Франция); ICECUBE, PAMELA (Италия); STAR и PHENIX (США); T2K (Япония).

- Модульность, междисциплинарность и индивидуализация обучения

- Соответствие образовательных программ международным стандартам инженерного образования

Открытое образование

3.7

31 отзыв

Новый элемент системы российского образования — открытые онлайн-курсы — cможет перезачесть любой университет. Мы делаем это реальной практикой, расширяя границы образования для каждого студента. Полный набор курсов от ведущих университетов. Мы ведём системную работу по созданию курсов для базовой части всех направлений подготовки, обеспечивая удобное и выгодное для любого университета встраивание курса в свои образовательные программы
«Открытое образование» – это образовательная платформа, предлагающая массовые онлайн-курсы ведущих российских вузов, которые объединили свои усилия, чтобы предоставить возможность каждому получить качественное высшее образование.

Любой пользователь может совершенно бесплатно и в любое время проходить курсы от ведущих университетов России, а студенты российских вузов смогут засчитать результаты обучения в своем университете.

Программа курса

Простейшие метафункции. Объясняется, что такое метафункция, приводятся примеры простейших метафункций (факториал, биномиальные коэффициенты, интеграл от одночленна по стандартному симплексу).
На стыке компиляции и исполнения. Показывается, как часть вычислений может быть вынесена на стадию компиляции на примере степенной функции.
Более сложные примеры. Вычисление простых чисел. Список чисел времени компиляции.
Цикл времени компиляции. Вычисление интеграла от бинома, автоматическое раскрытие скобок, вычисление матрицы масс.
Шаблонный полиморфизм и шаблоны выражений. Объясняется, что это такое, раскрывается шаблон CRTP, приводится простейший пример шаблонов выражений (калькулятор).
Символьное дифференцирование. Показывается, как шаблоны выражений можно использовать для символьного дифференцирования формул. С помощью символьного дифференцирования методом Ньютона решается уравнение с одной и несколькими переменными, а также находится экстремальная точка у функции с несколькими переменными.
Сеточно-операторный подход к программированию. Излагается разработанный автором подход к программированию, позволяющий в тексте программы кратко записывать сеточные выражения в виде, близком к математическому, и обеспечивающий автоматический (путём простой перекомпиляции) переносить программы на графические ускорители CUDA.