Embedded Programmierung mit modernem C++

Embedded Programmierung mit modernem C++

Warum modernes C++ die Antwort auf die Herausforderung der embedded Softwareentwicklung ist.
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Embedded Programmierung ist eine der Domänen für modernes C++. Daher verwundert das Zitat von Bjarne Stroustrup zu modernem C++ nicht: „… make C++ even better for embedded system programming…“. Bietet C++ zum einen den Durchgriff auf die Hardware, bietet C++ zum anderen Abstraktion an, um komplexe Systeme zu entwickeln. Insbesondere mit C++11 erhält C++ noch mehr mächtige Features für die embedded Programmierung. Das sind Features wie die Move-Semantik, die es erlaubt, große Objekte billig zu verschieben statt teuer zu kopieren, Features wie constexpr-Funktionen, die es ermöglichen, teure Berechnungen auf die Compilezeit zu verlagern oder Features wie der neue Container std::array, der das Beste aus std::vector und dem C-Array vereint.

Zielgruppe

Jeder, der über Grundkenntnisse in C++ verfügt und diese mit modernem C++ erweitern möchte.

Zielgruppe

Jeder, der über Grundkenntnisse in C++ verfügt und diese mit modernem C++ erweitern möchte.

Agenda

1. Tag

Sicherheitskritische Systeme

  • Vereinheitlichte Initialisierung mit {} überall anwenden und dadurch die heimliche Verengung von Datentypen vermeiden
  • Automatische Typableitung kennen lernen um Refaktoring von Code zu unterstützen und Variablen immer zu initialisieren
  • Aufzählungen mit Gültigkeitsbereich als typsichere Variante zu klassischen Aufzählungen kennen lernen
  • Mit nullptr Zeiger die Mehrdeutigkeiten der Zahl 0 und dem Makro NULL verhindern
  • Benutzerdefinierte Literale einsetzen um Zahlen mit Einheiten zu verwenden
  • Zusicherungen an den Code mit static_assert vom Compiler prüfen lassen

2. Tag

  • Hohe Performanz
    • Selbst optimierenden Code mit Type-Traits implementieren
    • Konstante Ausdrücke mit constexpr verwenden um teuere Berechnung auf die Compilezeit zu verschieben
    • Durch den Umstieg von geordnete auf ungeordnete assoziative Container die Applikation deutlich beschleunigen
    • Templates
      • Vermittlung der Grundlagen
      • Vorteile von Templates vorstellen
      • Vergleich von statischem Polymorphismus (Templates) mit dynamischen Polymorphismus (Objekt-Orientierung)
    • Eingeschränkte Ressourcen
      • Move-Semantik einsetzen um
        • Teures Kopieren durch billiges Verschieben zu ersetzen
        • Daten nur dann zu erzeugen, wenn es unbedingt notwendig ist
        • Daten zu verschieben, die nicht kopiert werden können
      • Perfekt Forwarding um Funktions-Argumente identisch weiterzureichen
      • Speicherverwaltung
        • Den Einsatz von new und delete besser verstehen
        • placement new für besondere Einsatzzwecke verwenden
        • Speicherlöcher durch placement new finden
      • Den neuen Container std::array kennen lernen, der die Speicher- und Laufzeitcharakteristik des C-Arrays mit dem Interface des C++-Vektors verbindet
      • Smart Pointer
        • Exklusive Besitzverhältnisse mit std::unique_ptr
        • Geteilte Besitzverhältnisse mit std::shared_ptr
        • Zeitweise Besitzverhältnisse mit std::weak_ptr
        • Performanz- und Ressourcenvergleich der Smart Pointer

3. Tag

  • Mehrere Aufgaben gleichzeitig
    • Das Speichermodell
      • Sequenzielle Konsistenz verstehen
      • Atomare Datentypen kennen lernen
    • Threads
      • Erzeugen eines Threads
      • Lebenszeit eines Threads
      • Datenübergabe an einen Thread
    • Gemeinsame von Threads verwendete Daten
      • Schutz mit Mutexen
      • Schutz mit Locks
    • Daten thread-sicher initialisieren
      • Konstanten Ausdrücken
      • Die Funktion std::call_once und dem Flag std::once_flag
      • Statischen Variablen
    • Thread lokale Variablen
    • Bedingungsvariablen
      • Synchronisation von Threads
      • Gefahren von Bedingungsvariablen
    • Task
      • std::async
      • std::packaged_task
      • std::promise und std::future
Methode

Zuerst vermittelt Ihnen der Referent die notwendige Theorie, die Sie dann in praktischen Übungen direkt answenden. Die besonderen C++ Features für die embedded Softwareentwicklung werden vom Referenten in den Kontext der Softwareentwicklung mit modernem C++ eingebunden. Zu allen Übungen erhalten Sie natürlich die Musterlösungen.
Bitte beachten Sie, dass Sie für das Seminar einen Laptop benötigen, auf dem ein aktueller C++ Compiler (mind. C++11) installiert ist.

Referenten
Rainer
Grimm

Rainer Grimm ist seit vielen Jahren als Softwarearchitekt, Team- und Schulungsleiter tätig. In seiner Freizeit schreibt er gerne Artikel zu den Programmiersprachen C++, Python und Haskell, spricht aber auch auf Fachkonferenzen. Auf seinem Blog Modernes C++ beschäftigt er sich intensiv mit seiner Leidenschaft C++. Seit einem Jahr steht er auf selbstständigen Beinen. Insbesondere das Vermitteln von Wissen zu modernem C++ ist ihm eine Herzensangelegenheit. Seine Bücher „C++11 für Programmierer“, „C++“ und C++-Standardbibliothek“ für die kurz und gut Reihe sind beim Verlag O’Reilly erschienen. Sein englischsprachiges Werk „The C++ Standard Library“ hat er bei Leanpub veröffentlicht.

Organisation
Seminarnummer
116
Teilnahmegebühr
1.490 € zzgl. MwSt.
Teilnahmegebühr Beschreibung

In der Teilnahmegebühr sind die Unterlagen, die Getränke, die Pausenerfrischungen, das Mittagessen sowie ein Teilnahmezertifikat enthalten.
Rabattregelung: Wenn Sie gleichzeitig zwei oder mehr Anmeldungen vornehmen, erhalten Sie ab der zweiten Buchung 10 % Rabatt auf den Preis.

Maximale Teilnehmerzahl Beschreibung

Um ein optimales Lernergebnis zu erzielen und den Austausch zwischen Referent und Teilnehmern sowie den Teilnehmern untereinander zu gewährleisten, beträgt die maximale Teilnehmerzahl für dieses Seminar 12 Personen.

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Alexander Pfriem, Leiter Vogel Akademie und Melanie Ebert, Eventmanagerin
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