Forelsning Uge 1 Mandag Hvad er programmering Eksempel

  • Slides: 34
Download presentation
Forelæsning Uge 1 – Mandag • Hvad er programmering? – Eksempel: program, der kan

Forelæsning Uge 1 – Mandag • Hvad er programmering? – Eksempel: program, der kan løse sudoku opgaver – Programmering og problemløsning • d. Int. Prog kurset – – Hvad kan I forvente at lære? Studiecafé Undervisningsprincipper Demo af programmeringsomgivelser • Afleveringsopgave: Solnedgang Greenfoot

● Program til at løse Sudoku opgaver • Opgaven er at udfylde de manglende

● 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

Lidt Sudoku historik • Sudoku er inspireret af latinske kvadrater – Introduceret af schweizeren

Lidt Sudoku historik • Sudoku er inspireret af latinske kvadrater – Introduceret af schweizeren Leonhard Euler, som var den største matematiker på sin tid 1707 -1783 • 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

Strategi med udgangspunkt i ciffer 1 1 1 4

Strategi med udgangspunkt i ciffer 1 1 1 4

Strategi med udgangspunkt i felt 3 5

Strategi med udgangspunkt i felt 3 5

Algoritme til løsning af soduku opgaver • Afprøv systematisk alle muligheder a 1 2

Algoritme til løsning af soduku opgaver • Afprøv systematisk alle muligheder a 1 2 3 b c 3 9 1 7 d e 2 9 f g h 7 2 i a 1 8 c 1 g 1 5 i 1 2 7 9 1 a 2 b 2 7 e 2 9 h 2 7 8 8 8 7 8 9 9 e 1 4 6 3 2 4 4 i 2. . . 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 6

Algoritme til løsning af sudoku opgaver • Afprøv systematisk alle muligheder a 1 2

Algoritme til løsning af sudoku opgaver • Afprøv systematisk alle muligheder a 1 2 3 b c 3 9 1 7 d e 2 9 f g h 7 4 i a 1 8 c 1 g 1 5 i 1 2 7 9 1 a 2 b 2 7 e 2 9 h 2 7 8 8 8 7 8 9 9 e 1 4 6 3 2 4 4 i 2. . . 7

Algoritme til løsning af sudoku opgaver • Afprøv systematisk alle muligheder a 1 2

Algoritme til løsning af sudoku opgaver • Afprøv systematisk alle muligheder a 1 2 3 b c 3 9 1 7 d e 2 9 f g h 7 4 i a 1 8 c 1 g 1 5 i 1 2 7 9 1 a 2 b 2 7 e 2 9 h 2 7 8 8 8 7 8 9 9 e 1 4 6 3 2 4 4 i 2. . . 8

Algoritme til løsning af sudoku opgaver • Afprøv systematisk alle muligheder a 1 2

Algoritme til løsning af sudoku opgaver • Afprøv systematisk alle muligheder a 1 2 3 4 b c 9 d e 2 f g 7 h i a 1 8 c 1 3 g 1 5 i 1 2 7 9 1 a 2 b 2 7 e 2 9 h 2 i 2 Vores ”vejvalg” udgør et træ Roden er foroven, grenene i midten og bladene forneden . . . 7 8 8 8 7 8 9 9 e 1 4 6 3 2 4 4 Enten finder vi en løsning (i et af del-træerne) eller også har vi vist, at der ikke findes en løsning 9

Algoritmen – pseudokode – Java-kode prøv. Alle. Muligheder() { HVIS alle felter er udfyldt

Algoritmen – pseudokode – Java-kode prøv. Alle. Muligheder() { HVIS alle felter er udfyldt { udskriv løsning } ELLERS{ husk nuværende felt gå til næste tomme felt } // try. All() // all. Filled() // print. Grid() // previous = current. Field() // advance. To. Next. Unfilled() FOR hvert ciffer c { HVIS c kan bruges { indsæt c i felt prøv. Alle. Muligheder() } } // promissing(c) // set. Field. Value(c) // try. All() fjern sidst indsatte værdi gå tilbage til forrige felt // clear. Current. Field() // set. To. Field() } 10

Java program – kan udføres af computer public void try. All() { if (

Java program – kan udføres af computer public void try. All() { if ( g. all. Filled() ) { g. print. Grid(); } else { // try all values at next field Field previous = g. current. Field(); g. advance. To. Next. Unfilled(); for ( int c = 1; c <= 9; c++ ) { if ( g. promissing(c) ) { g. set. Field. Value(c); try. All(); } } o m De // backtrack to previous field g. clear. Current. Field(); g. set. To. Field(previous); } } "games/jp. X. sud" 11

Klassemodel Grid Solver void try. All() 1 boolean all. Filled() void print. Grid() Field

Klassemodel Grid Solver void try. All() 1 boolean all. Filled() void print. Grid() Field current. Field() void advance. To. Next. Field() boolean promissing(int c) void set. Field. Value(int v) void clear. Current. Field() void set. To. Field(Field f) 12

● Programmering og problemløsning • Computerens styrker – At kunne foretage simple beregninger lynhurtigt

● 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

Programmering • En computer er en generel maskine, der kan programmeres til at gøre

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

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

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

Programmering og problemløsning Identificer problemet Evaluer resultatet Analyser løsningsmuligheder Implementer idéen via et program

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

Cup turnering (fx tennis eller fodbold) • Spillerne/holdene mødes to og to – Vinderen

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 • 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) 17

● Information om d. Int. Prog kurset • Simpel programmering til husbehov – I

● Information om d. Int. Prog 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

Læringsmål • Deltagerne skal ved afslutning af kurset kunne – – anvende grundlæggende konstruktioner

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: • Java. Doc for Javas klassebibliotek (API) • Blue. J editoren (eller en anden Java editor) 19

Aktiviteter på kurset • Øvelser • Hjemmearbejde – praktisk arbejde under vejledning af en

Aktiviteter på kurset • Øvelser • Hjemmearbejde – 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 Forelæsninger Øvelser Hjemmearbejde I alt 3 timer 4 timer 5 -8 timer 12 -15 timer – gennemgå materiale – forberede opgaver • Videoer (30 stk) – præsentation af centralt stof – tilgængeligt når som helst • Forelæsninger – overblik, begreber, principper og eksempler – tilgængelige via video Studerende, der på forhånd kender til programmering, kan klare kurset med lavere belastning For dem er forelæsningerne ikke så vigtige, men øvelserne er 20

Studiecafé • To sammenhængende øvelseslokaler er omdannet til studiecafé – – Underetagen af bygning

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 komme ind • Bemandet med to d. Int. Prog 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 d. Int. Prog 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

bb. au. dk 22

bb. au. dk 22

Undervisningsprincipper • I møder de samme begreber og teknikker mange gennem kurset (spiral-metoden) –

Undervisningsprincipper • I møder de samme begreber og teknikker mange 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

Opgaverne i lærerbøgerne • Begge lærerbøger indeholder en masse små opgaver – Der er

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

Par-programmering • Ved øvelserne arbejdes i par (på 2 personer) – Gælder også afleveringsopgaver

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

Når I ikke kan få jeres kode til at virke • Ved øvelserne 1.

Når I ikke kan få jeres kode til at virke • Ved øvelserne 1. 2. 3. 4. 5. Spørg dig selv Spørg din makker Spørg et andet par Kig i slides og Java. Doc Spørg jeres instruktor • 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 • Uden for øvelserne Brug studiecaféen Brug webboardet – I får ofte hurtigt svar – Svaret kan hjælpe mange andre – Man kan spørge anonymt • 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 26

Plagiering • Enhver form for plagiering er uacceptabelt og sidestilles med eksamenssnyd, som er

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

Programmering er svært • Programmering – Anderledes – Svær tankegang • Faser – –

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

Programmeringssprog og -omgivelser Objektorienteret programmeringssprog Greenfoot o m e D 29

Programmeringssprog og -omgivelser Objektorienteret programmeringssprog Greenfoot o m e D 29

● Afleveringsopgave: Tegninger I Blue. J skal I lave nogle simple børnetegninger ved hjælp

● Afleveringsopgave: Tegninger I Blue. J skal I lave nogle simple børnetegninger ved hjælp af kvadrater, trekanter og cirkler I afleveringsopgaven skal I få solen til at gå ned 30

● Opsummering • Hvad er programmering? – Eksempel: program, der kan løse sudoku opgaver

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

CS Challenge • Henvender sig til alle 1. års studerende, der følger den introducerende

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/ 32

Studiestartsprøve • Gælder alle nye bachelorstuderende – Prøvens hovedformål er at identificere de studerende,

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

Det var alt for nu…. . … spørgsmål 34

Det var alt for nu…. . … spørgsmål 34