Der Kurs „Parallelität und Multithreading“ befasst sich mit Parallelität und Multithreading in C++ und vermittelt den Teilnehmern die Fähigkeiten, leistungsstarke Anwendungen zu entwickeln, die moderne Multi-Core-Prozessoren voll ausschöpfen. Ausgehend von den Grundlagen der Threads und dem Lebenszyklusmanagement behandelt das Modul anschließend Synchronisationsmechanismen, die Race-Conditions verhindern und die Thread-Sicherheit gewährleisten. Die Lernenden erlernen atomare Operationen für die lock-freie Programmierung und implementieren asynchrone Programmiermuster unter Verwendung von Futures und Promises. Durch praktische Übungen mit realistischen Szenarien, darunter die Verarbeitung von Webserver-Anfragen und parallele Datenanalysesysteme, entwickeln die Teilnehmer die Fähigkeit, häufige Herausforderungen der parallelen Programmierung zu analysieren und zu lösen, während sie bewährte Verfahren aus der Industrie für die Entwicklung robuster, skalierbarer Anwendungen anwenden.

Der Kurs „Best Practices und Code-Optimierung“ konzentriert sich auf bewährte Verfahren und Techniken zur Code-Optimierung, die für die Entwicklung leistungsstarker C++-Anwendungen unerlässlich sind. Die Teilnehmer analysieren Code auf Leistungsengpässe und wenden Optimierungsstrategien an, um die Ausführungsgeschwindigkeit und die Speichernutzung zu verbessern. Das Modul behandelt Techniken zur Speicheroptimierung, darunter cachefreundliche Datenlayouts und die Zuweisung von Speicherpools, die Analyse von Algorithmen mithilfe der Big-O-Notation sowie die Compiler-Optimierung durch Flags und Pragma-Direktiven. Darüber hinaus werden die Lernenden moderne C++-Idiome wie die RAII-Prinzipien und die Move-Semantik implementieren, Profiling-Tools zur Messung und Validierung von Leistungsverbesserungen einsetzen und das Urteilsvermögen entwickeln, um in professionellen Softwareentwicklungskontexten ein Gleichgewicht zwischen der Lesbarkeit des Codes und den Optimierungsanforderungen herzustellen.

„Modern C++ Features and Documentation“ befasst sich mit modernen C++-Funktionen und professionellen Dokumentationspraktiken, die für die heutige Softwareentwicklung unverzichtbar sind. Die Teilnehmer lernen, leistungsstarke Funktionen aus C++17 und C++20 zu nutzen, darunter strukturierte Bindungen, std::optional, std::variant, Konzepte, Bereiche und Coroutinen, und erhalten gleichzeitig Einblicke in die Entwicklung der Sprache und ihre zukünftigen Ausrichtungen. Das Modul behandelt zudem umfassende Prinzipien der Dokumentation, von effektiven Code-Kommentaren und API-Dokumentation bis hin zu Standards für die Projektorganisation. Darüber hinaus nutzen die Lernenden GenAI-Tools, um Dokumentation effizient zu erstellen und zu pflegen, wobei sie Best Practices für die Qualitätsbewertung und die Integration in Arbeitsabläufe anwenden, um sicherzustellen, dass die Dokumentation korrekt, aktuell und für Entwicklungsteams wertvoll bleibt.

Dieses Abschlussmodul fordert die Lernenden heraus, alle im Laufe des Kurses erlernten fortgeschrittenen C++-Konzepte in ein umfassendes Anwendungsentwicklungsprojekt zu integrieren. Die Lernenden entwerfen und implementieren eine anspruchsvolle Lösung unter Verwendung von STL-Containern und -Algorithmen, Parallelität und Multithreading, Optimierungstechniken sowie modernen C++17/C++20-Funktionen. Das Projekt umfasst drei Phasen: Architekturentwurf und Planung, Implementierung mit gründlichen Tests sowie Leistungsoptimierung mithilfe KI-gestützter Dokumentation. Durch diese praktischen Erfahrungen weisen die Lernenden nach, dass sie für die Softwareentwicklung auf Unternehmensebene und für technische Führungsrollen in professionellen Umgebungen bereit sind.