C++11プログラミングのトレーニングコース

日本（オンラインまたは対面）にて開催されるこのインストラクター指導型講座は、上級C++技術を用いて複雑で安全性が高く高性能なシステムやアプリケーションを開発したい開発者向けの実習重視型トレーニングです。

本講座終了時には受講者は以下のスキルを習得できます：

• C++用ライブラリ・パッケージ・フレームワークを含む開発環境の構築方法
• C++の機能・構成要素・基本事項の理解
• 上級プログラミング技法を用いて複雑なC++アプリケーションを作成する能力
• 読みやすく高速かつ安全なC++コードの記述方法
• C++における典型的なセキュリティ問題とその対処法の把握
• コード品質および安全性確保のためのテスト戦略の実施手法
• C++開発向け診断・デバッグツールの活用方法

安全なCおよびC++コードの記述には、悪意のある攻撃に対する厳格な防御、メモリ不正アクセスへの対策、入力検証の回避防止が必要です。このプログラムでは、バッファオーバーフロー、use-after-free、整数オーバーフロー、型混乱といった脆弱性パターンを詳しく解説します。参加者は安全なコーディングガイドライン、静的解析ツール、防御的プログラミング手法を活用して、弱点の除去、入力のサニタイズ（正当化）、およびサイバー攻撃に強い堅牢なソフトウェアの実装を行います。

C++はマイコンやリアルタイムオペレーティングシステム（RTOS）などの組込みシステムに適しているでしょうか？

マイコンでオブジェクト指向プログラミング（OOP）を活用すべきでしょうか？

C++はハードウェアから遠すぎるため、効率的ではないのでしょうか？

このインストラクター主導のライブトレーニングでは、これらの問いに答え、議論と実践を通じて、正確で読みやすく、効率的なコードによる組込みシステムの開発にC++をどのように活用するかを実演します。参加者は、サンプルとなる組込みアプリケーションをC++で作成することで、理論を実践に移すことができます。

このトレーニングの終了までに、参加者は以下ができるようになります：

• オブジェクト指向モデリング、組込みソフトウェアプログラミング、リアルタイムプログラミングの原則を理解する
• 小さく、高速で安全な組込みシステムのコードを作成する
• テンプレート、例外、その他の言語機能によるコードの肥大化を避ける
• 安全性が重要なシステムやリアルタイムシステムにおけるC++の使用に関する課題を理解する
• ターゲットデバイス上でC++プログラムをデバッグする

受講者像

• 開発者
• 設計者

コースの形式

• 講義と議論、演習、実践的なハンズオン練習を組み合わせる

本講座は日本にて実施されるインストラクター主導のライブトレーニング（オンライン／会場）で、CUDAを利用してアプリケーション高速化や高性能GPUカーネルの作成、科学計算・データ処理・機械学習向け並列アルゴリズムライブラリ活用を目指すC++開発者様に最適な内容です。

本研修では、オブジェクト指向的な組み込みシステム開発においてC言語に代わる共通な拡張手段としてC++を紹介します。C++はC言語を包含するため、自然な流れでCからC++へと移行でき、さらにC++の内部実装方法についても解説します。これは特にリソースが限られた組み込み環境においてC++を用いる際に非常に重要となります。近年C++標準では大規模な改訂が進められており、いわゆるC++11のほか、新たにC++14も導入されました。本コースではこれらの改訂によって加わった、高性能なメモリ管理やマルチコア環境での並列処理、ハードウェアに近いレベルでのプログラミング手法などが特に役立つ内容を取り扱います。

目標／得られる効果

本コースの主な目的は、参加者がC++を「正しく」利用できるようになることです。

• 組み込みシステム開発においてオブジェクト指向言語としてC++を導入する方法
• C言語との類似点および相違点の理解
• さまざまなメモリ管理手法の把握 – 特にC++11で導入された移動意味論について
• C++における各パラダイムがマシンコード上でどのように表現されるかを理解する
• テンプレートを用いて型安全な高度な抽象化を実現し、ハードウェア直結的なプログラミング – メモリマップドI/Oや割り込み処理などにも対応 – 特にC++11で導入された可変長引数テンプレートも活用
• 組み込みシステム開発において有用となる設計パターンを紹介する
• 各概念の習得度を確認できる練習問題を用意

対象者

組み込みシステム分野でC++の利用を開始したいC++プログラマーが本研修の対象となります。

前提知識

本コースには「C++ – レベル1」および「C++レベル2 – C++11入門」に相当する程度の基礎的なC++プログラミング知識が求められます。

実習内容

研修中には各講義内容を実践的に練習できる演習問題を用意しています。開発環境としては無料で利用可能なEclipse統合開発環境を使用します。

C言語におけるオブジェクト指向プログラミングは、カプセル化、継承、ポリモーフィズムなどのオブジェクト指向の原則をCプログラミング言語を用いて適用するアプローチです。

このインストラクター主導のライブトレーニング（オンラインまたはオンサイト）は、オブジェクト指向の技術を使用してモジュール化され、保守性が高く、スケーラブルなアプリケーションを設計・構築するためにC言語を使用したい開発者向けに意図されています。

このトレーニングの終了後、参加者は次のことができるようになります：

• 構造化プログラミングのためのC開発環境をインストールおよび設定する。
• structや関数ポインターなどのCのコンストラクトを用いてオブジェクト指向設計の原則を適用する。
• Cプログラムにおけるカプセル化と抽象化を実装する。
• C言語のオブジェクト指向パターンを使用して、再利用可能で保守性の高いコードを設計する。

コースのフォーマット

• インタラクティブな講義と討論
• 多くの演習と練習
• ライブラボ環境でのハンズオン実装

コースのカスタマイズオプション

• このコースの特別トレーニングをご希望の場合は、手配のためにお問い合わせください。

日本にて開催されるこの講師主導型の実習形式の研修では、Qtおよびその各モジュールについて詳細な学習が可能です。

受講を終えるころには、参加者はQtを用いて自分自身でC++アプリケーションを開発するための知識と経験を獲得することになるでしょう。