Forelæsning Uge 1 Mandag

Transkript

1 Forelæsning Uge 1 Mandag Hvad er programmering? Eksempel: program, der kan løse sudoku opgaver Programmering og problemløsning dintprog kurset Hvad kan I forvente at lære Undervisningsprincipper Plagiering Demo af programmeringsomgivelser Afleveringsopgave: Solnedgang Greenfoot

2 Program til at løse Sudoku opgaver Opgaven er at udfylde de manglende felter, således at, hver af de 9 rækker hver af de 9 søjler hvert af de 9 kvadrater indeholder hvert af cifrene 1-9 præcis én gang 2

3 Sudokus Sudoku er inspireret af latinske kvadrater Introduceret af schweizeren Leonhard Euler, som var den største matematiker på sin tid Sudoku blev enormt populær fra 1984 og frem Specielt i Japan, men også i resten af verden Navnet Sudoku, er en forkortelse af den japanske sætning Suji wa dokushin ni kagir som betyder tallene må kun forekomme én gang Mange danske aviser har Sudoku opgaver Computere og Sudoku Sudoku opgaver kan konstrueres ved hjælp af computere Her skal vi i stedet se på, hvordan Sudoku opgaver kan løses ved hjælp af computere dvs. ved hjælp af programmering 3

4 Strategi med udgangspunkt i ciffer

5 Strategi med udgangspunkt i felt 3 5

6 Algoritme til løsning af soduku opgaver Afprøv systematisk alle muligheder a b c d e f g h i a1 c1 e g i a2 b e2 9 h2 2 4 i2... Vi kan ikke komme videre frem (vejen er blokeret) Vi må gå tilbage af den sti vi kom (indtil vi kan tage et andet valg) Det kaldes backtracking 6

7 Algoritme til løsning af soduku opgaver Afprøv systematisk alle muligheder a b c d e f g h i a1 c1 e g i a2 b e2 9 h2 2 4 i2... 7

8 Algoritme til løsning af soduku opgaver Afprøv systematisk alle muligheder a b c d e f g h i a1 c1 e g i a2 b e2 9 h2 2 4 i2... 8

9 Algoritme til løsning af soduku opgaver Afprøv systematisk alle muligheder a b c d e f g h i a1 c1 e g i a2 b e2 9 h2 Vores vejvalg udgør et træ Roden er foroven, grenene i midten og bladene forneden i Enten finder vi en løsning (i et af del-træerne) eller også har vi vist, at der ikke findes en løsning 9

10 Algoritmen pseudokode Java-kode prøvallemuligheder() { HVIS alle felter er udfyldt { udskriv løsning } ELLERS{ husk felt gå til næste frie felt FOR hvert ciffer c { HVIS c kan bruges { indsæt c i felt prøvallemuligheder() } } // tryall() // allfilled() // printgrid() // previous = currentfield() // advancetonextunfilled() // promissing(c) // setfieldvalue(c) // tryall() } } fjern indsatte værdi gå tilbage til forrige felt // clearcurrentfield() // settofield() 10

11 Java-version public void tryall() { if ( g.allfilled() ) { g.printgrid(); } else { // try all values at next field Field previous = g.currentfield(); g.advancetonextunfilled(); for ( int c = 1; c <= 9; c++ ) { if ( g.promissing(c) ) { g.setfieldvalue(c); tryall(); } } } } // backtrack to previous field g.clearcurrentfield(); g.settofield(previous); "games/jpx.sud" 11

12 Klassemodel Solver void tryall() 1 Grid boolean allfilled() void printgrid() Field currentfield() void advancetonextfield() boolean promissing(int c) void setfieldvalue(int v) void clearcurrentfield() void settofield(field f) 12

13 Programmering og problemløsning Computerens styrker At kunne foretage simple beregninger lynhurtigt På kort tid at kunne lagre store datamængder søge i store datamængder bearbejde store datamængder afsøge et stort antal muligheder og kombinationer Laver ingen fejl (hvis den er programmeret korrekt) 13

14 Programmering En computer er en generel maskine, der kan programmeres til at gøre forskellige ting Computer + X-program = X-maskine X = skak, sudoku, tekstbehandling, kasseapparat, Facebook, Google, Dropbox, itunes, Windows, Linux, OS X, Program Program Program Program Computer 14

15 En Sudoku-maskine Sudoko-løser Solver Grid Java Java VM C++ Java Java VM C++ Computer Computer 15

16 Programmering og problemløsning Identificer problemet Evaluer resultatet Analyser løsningsmuligheder Implementer idéen via et program (f.eks. i Java) Vælg den bedste idé Programmering 16

17 Information om dintprog kurset Simpel programmering til husbehov I vil lære nogle grundliggende ting omkring programmering Efter kurset vil I kunne lave simple programmer og forstå de vigtigste principper bag programmering Men I bliver ikke verdensmestre i at programmere på 7 uger. Det kræver masser af træning gennem flere år Sammenlign med at lære at spille guitar eller fodbold Programmering kræver masser af praktisk øvelse I lærer ikke at programmere ved at læse bøger eller se videoer I lærer det ved at øve jer igen og igen Der er masser af basale ting som skal sidde på rygmarven, og som I skal kunne gøre i søvne Sammenlign med guitar/fodbold 17

18 Læringsmål Deltagerne skal ved afslutning af kurset kunne anvende grundlæggende konstruktioner i et sædvanligt programmeringssprog identificere og forklare arkitekturen af simple programmer identificere og forklare betydningen af simple specifikationsmodeller implementere simple specifikationsmodeller i et sædvanligt programmeringssprog anvende standardklasser ved realisering af programmer Eksamen er en praktisk prøve i programmering 30 minutters varighed svarer til køreprøve eneste tilladte hjælpemidler er: JavaDoc for Javas klassebibliotek (API) BlueJ editoren (eller en anden Java editor) 18

19 Aktiviteter på kurset Øvelser praktisk arbejde under vejledning af instruktorer Afleveringsopgaver praktisk træning feedback (til jer og til os) Større projekt i uge 5 bringer mange ting sammen Intensiv træning inden eksamen Hjemmearbejde gennemgå materiale forberede opgaver Videoer (30 stk) præsentation af centralt stof tilgængeligt når som helst Forelæsninger overblik, begreber, principper og eksempler Forelæsninger Øvelser Hjemmearbejde I alt 3 timer 4 timer 5-8 timer timer Studerende, der på forhånd kender til programmering, kan klare kurset med lavere belastning For dem er forelæsningerne ikke så vigtige, men øvelserne er 19

20 bb.au.dk 20

21 Undervisningsprincip I møder de samme begreber og teknikker mange gange gennem kurset (spiral-metoden) Introduktion ved forelæsning Selvstudie via video eller bogkapitel Praktisk træning ved en eller flere øvelsesgange Repetition i senere forelæsning Mere praktisk træning osv. Kursets forløb Der introduceres rigtigt meget forskelligt stof i de første 3-4 uger Derefter kommer der ikke så meget nyt i stedet arbejdes der videre med de begreber og teknikker, som I allerede er stødt på Vær med fra start De første 3-4 uger kan være overvældende og svære Men hold ud og klø på kommer I bagud i denne fase, er det meget vanskeligt at indhente 21

22 Par-programmering Ved øvelserne arbejdes i par (på 2 personer) Gælder også afleveringsopgaver (bortset fra uge 6 og 7) I må også gerne lave hjemmearbejde og forberedelse i par/grupper Ved at arbejde i par hjælper I hinanden, så I ikke så let går i stå på grund af småproblemer Det træner jer i at kunne arbejde sammen med andre Derudover er det en praktisk foranstaltning, således at instruktorerne kan nå at komme rundt på hele holdet (skal kun se og kommentere 12 besvarelser i stedet for 24) 22

23 Når I ikke kan få jeres kode til at virke Ved øvelserne 1. Spørg dig selv 2. Spørg din makker 3. Spørg et andet par 4. Kig i slides og JavaDoc 5. Spørg jeres instruktor Så sparer i tid og øver jer Uden for øvelserne Brug webboardet I får meget hurtigere svar Svaret kan hjælpe mange andre Ved forelæsningerne Jeg kigger ikke på jeres detaljerede kode i pauserne Det kan jeg simpelthen ikke nå Brug webboardet, så andre kan få gavn af spørgsmålet/svaret Men jeg svarer meget gerne på (næsten) alle andre spørgsmål Læg ikke hele jeres løsning på webboardet Kun den metode, udtryk, sætning eller lignende som ikke virker Ellers kan andre "stjæle" jeres kode Instruktorerne får for meget kode at kigge på 23

24 Plagiering Enhver form for plagiering er uacceptabelt og sidestilles med eksamenssnyd, som er en alvorlig forseelse Det er forbudt at kopiere andre studerendes afleveringsopgaver, og det samme er tilfældet for opgaver, som man finder på nettet eller andet steds Det gælder både hele opgaver og dele af opgaver (med mindre der eksplicit er gjort opmærksom på, at dele af en opgave er lånt/inspireret andetsteds fra) Det er både en forseelse at aflevere kopi af andres opgaver og at lade andre aflevere kopi af ens egen opgave Kurset har nul-tolerance over for plagiering Studerende, der bliver grebet i plagiering, får ikke godkendt deres obligatoriske opgaver, og kan derfor først komme til eksamen det efterfølgende år 24

25 Programmering er svært Programmering Anderledes Svær tankegang Faser Motivation Begejstring Tvivl? Frustration Eksistentiel krise Heureka! Fascination Indsigt Magt over teknologien Begejstring Tid 25

26 Programmeringssprog og -omgivelser Objektorienteret programmeringssprog Greenfoot 26

27 Afleveringsopgave: Tegninger I BlueJ skal I lave nogle simple børnetegninger ved hjælp af kvadrater, trekanter og cirkler I afleveringsopgaven skal I få solen til at gå ned 27

28 Opsummering Hvad er programmering? Eksempel: program, der kan løse sudoku opgaver Programmering og problemløsning dintprog kurset Hvad kan I forvente at lære Undervisningsprincipper Plagiering Demo af programmeringsomgivelser Afleveringsopgave: Tegninger 28

29 CS Challenge Henvender sig til alle 1. års studerende, der følger den introducerende datalogiundervisning Det er et tilbud, og derfor på ingen måde obligatorisk Der stilles seks sjove udfordringer inden for programmering De skal løses hen over efteråret (første aflevering 6. september) Hver udfordring illustrerer universelle principper om algoritmer og programmer Det handler mere om at tænke end at knokle. Deltagerne får detaljeret feedback på deres løsninger "Fantastiske præmier" til dem, der gennemfører alle seks Mere information: cs.au.dk/challenge LINK 29

30 Studiestartsprøve Der er fra i år indført studiestartsprøve for alle nye bachelorstuderende Prøvens hovedformål er hurtigt at finde de studerende, der ikke har påbegyndt studiet, så de kan udmeldes inden det officielle sommeroptag opgøres den 1. oktober Prøven indeholder to opgaver: Du skal logge ind på selvbetjeningen mit.au.dk og tjekke, at dine oplysninger er korrekte Du skal udfylde et tilsendt spørgeskema, hvor der spørges ind til baggrund, studievalg og hvordan introdagene har været Hvis du ikke gennemfører de ovennævnte opgaver, dumper du studiestartsprøven og vil blive udmeldt Studiestartsprøven stilles 31.august med svarfrist 4.september 30

31 Det var alt for nu.. spørgsmål 31