Behörighetskrav

Programkonstruktion och datastrukturer

Mål

Syftet med kursen är att studenterna ska få förståelse för de principer som ligger till grund för imperativa och objektorienterade språk och för variationer mellan språken. De ska också lära sig att programmera väl i sådana språk och arbeta med programutveckling, dokumentation och testning på ett strukturerat sätt och med hjälp av därtill avsedda verktyg.

I kursen studeras minst tre imperativa språk: ett objektorienterat, ett utan särskilt stöd för objektorientering samt ett skriptspråk.

Efter godkänd kurs ska studenten kunna

• redovisa en detaljerad förståelse av centrala delar av programspråken i kursen, till exempel genom att i detalj förklara hur program exekverar och beskriva hur information är lagrad i programmets datastrukturer.
• förklara och exemplifiera kvalitativa och kvantitativa aspekter av ett programs design, implementation och källkod.
• förklara skillnaden mellan manuell och automatisk minneshantering samt grundläggande relaterade begrepp (som stack, heap, statisk minnesarea) och använda verktyg för felsökning av minnesfel.
• förklara hur större programuppgifter kan lösas och resonera om olika lösningsalternativ.
• redogöra för hur enkla parallelliserbara problem kan lösas effektivt med relevanta hjälpmedel .
• designa, koda, granska, testa, felsöka och dokumentera egna program, med hjälp av lämpliga verktyg.
• läsa, förstå och modifiera icke-trivial kod som studenten själv inte har skrivit.
• beskriva -- oberoende av programkoden -- den uppgift ett program skall lösa och de förutsättningar som krävs för att det skall kunna arbeta. Motivera varför programmet under dessa förutsättningar är korrekt, samt specificera och konstruera testfall och köra tester för att verifiera detta.
• ta fram lämplig dokumentation för programmering och testhantering.
• beskriva nyckelbegrepp och standarder, förklara och utvärdera processer och strategier för programvaruutveckling, särskilt testning.
• samarbeta med andra studenter i programmeringsprojekt där nyskriven kod integreras med existerande.

Innehåll

Programstrukturer som tas upp är bland annat: procedur, funktion, array, loop, pekare, struktur, automatisk och manuell minneshantering, objekt, klass, metod, arv, polymorfism, undantag. Olika former av variabelbindning och -överföring tas upp (värdesemantik, referenssemantik, call-by-name och statisk kontra dynamisk variabelbindning).

För att visa att program är korrekt används t.ex. begreppen för- och eftervillkor, representationsinvariant, loop- och rekursionsvariant.

Enklare concurrent- och parallellprogrammering behandlas med tonvikten lagd på enkelt parallelliserbara problem samt concurrency som en programmeringsabstraktion.

Testning av moduler, t.ex. genom "svartlådetestning" (baserad på modulens specifikation) och genom "vitlådetestning" (där utvecklaren strävar efter att garantera att alla programsatser, exekveringsvägar eller metoder används under testet). Viss integrationstestning och kravbaserad systemtestning.

Systematisk arbetsgång för kravspecifikation, problemanalys, programdesign, kodning, kodgranskning, testning, felsökning samt dokumentation.

Programmeringsspråk som kan förekomma är exempelvis Java, C, C++ samt dynamiska språk och skriptspråk som Perl och Python. Jämförelser med funktionella språk görs.

Undervisning

Föreläsningar, lektioner, laborationer, gästföreläsningar/studiebesök. Laborativa moment utgör en stor del av kursen.

Examination

Kursen examineras med två skriftliga tentamen (4+4 hp) samt muntlig och/eller skriftlig redovisning av laborationer (4 hp) och inlämningsuppgifter (4+4 hp). Kursbetyget baseras på tentamen och inlämningsuppgifter.

Övriga föreskrifter

Kursen kan ej räknas i examen tillsammans med någon av följande kurser:

Programmeringsteknik II, NV2, MN2: 1TD720, 1TD721, 1TD722, 1TD770, 1TD772

Programmering: 1DT042

Objektorienterad programmering (med Java/C++): 1DL013, 1DL100, 1DL028, 1TD292, 1TD321, 2AD510, 2AD512

Datorer och programmering TDB3: 1TD335

Imperativ programmering: 1DL126

Imperativ och objektorienterad programmering 1DL220

Programmering för språkteknologer II: 5LN446

Algoritmer och datastrukturer i objektorienterad programmering: 5LN405

Algoritmer, datastrukturer och objektorienterad programmering: 2AD239.

Programvaruteknik 1DL250, 1DL004

Testmetodik 1DT053

Av Algoritmer och datastrukturer DV1, 1TD442, kan 6 hp (av 9) tillgodoräknas tillsammans med denna kurs.