Forelæsning Uge 1 – Mandag Hvad er programmering? –Eksempel: program, der kan løse sudoku opgaver –Programmering og problemløsning dIntProg kurset –Hvad.

Præsentationer af emnet: "Forelæsning Uge 1 – Mandag Hvad er programmering? –Eksempel: program, der kan løse sudoku opgaver –Programmering og problemløsning dIntProg kurset –Hvad."— Præsentationens transcript:

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? –Studiecafé –Undervisningsprincipper –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 Lidt Sudoku historik 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 –”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 stadig 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 1707-1783

4 Strategi med udgangspunkt i ciffer 1 1 1 1 1 4 1

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 123456789123456789 a1 c1 e1 g1 i1 a2 b2 e2 h2 i2... 939 278 78 8 39278 17 7 92 92414 6 Vi kan ikke komme videre frem (vejen er blokeret) Vi må gå tilbage af den sti vi kom (indtil vi kan tage et andet vejvalg) Det kaldes backtracking

7 a b c d e f g h i 123456789123456789 939 278 78 8 39278 17 7 94 92414 7 Algoritme til løsning af sudoku opgaver Afprøv systematisk alle muligheder a1 c1 e1 g1 i1 a2 b2 e2 h2 i2...

8 a b c d e f g h i 123456789123456789 939 278 78 8 39278 17 7 94 92414 8 Algoritme til løsning af sudoku opgaver Afprøv systematisk alle muligheder a1 c1 e1 g1 i1 a2 b2 e2 h2 i2...

9 a b c d e f g h i 123456789123456789 939 278 78 8 39278 7 4 92414 9 Algoritme til løsning af sudoku opgaver Afprøv systematisk alle muligheder a1 c1 e1 g1 i1 a2 b2 e2 h2 i2... Enten finder vi en løsning (i et af del-træerne) eller også har vi vist, at der ikke findes en løsning Vores ”vejvalg” udgør et træ Roden er foroven, grenene i midten og bladene forneden

10 Algoritmen – pseudokode prøvAlleMuligheder() { HVIS alle felter er udfyldt { udskriv løsning } ELLERS{ husk nuværende felt gå til næste tomme felt FOR hvert ciffer c { HVIS c kan bruges { indsæt c i felt prøvAlleMuligheder() } } fjern sidst indsatte værdi gå tilbage til forrige felt } } 10 // tryAll() // allFilled() // printGrid() // previous = currentField() // advanceToNextUnfilled() // promissing(c) // setFieldValue(c) // tryAll() – Java-kode // clearCurrentField() // setToField()

11 Java program – kan udføres af computer 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); } 11 "games/jpX.sud"

12 Klassemodel Grid boolean allFilled() void printGrid() Field currentField() void advanceToNextField() boolean promissing(int c) void setFieldValue(int v) void clearCurrentField() void setToField(Field f) Solver void tryAll() 1 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, … ComputerProgram … 14

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

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

17 Cup turnering (fx tennis eller fodbold) Spillerne/holdene mødes to og to –Vinderen fortsætter til næste runde, mens taberen er slået ud af turneringen og ikke får flere kampe –Vi vil gerne lave en algoritme, som beregner, hvor mange kampe, der skal til, hvis der er X spillere/hold i turneringen 17 Løsning for X = 29 –13 sekstendedels finaler + 3 oversiddere –8 ottendedels finaler –4 kvartfinaler –2 seminfinaler –1 finale –I alt 28 kampe Er der en lettere algoritme til at løse opgaven? –Der bliver slået et hold ud i hver kamp –Så vi skal bruge X-1 kampe (hvor X er antallet af hold)

18 ● 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 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 18

19 Læringsmål Deltagerne skal ved afslutning af kurset kunne –anvende grundlæggende konstruktioner i et programmeringssprog –udvikle simple velstrukturerede programmer og afteste disse –forklare arkitekturen af simple programmer –forklare simple specifikationsmodeller og realisere disse i programmer –anvende standardklasser ved realisering af programmer Eksamen er en praktisk prøve i programmering –30 minutters varighed –svarer til en køreprøve –eneste tilladte hjælpemidler er: JavaDoc for Javas klassebibliotek (API) BlueJ editoren (eller en anden Java editor) 19

20 Aktiviteter på kurset Hjemmearbejde –gennemgå materiale –forberede opgaver Videoer (30 stk) –præsentation af centralt stof –tilgængeligt når som helst Forelæsninger –overblik, begreber, principper og eksempler –tilgængelige via video 20 Forelæsninger3 timer Øvelser4 timer Hjemmearbejde 5-8 timer I alt 12-15 timer Øvelser –praktisk arbejde under vejledning af en instruktor (ældre studerende) Opgaver –programmeringsopgaver –1-2 afleveringsopgaver pr uge –obligatoriske (feedback til jer og os) Større projekt i uge 5 –bringer mange ting sammen –intensiv træning inden eksamen Studerende, der på forhånd kender til programmering, kan klare kurset med lavere belastning For dem er forelæsningerne ikke så vigtige, men øvelserne er

21 Studiecafé To sammenhængende øvelseslokaler er omdannet til studiecafé –Underetagen af bygning 5342, IT-Parken, Åbogade 34 (spørg efter Ada-0) –Lige ved siden af Storcenter Nord –Lokalerne kan benyttes 24/7 –Uden for normal åbningstid kræver det dog, at man har anskaffet et adgangskort, så man kan komme ind Bemandet med to dIntProg instruktorer –Mandag 10-12 –Onsdag 13-15  Starter onsdag den 31.8 –Fredag 11-13 –Studiecaféen er primært tiltænkt Datalogi- og IT-studerende, men andre dIntProg studerende er velkomne på ovenstående tidspunkter Lokalerne –Nyindrettede med renoveret strømforsyning –Infoskærm og espressomaskine i niche på gangen udenfor (betalingskort købes i informationskontoret på etagen ovenover) 21

22 22 bb.au.dk

23 Undervisningsprincipper I møder de samme begreber og teknikker mange gange gennem kurset (spiral-metoden) –Introduktion ved forelæsning –Selvstudie via video og/eller bogkapitel –Praktisk træning ved en eller flere øvelsesgange –Repetition i senere forelæsning –Mere praktisk træning – osv. Kursets forløb –Der introduceres rigtigt meget 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 23

24 Opgaverne i lærerbøgerne Begge lærerbøger indeholder en masse små opgaver –Der er typisk omkring 50 opgaver i hvert kapitel –Nogle opgaver afklarer spørgsmål omkring de gennemgåede begreber –I andre opgaver skal I programmere ved at lave små rettelser/tilføjelser i forskellige projekter Når I læser de enkelte kapitler, er det vigtigt, at I samtidig løser alle opgaverne –I lærer ikke at programmere ved at læse om det –I lærer det ved at øve jer igen og igen 24

25 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, hvilket er en vigtig kompetence for programmører –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) 25

26 Når I ikke kan få jeres kode til at virke 26 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 Uden for øvelserne Brug studiecaféen Brug webboardet –I får ofte hurtigt svar –Svaret kan hjælpe mange andre –Man kan spørge anonymt Ved forelæsningerne –Jeg kigger ikke på jeres detaljerede kode i pauserne –Det kan jeg simpelthen ikke nå –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

27 Plagiering 27 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 (for 1-års studerende betyder det, at de ikke består 1. års prøven og dermed må forlade studiet)

28 Programmering er svært Programmering –Anderledes –Svær tankegang Faser –Motivation –Begejstring –Tvivl? –Frustration –Eksistentiel krise –Heureka! –Fascination –Indsigt –Magt over teknologien Tid Begejstring 28

29 Programmeringssprog og -omgivelser Greenfoot 29 Objektorienteret programme- ringssprog

30 ● 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 30

31 ● Opsummering 31 Hvad er programmering? –Eksempel: program, der kan løse sudoku opgaver –Programmering og problemløsning dIntProg kurset –Hvad kan I forvente at lære? –Studiecafé –Undervisningsprincipper –Demo af programmeringsomgivelser Afleveringsopgave: Tegninger

32 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 11. 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 CS Challenge kan tælle med i talentforløb –Ekstra udfordringer til særligt talentfulde bachelorstuderende på datalogi og it –Anerkendelse herfor på eksamensbevis –Søges ved starten af 2. studieår –Kræver karaktergennemsnit på 10 fra 1.studieår Mere information: cs.au.dk/Challenge http://cs.au.dk/Challenge/http://cs.au.dk/Challenge/ 32

33 Studiestartsprøve Gælder alle nye bachelorstuderende –Prøvens hovedformål er at identificere de studerende, der ikke har påbegyndt studiet, så de kan udmeldes inden det officielle sommeroptag opgøres Mandag den 5. september 2016 vil I modtage en mail på jeres au-mailadresse. –Mailen indeholder et link til et spørgeskema, som I skal besvare. –Det er obligatorisk at gennemføre studiestartsprøven, da den bruges til at registrere, om I er studieaktive. –I skal besvare spørgeskemaet inden fredag d. 9. september 2016 kl 12.00 33

34 Det var alt for nu….. … spørgsmål 34