Studiewijzer OGOPRG-co1/pr1.

© Harry Broeders.

Inleiding

In steeds meer producten en systemen wordt programmatuur gebruikt. Het is zeker dat een aanstaande bachalor of engineering elektrotechniek hiermee te maken krijgt. In de propedeuse heb je leren programmeren in de programmeertaal C met behulp van de functionele decompositie ontwerpmethode (structured programming and structured design). Deze methode van werken is prima geschikt voor kleine programmeerprojecten maar levert bij grote projecten problemen op, vooral op het gebied van onderhoudbaarheid, uitbreidbaarheid en hergebruik. Op dit moment is de zogenaamde objectgeoriënteerde ontwerpmethode (OOD = Object Oriënted Design) erg populair.

Tijdens deze onderwijseenheid zal je de basisaspecten van objectgeoriënteerd programmeren (OOP) leren aan de hand van de, op C gebaseerde, programmeertaal C++. Je zult leren hoe het met behulp van templates mogelijk is om algoritmen en datastructuren generiek te definiëren. Een generiek algoritme is een algoritme dat onafhankelijk is van de gebruikte datatypen. De programmeertaal C++ ondersteunt dus 3 verschillende programmeer paradigma's: structured programming, object oriënted programming en generic programming.

Tevens wordt in deze onderwijseenheid een inleiding gegeven in het modelleren van objectgeoriënteerde systemen met behulp van de UML (Unified Modelling Language) standaard.

In deze onderwijseenheid maak je kennis met object oriënted programming en generic programming en met object oriënted design. In semester ECV (derde jaar) wordt in een keuzemodule verder op deze onderwerpen ingegaan. In de C++ ISO/ANSI standaard is een verzameling generieke algoritmen en datastructuren opgenomen die in deze keuzemodule behandeld zal worden. In deze keuzemodule wordt ook verder op OOD met UML ingegaan.

In het einproject basis en in het ECV keuzeproject kun je de bij deze module geleerde ontwerptechnieken en programmeertechnieken op een projectmatige manier toepassen. De aangeleerde ontwerpmethode en ontwerptechnieken kunnen ook (gedeeltelijk) voor projecten gebruikt worden die niets met software te maken hebben (b.v. use-case-diagrammen, interactiediagrammen en toestandsdiagrammen).

Je zult na afloop van OGOPRG in staat zijn om herbruikbare software componenten te gebruiken, ontwerpen, implementeren en testen. Tevens zul je in staat moeten zijn om samen met collega's (in een projectgroep) de software voor een elekrotechnische systeem te ontwerpen en realiseren. Je bent in staat om de eisen van de gebruikers in zogenaamde use-cases te beschrijven. Je maakt bij het ontwerpen gebruik van een moderne ontwerptool (Visual Paradigm for UML) die de UML diagrammen automatisch omzet naar C++ code.

Globale leerdoelen

Na afloop van OGOPRG:

• ben je bekend met de volgende C++ taalaspecten:
  • plaats en vorm van definities en declaraties
  • constanten door middel van const.
  • standaard include files.
  • input en output met iostream.
  • de standaard typen bool, string, array en vector.
  • range-based for.
  • default parameters en function name overloading.
  • dynamic memory allocation met new en delete.
  • references.
  • class en object (type en instance).
  • member functions en datamembers (behaviour en state).
  • public en private (interface en implementatie).
  • constructor en destructor.
  • speciale constructors (default, copy en conversion).
  • function en operator overloading.
  • conversion operator.
  • inline functies.
  • this pointer.
  • templates.
  • inheritance.
  • protected members.
  • virtual member function overriding.
  • explicit en final ooverriding.
  • polymorphism.
• kun je gebruik maken van de standaard C++ class string en van de iostream library.
• snap je het nut van ADT's.
• kun je een eenvoudig ADT programmeren met behulp van C++.
• kun je een eenvoudige class hiërarchie ontwerpen en implementeren.
• kun je een eenvoudige "collection" ADT ontwerpen, implementeren en testen.
• kun je software ontwikkelen met behulp van de UML notatie.
• kun je de volgende UML diagrammen gebuiken bij het ontwikkelen van een applicatie.
  • klasse- en objectdiagram.
  • use-case-diagram.
  • sequentie- en communicatiediagram.
  • toestands- en activiteitendiagram.
• kun je werken met een UML ontwerptool.
• weet je hoe je software evolutionair kunt ontwikkelen volgens het spiraalmodel.

Als je deze onderwijseenheid met een voldoende hebt afgesloten ben je in staat om de basisaspecten van OOD en OOP toe te passen. Deze aspecten omvatten:

• responsibility driven design (ontwerpen uitgaande van verantwoordelijkheden).
• information hiding (het afschermen van informatie door middel van het scheiden van interface en implementatie).
• abstraction (het afschermen van complexiteit door middel van het scheiden van interface en implementatie).
• inheritance (het mogelijk maken van een nieuwe vorm van hergebruik, ... is een ... in plaats van ... heeft een ...).
• polymorphism (veelvormigheid mogelijk gemaakt door dynamic binding).

Literatuur

Tijdens het eerste deel van dit onderwijsdeel (Objectgeoriënteerd Programmeren met C++) heb je geen boek nodig. Alle leerstof kun je in het dictaat vinden. Als je de leerstof onduidelijk vindt of als je meer voorbeelden zoekt zul je zelf op zoek moeten gaan naar een goed C++ boek. Een bruikbaar Nederlands boek is: Leen Ammeraal, C++ / druk 6, ISBN 9039519358. Als je meer achtergrondinformatie of diepgang zoekt kun je het volgende boek gebruiken: Bruce Eckel, Thinking in C++ 2nd Edition, Volume 1, ISBN 0-13-979809-9. Dit boek is ook gratis te downloaden van: http://mindview.net/Books/TICPP/ThinkingInCPP2e.html.

Tijdens het tweede deel van dit onderwijsdeel (Objectgeoriënteerd Ontwerpen met UML) heb je wel een boek nodig.
Warmer & Kleppe, Praktisch UML, 5de editie ISBN 9789043020558

Broeders, Dictaat Objectgeoriënteerd Programmeren in C++.

Toetsing en beoordeling.

Er worden voor deze onderwijsdelen twee deelresultaten vastgesteld waarbij het eerste resultaat (tentamen OGOPRG-co1) een cijfer (1..10) is en het tweede resultaat (practicum OGOPRG-pr1) een O(nvoldoende) of V(oldoende) is. Als het tweede resultaat een O is dan kan de onderwijseenheid waar deze onderwijsdelen deel van uitmaken niet worden behaald. Bij het tentamen mag je een boek, het dictaat en eigen aantekeningen gebruiken. Het tentamen bestaat uit open vragen. Het practicum wordt beoordeeld met Onvoldoende of Voldoende. Het practicum bestaat uit 4 opdrachten. De opdrachtbeschrijving kun je hier vinden. Alle opdrachten worden afzonderlijk beoordeeld met een voldoende of onvoldoende aan de hand van:

• een demonstratie om de juiste werking aan te tonen.
• een inhoudelijk gesprek over opzet en uitvoering van de implementatie. Tijdens dit gesprek zal de docent enkele vragen stellen over de manier van aanpak en/of de werking van het programma. Als je deze vragen (over je eigen programma) niet kunt beantwoorden dan krijg je een onvoldoende! Als bij jou een opdracht met onvoldoende wordt beoordeeld krijg je 1 keer de kans een vervangende opdracht te maken.

Om het practicum met een voldoende af te sluiten moeten alle opdrachten voldoende zijn. De deadline is week 7 van het kwartaal, je krijgt dan je eindbeoordeling voor dit practicum: voldoende of onvoldoende. Een onvoldoende als eindresultaat voor dit practicum kan (in overleg met de docent) worden herkanst in week 10.

Weekplanning theorie.

De planning voor de theorie kan gedurende het kwartaal nog worden aangepast!

Weekplanning practicum.