PB161: Programování v jazyce C++

Opravy po začátku semestru jsou zde uvedeny a v textu podtrženy (pokud je to možné):

• 3.10.2011 přidána informace o NEmazání SVN repozitářů a související penalizace

Materiály z přednášek, detaily k náplni jednotlivých cvičení, zadání domácích úkolů

Detaily k odevzdávání a hodnocení domácích úkolů

Krátký souhrn konvencí pro programování v C/C++

• Nebojte se v hojné míře konzultovat problémy s domácími úkoly nebo probíranou látkou s učiteli|/cvičícími předmětu.
• Využijte primárně možnost konzultace problémů přímo na hodině nebo od studentských poradců (viz. níže).

• Konzultační hodiny přednášejícího:
  • Pondělí 13-13:50, místnost B420, Petr Švenda
• Konzultační hodiny studentských poradců:
  • v hlavní místnosti počítačové haly, v části vyhrazené pro notebooky, u sloupu (2. řada stolů nalevo od vstupu, nebo někde poblíž, je-li plno)
  • Úterý 17:00 - 18:00, Tomáš Brukner
  • Středa 15:50 - 16:50, Petr Pilař
  • Čtvrtek 13:00 - 14:00, Lukáš Ručka

• Složení testu je podmínka pro získání souhlasu, pokud nemáte absolvován předmět PB071
• Pokud již máte předmět zapsán (nikoli pouze registrován), tento test se vás netýká
• Poslední možný termín srovnávacího testu bude ve čtvrtek 29.9. v 14 hod v místnosti B130
• Dostavte se 10 minut před začátkem a přineste si vhodný identifikační průkaz
• Test se píše na počítači a obsahuje 3 části: teoretické otázky, schopnost porozumnět existujícímu kódu a vytvoření vlastního jednoduchého kódu (např. napište funkci, která alokuje dynamické pole a na pozici x uloží faktoriál z čísla x. Pole je vhodným způsobem vráceno z funkce)
• Připravte si funkční heslo na počítač aisa (login a heslo - často sekundární heslo na IS). POZOR, liší se od vašeho přihlašovacího účtu na IS.
• Zažádejte si v ISu o výjimku, jinak vám nemohu po úspěšném absolvování testu souhlas udělit

TBD: Základ použití IDE Code::Blocks

Základ ladění (debugging) v IDE Code::Blocks a také zde.

Základ použití dokumentačního programu Doxygen

Základ použití verzovacího systému SVN

Základ použití IDE Eclipse ve Windows a použití Eclipse v Linuxu.

Základ ladění (debugging) v IDE Eclipse

Základ použití IDE QT Creator, základ ladění (debugging) v IDE QT

Základ použití IDE Visual Studio 2005 a ladění ve Visual Studiu 2005 (použitelné s drobnými změnami i pro VS 2010, pozor, nepoužívá defaultně pro překlad gcc a toleruje nestandardizované rozšíření)

Verze platná pro podzimní semestr 2011 (19.9.2011)

Shrnutí nejdůležitějších bodů:

• Cvičení jsou povinná, povoleny jsou dvě neomluvené (na studijním oddělení) neúčasti.
• Základní domácí úkoly je možné odevzdávat opakovaně, ale max. 3x a max. do času deadline zadání daného úkolu.
• Odevzdání úkolu je nutné oznámit vyučujícímu spuštěním speciálního skriptu (detaily viz. pravidla odevzdávání, odevzdání naostro).
• Úkoly lze odevzdávat definovaným způsobem „nanečisto“. Student získá automaticky výsledky některých hodnotících testů, aniž by přišel o body.
• Po 6. týdnu proběhne bodovaný průběžný test (namísto přednášky v D3, odpovědní testové archy).
• Na začátku většiny cvičení proběhne krátký 5 min testík z látky probírané na přednášce.
• Zápočet je udělen za docházku a souhrnný zisk alespoň 55 bodů za domácí úkoly, průběžný test, testíky na cvičení a úspěšné vypracování zápočtového příkladu na hodině.
• Pro připuštění ke zkoušce je nutné získat zápočet.
• Zkoušku lze získat po získání zápočtu a za souhrnný zisk alespoň 90 bodů získaných pro zápočet + body za zkouškový test.
• Na cvičeních bude pro psaní programů jako základní IDE využíván Code::Blocks s C/C++ rozšířením. Student může využívat jiné IDE (např. QT Creator, Visual Studio, Eclipse…), pokud jej preferuje. Domácí úlohy úlohy se ale odevzdávají a kontrolují na Aise s využitím překladače gcc (viz. způsob odevzdávání).

• Detaily k jednotlivým cvičením včetně zadání domácích úkolů jsou dostupné zde.
• V prvním týdnu se mají studenti seznámit s překladačem jazyka C++ pod operačním systémem Unix na příkazové řádce, překladem s využitím prostředí QT, způsob zadávání a odevzdávání domácích úkolů a detaily hodnocení.
• Na cvičeních je vyžadována aktivní práce na řešeném domácím úkolu. Cvičící aktivně poskytuje pomoc při řešení případných problémů a upozorňuje na použití dobrých programovacích návyků. Využijte přítomnost cvičícího pro konzultaci problémů!
• Na cvičeních se pracuje primárně ve vývojovém prostředí QT Creator s využitím překladače gcc. Součástí výuky je i používání debuggeru a dalších vývojových nástrojů - jejich aktivní použití na cvičeních bude vyžadováno. Studenti ovládající dobře jiné vývojové IDE jej mohou použít s tím, že odevdávané domácí úkoly musí jít kompilovat pomocí gcc na aise (viz. Odevzdávání).

• Během semestru bude zadáno 5 domácích úkolů.
• Od 2. týdne studenti samostatně vytvářejí zadané programy (domácí úkoly). Program se obvykle nepodaří beze zbytku dokončit během cvičení; je proto nutno program odevzdat do 2 týdnů od zadání s jednou dodatečnou opravou v dalším týdnu (přesné datum uvedeno u zadání příkladu). Poslední takový program bude zadán v tom týdnu, který s ohledem na termín umožní odevzdání v posledním (zápočtovém) týdnu.
• Součástí tvorby programu je také jeho důkladné otestování. Doporučujeme nechat si program otestovat jinou osobou (kolegou), kterého posadíte do role uživatele. V cizím programu se snáze odhalí chyba, než když ho testujete sám - při testování vlastního programu myslíme stejně jako při jeho vytváření.
• Programy se píší zásadně v jazyce ISO/IEC ISO/IEC 9899:1999 (C99) bez nenormalizovaných rozšíření.
• Programy musí zachovávat požadovaný způsob komunikace s uživatelem (formu vstupu a výstupu, názvy souborů, parametry funkcí včetně main apod.) Program nesmí vyžadovat jiná vstupní data nebo parametry příkazového řádku, než je uvedeno v zadání.

Body za konkrétní domácí úkol se skládají z následujících částí:

• Míra funkčnosti programu po konci odevzdávání [0 … 6 bodů] (počítá se dosažené maximum ze všech pokusů)
• Bonus za kompletně funkční program po konci odevzdávání [0 … 6 bodů]. Pokud je příklad napoprvé odevzdán jako plně funkční a dodržuje konvence o vhodném způsobu programování v jazyku C/C++, tak student získává 6 bodů. Za každou opravu cvičícím s nalezenou chybou jsou z tohoto bonus strženy 2 body. Pokud není program po konci odevzdávání plně funkční, není tento bonus vůbec udělen.
• Body za korektní vypracování bonusového rozšíření příkladu [0 … 4 body]
• Výjimečný bonus za velmi vtipné, originální, zvlášť efektivní nebo formou zpracování vzorné řešení [max. 2 body za příklad]

Příklad 1: Student odevzdá úkol napoprvé kompletně funkční program bez bonusového rozšíření. Získává 6 + 6 = 12 bodů.

Příklad 2: Student odevzdá program s chybou, opraví ji a při druhém odevzdání je program plně funkční. Získává 6 + (6 - 2) = 10 bodů.

Příklad 3: Student odevzdá program s chybou, opraví ji, ale i při druhém odevzdání je v programu přítomná chyba. Další opravu již z důvodu konce odevzdávací/opravné periody nestihne. Program tak není plně funkční (řekněme že nefunguje jeden ze tří testů). Získává (6 - 1×2) + 0 = 4 body.

Příklad 4: Student odevzdá program s chybou těsně před koncem 2 týdenní odevzdávací periody. Cvičící vyhodnotí a student má 1 týden na opravu. V programu ale stále zůstane chyba. Další opravu student již odevzdávat nemůže. Program tak není plně funkční (řekněme že nefungují dva ze tří testů). Získává (6 - 2×2) + 0 = 2 body.

Příklad 5: Student odevzdá program s chybou těsně před koncem 2 týdenní odevzdávací periody. Cvičící vyhodnotí a student má 1 týden na opravu. Opravený program je plně funkční. Získává 6 + (6 - 2) = 10 bodů. Student ale riskoval výrazně méně bodů, viz. příklad 4.

Příklad 6: Student odevzdá úkol napoprvé kompletně funkční program, pouze v bonusu za 2 body je chyba. Oprava se mu nevyplatí, protože odevzdaním napodruhé stejně ztrácí 2 body. Získává 6 + 6 = 12 bodů (z 14 maximálně možných, korektnost bonusu se do korektnosti celého příkladu nepočítá).

• Počínaje 1. úkolem se domácí úkoly odevzdávají.
• Každý program má v zadání uvedeno, jak se má jmenovat; tyto názvy je třeba dodržovat - vyučujícím to umožňuje kontrolu, včetně automatického odevzdání nanečisto. Speciálně si zkontrolujte velke a malé písmenka všech odevzdávaných souborů.
• Odevzdáním se rozumí uložení zdrojového programu do SVN repozitáře a spuštění skriptu (viz. dále), který informuje vás i cvičícího o výsledku automatické kontroly. Pouhé uložení programu do repozitáře nestačí - vyučující neví, zda je to již konečný tvar programu a nemůže dost dobře pořád kontrolovat, zda už byl program odevzdán.
• Zdrojový program nesmí při překladu výše uvedeným překladačem a parametry hlásit chyby ani varování.
• Celý program musí být uložen v souborech se jmény výslovně požadovanými v zadání. Pokud je v zadání požadováno pouze vytvoření určité části programu, musíte pro ni sestavit svůj testovací program main pro vlastní odzkoušení, i když cvičící použije jiný testovací main.
• Nespoléhejte na úkony prováděné s vašimi funkcemi/proměnnými ve vámi dodaném mainu (např. inicializace proměnných apod.). Při opravě bude typicky použit jiný main a tyto úkony se neprovedou!
• Odpadne-li cvičení (např. pro státem uznaný svátek), studenti zpracují příklad na ně plánovaný samostatně v termínu, jako kdyby cvičení neodpadlo. Příklady, které měly být do dne odpadlého cvičení odevzdány, je třeba odevzdat nejpozději následující pracovní den.

Pracujte samostatně!

• Příklady musí student zpracovat samostatně. Tento požadavek nevylučuje možnost společného posouzení metody řešení (algoritmu) s jinými studenty, ale samotné naprogramování musí být vlastní prací. Bude-li zjištěno okopírování zdrojového textu (byť jenom částečné) od jiného studenta nebo z jiného zdroje, bude (u obou studentů) oceněno až 10 trestnými body resp. projednáním u disciplinární komise, program bude považován za chybný a vrácen k novému naprogramování. Podobně bude postiženo odevzdání programu vytvořeného zcela nebo zčásti další osobou (třeba získanou z internetu). Vyučující mají k dispozici prostředky, jak zjistit, zda program není nadměrně podobný programu jiného studenta (včetně programů odevzdaných v předchozích semestrech)!
• Nad odevzdanými domácími úlohami probíhá automatická kontrola opisu (se zpoždění, každý úkol s každým). Pokud dojde k nalezení příliš podobného programu, budou potrestání oba autoři odevzdaných úkolů.
• Neposkytujte své programy „jako inspiraci“ jiným studentům, mnohokrát se stalo, že student takto získaný program (s mírnými změnami) opsal a odevzdal a za podvod byl postižen i původní autor!

• Založte si SVN repozitář na Aise
  • https://fadmin.fi.muni.cz/auth/
  • Počítačová síť → Subversion účet
  • Přidat nový repozitář → vášlogin_pb161 (např. xsvenda_pb161)
  • Váš repozitář bude na prohlížení dostupný na adrese https://svn.fi.muni.cz/fi/vášlogin_pb161/
• Přidejte uživatele xtoth1 s právem číst (read), nikoho dalšího nepřidávejte (jinak by vaše soubory byly přístupné k potenciálnímu opisování)
• Vytvořte si na lokálním PC adresář PB161 s podadresáři hw01, hw02,…,hw05
• Spojte adresář PB161 s SVN repozitářem (viz. návod SVN)
• Vytvořený repozitář NIKDY nemažte. Pokud potřebujete odstranit nějaký soubor, smažte jej v lokálním adresáři a proveďte commit. Smazání repozitáře (např. přes administrativní rozhraní na fadmin) bude penalizováno -5 body (takové smazání nám způsobuje netriviální problémy pro provoz kontroly domácích úkolů).

Vypracovaný úkol lze odevzdat „nanečisto“ (pokusně, není bodováno) a „naostro“ (v případě nalezení chyb může dojít ke stržení bodů). Nanečisto lze zkoušet odevzdávat příklad bez omezení. Naostro lze příklad odevzdávat pouze v omezenou dobu a s omezeným počtem pokusů (viz. níže).

• Odevzdání nanečisto:
  • Vypracovaný domácí úkol lze odevzdat „nanečisto“ a v případě zjištění problémů dopracovat.
  • Při odevdávání nanečisto nepíšete svému cvičícímu žádný mail ani mu jinak neoznamujete odevzdání.
  • Odevzdání nanečisto provedete tímto způsobem:
    • Nakopírujte odevzdávané soubory do vašeho SVN repozitáře (viz. výše)
    • Spusťte skript /home/xtoth1/kontrPublic/odevzdavam pb161 hw0X nanecisto (např. '/home/xtoth1/kontrPublic/odevzdavam pb161 hw01 nanecisto')
    • Za cca 15 minut obdržíte na email vyhodnocení vašeho programu.
  • Důležité: Fakt, že vám odevzdání nanečisto neukazuje žádnou chybu neznamená, že ji váš program neobsahuje. Tato chyba může být zachycena rozšířenou sadou testů při odevzdání naostro a může vést ke stržení bodů. Odevzdání nanečisto slouží jako pomocná doplňková služba a nenahrazuje dostatečné otestování odevzdávaného programu. Speciálně nelze uplatňovat argument, že odevzdání nanečisto chybu nenalezlo a tak by body neměly být strženy.
• Odevzdání naostro:
  • Všechny odevzdávané programy musí být přeloženy a zkontrolovány na počítači Aisa, neboť na něm je bude kontrolovat i vyučující.
  • Pro překlad se používá překladač g++ -ansi -pedantic -Wall.
  • Odevzdání naostro - spuštění skriptu:
    • Nakopírujte odevzdávané soubory do vašeho SVN repozitáře (viz. výše)
    • Spusťte skript /home/xtoth1/kontrPublic/odevzdavam pb161 hw0X naostro (např. '/home/xtoth1/kontrPublic/odevzdavam pb161 hw01 naostro')
    • Za cca 15 minut obdržíte na fakultní email (email ve tvaru login@fi.muni.cz) vyhodnocení vašeho programu. Další mail obdrží i váš cvičíci a na jeho základě vám budou přiděleny body do poznámkového bloku.
  • Pokud je nalezen problém, student jej znovu odevzdává až ve chvíli, kdy je přes poznámkový blok zadáno vyhodnocení předchozího pokusu.
  • Vypracovaný nebo opravený úkol lze odevzdat maximálně 3x.
  • Cvičící má na opravu nahlášeného odevzdaného řešení úkolu 1 týden (typicky ale bude opraveno dříve).
  • Odevzdávání úkolu je možné provádět pouze do 4 týdnů od jeho zadání (přesné datum je uvedeno u zadání úkolu). Poté je povoleno odevzdání pouze jediné opravy. Toto omezení může v kombinaci s týdnem na opravu cvičícím omezit maximální počet odevzdání opraveného úkolu. Např. pokud odevzdáte poprvé příklad těsně před vypršením 4 týdenního limitu, budete příklad moci opravovat pouze jednou.
  • Pokud je cvičícím úkol shledán zcela v pořádku, jsou uděleny do poznámkového bloku zapsány body. Pokud není úkol do uplynutí 4 týdenního intervalu a jedné případné opravy v pořádku, přidělí cvičící pouze část bodů odpovídající míře fungování aktuálního stavu programu.
  • Po 6 týdnech od zadání úkolu dochází ke zveřejnění ukázkového řešení příkladu.
• Pokud vyučující nalezne v opravovaném programu chyby, oznámí je studentovi (obvykle mailem a zápisem do poznámkových bloků). Do poznámkového bloku zapíše stav odevzdání příkladu včetně krátkého popisu zjištěného problému. Např. „při záporných datech havaruje na výpočtu odmocniny.“
• K některým složitějším cvičením mají studenti k dispozici testovací data, u všech cvičení si mohou na vzorovém řešení ověřit, jak by měl program pracovat. Vzorová řešení jsou studentům k dispozici v přeloženém tvaru, po uplynutí doby na odevzdávání bude zveřejněno i ukázkové řešení úkolu.

Ukázkový případ

1. Student vypracuje příklad a odevzdá „nanečisto“.
2. Výsledky odevzdání nanečisto ukazují na chybu. Student chybu opraví, ale zatím neztrácí žádné body. Další odevzdání nanečisto již neukazuje na žádnou další chybu.
3. Student odevzdává „naostro“ a spouští skript informující cvičícího.
4. Cvičící nalezne rozšířenou sadou testů další chybu, vyplní studentovi do poznámkového bloku snížení získatelných bodů a pošle studentovi popis nalezené chyby.
5. Student chybu opraví a znovu odevzdává „naostro“ (předtím může využít pro kontrolu opět odevzdání nanečisto).
6. Cvičící nenalezne další chybu a zapisuje studentovi do poznámkového bloku záznam se získanými body.

Na základě absolvování cvičení dostává student od svého vyučujícího zápočet. Podmínkou pro bezproblémové získání zápočtu je splnění následujících kritérií:

1. Maximálně 2 absence ve cvičení (více pouze na základě lékařského potvrzení atp; toto potvrzení musí být v požadovaném termínu odevzdáno na studijní oddělení FI).
2. Celkové bodové skóre z domácích úkolů, průběžného testu a testíků na cvičení ne horší než 55 bodů. Toto skóre ovlivňuje i známku ze zkoušky.
3. Uspěšné vypracování praktického zápočtového příkladu v rámci zápočtového týdne přímo na hodině v navštěvované seminární skupině.

• Jestliže student uvedené požadavky nesplní - zejména, pokud byl uvedený limit překročen jen málo - může mu vyučující umožnit získání zápočtu po splnění dodatečných požadavků (například vypracování dalšího příkladu, dodatečné vypracování nepovinného příkladu nebo přepracování některého odevzdaného a odsouhlaseného příkladu znovu jiným způsobem).
• Práci studenta ve cvičení kontroluje a zápočty uděluje výhradně vyučující jeho seminární skupiny. Proti jeho rozhodnutí se lze odvolat k přednášejícímu.
• Zápočet se de facto dává i studentům, kteří předmět končí zkouškou; v tomto případě se však nezapisuje běžným způsobem do IS, ale pouze se provede zápis do poznámkového bloku.

Tento semestr je zavedeno následující bodování předmětu. Tabulka představuje přehled bodového rozložení:

Zápočet je udělen za zisk alespoň 55 bodů (součet Domácí úkoly + Průběžný test + testíky na cvičení + bonusy na cviceni) a úspěšného vypracování zápočtového příkladu na hodině.