Důmyslnější varianty vyhledávacích stromů: splay stromy, BB-α stromy, vícerozměrné stromy. Chytřejší haldy: binomiální, Fibonacciho, 2-3. Amortizovaná analýza složitosti. Též několik přátelských randomizovaných datových struktur: skip listy a treapy.

Někdy potřebujeme najít podřetězec ve velkém množství textu. Stromeček trochu připomínající ten biologický aneb trie. Proč se ve vstupu vracet neboli Knuthův-Morrisův-Prattův algoritmus. Hledání více řetězců najednou podle Aha a Corasickové. Okénkové hešování Rabina a Karpa.

Přehled základních kompresních algoritmů: triviální algoritmy (RLE), statistické metody (Huffmanovo a aritmetické kódování), slovníková komprese (LZ77, LZ78, LZW), Burrowsova-Wheelerova transformace (BZIP). Pokud zbude čas, tak i něco o ztrátové kompresi obrázků a zvuku (prediktory, wavelets, JPEG, MPEG, fraktály).

O problému hledání cest v grafech trochu podrobněji. Obecné relaxační schéma, Bellmanův-Fordův a Dijkstrův algoritmus a jejich zrychlení pomocí různých datových struktur. Potenciálová redukce a heuristiky (třeba A^*), zaokrouhlování délek hran. Souvislosti s násobením matic: transitivní uzávěr, Seidelův algoritmus, Kleeneho algoritmus a regulární výrazy.

Stromy jsou jednou z nejtypičtějších (a nejjednodušších) odrůd grafů. Ledacos pro ně umíme řešit mnohem rychleji než pro obecné grafy, tak se pojďme podívat, jak se to dělá. Předvedeme několik obecných technik pro práci se stromy: DFS očíslování, „vandalskou indukci“, intervalové reprezentace, rozklad na lehké a těžké hrany, Fredericksonův rozklad a ST-stromy.

Základní algoritmy pro řešení geometrických úloh – konvexní obal, dva nejbližší body v rovině, výpočet obsahu nekonvexního mnohoúhelníka, lokalizace bodu, scanline algoritmus a jeho použití, Voroného diagramy a souvislost s persistentními datovými strukturami.

Strojový překlad udělal za posledních pár let obrovský pokrok, a přestože není těžké počítače nachytat, překlady mezi mnoha dvojicemi jazyků už produkují použitelné výsledky. Jak ale něco takového funguje uvnitř? Morfologická a syntaktická analýza, morfologické odvozování, korpusy, tabulky výjimek. Kontext, jeho reprezentace i ignorování. Ukážeme si stavební kameny a možná dojde i na existující výtvory z nich.

Trochu hlouběji o složitosti. Přesná definice výpočetního modelu a velikosti vstupu. Složitost v nejlepším, nejhorším a průměrném případě; amortizovaná analýza. Jak dokázat, že úlohu nejde řešit rychleji, aneb dolní odhady. Porovnávání problémů pomocí redukcí, problémy NP-úplné a ještě těžší.

O jazycích přirozených, počítačových a matematických, jejich popisu a rozpoznávání. Začneme těmi nejjednoduššími: regulární jazyky a výrazy, konečné deterministické a nedeterministické automaty. Pak budeme stoupat po příčkách Chomského hierarchie, kam až to půjde. Jak výpočetně silný je třeba takový automat na kafe?

V HW se dozvíte, jak fungují „opravdové“ počítače, zde pro změnu na čem počítají teoretici. Všechny počítače jsou si rovny, jen některé jsou si rovnější. Turingův stroj obyčejný, vícepáskový, nedeterministický a univerzální. Random Access Machine (RAM) a Pointer Machine. Až nám začne být smutno, pořídíme si klidně N² procesorů a spřáhneme je do paralelního počítače (PRAM). Rychlé paralelní slévání a třídění. Pokud zbude čas, ukážeme si buněčné a grafové automaty, nebo třeba dlaždičky v koupelně.

Trochu jiný přístup k obtížným úlohám. Některé úlohy sice vypadají, jako by se za dobu existence vesmíru nedaly vyřešit, nicméně pro rozumně velké vstupy to přesto potřebujeme. Jak backtrackovat rychleji a radostněji – backjumping, backmarking, limited discrepancy search, a jak neprobírat úplné nesmysly – hranová konzistence, konzistence po cestě, bodová konzistence.

Často nám nějakou dobu trvá, než vymyslíme algoritmus. Co když se nám ale efektivní algoritmus dlouho vymyslet nedaří, a třeba jsme přesvědčení, že to ani nejde? Evoluční algoritmy pracují s nějakou množinou řešení, která různě upravují a kříží, až se (možná) dostanou k nějakému dobrému řešení. Povíme si o těchto algoritmech víc, kdy je použít (a kdy to nejde), jak se to dělá, na co si dát pozor. Reprezentace, operátory, hodnoticí funkce, výběr jedinců. Předčasná konvergence, stagnace, škálování. Zbude-li čas, inspirujeme se také u mravenců a včel.

Je to Perl, a přitom to Perl není. Co je to? Aneb jak to dopadne, když se pokusíme navrhnout programovací jazyk budoucnosti a inspirovat se přitom filosofií Perlu. Typový systém, pokud zrovna chcete. Objekty, třídy a metatřídy. Periodická soustava (meta)operátorů. Definování jazyka v sobě samém. A co se to stalo s regulárními výrazy? Jak vypadají implementace P6 a kdy je prozatím lepší programovat na papíře. Praktické cvičení ve stavbě vzdušných zámků a bydlení v nich.

Povídání o méně zmiňovaných částech Pythonu. New-style classes, dekorátory, metaclasses, generátory, funkcionální styl programování v Pythonu. Jak napsat quicksort jako lambda funkci. Představení zajímavých modulů.

V přednášce navazující na Ruby si ukážeme, jak se programují webové aplikace v jednom z nejpoužívanějších frameworků: jednoduché věci budou jednoduché, složité věci budou často jednoduché taky, a nad věcmi, které by měly být automatické, nebudeme muset ani přemýšlet. Hodí se mít ponětí o MVC.

Pokročilejší prvky C++ (šablony, přetěžování funkcí a operátorů, preprocesorové hacky, ...) a možnosti jejich (po|zne)užití. Jak s nimi vytvořit věci magické (smart pointers, lambda funkce), ale i na první pohled docela obyčejné, které si bohužel jinak pořídit nejde. Nahlédneme do vnitřností slavné knihovny Boost. Proč je třeba preprocesorem vygenerovat 512 šablonovaných typů jen, abychom mohli rozumně předávat pointery na metody? Jaká akrobacie je nutná pro obyčejnou statickou inicializaci seznamu? A mnohá další překvapení. Přednáška vás naučí psát v C++ složité věci a přesvědčí, že v něm nechcete psát ani jednoduché.

Mezi programem v Céčku, který jste právě dopsali, a tranzistory uvnitř vašeho procesoru leží obrovské území obývané překladači, linkery, knihovníky, operačními systémy, loadery a jinými bájnými bytostmi. Pojďme zjistit, co jsou zač a co všechno s programem provádějí. Co udělá kompilátor za nás a co musíme naopak udělat my za něj.

Což takhle projednou neříkat počítači, jak má věci počítat, ale jenom mu zadat podmínky, které má výsledek splňovat? Neprocedurální programování vychází přesně z této myšlenky. Podíváme se na programovací jazyk Prolog, který vychází z formální logiky. Zjistíme, které problémy se v něm neobyčejně zjednoduší a které naopak programování promění v noční můru. Pokud jsi milovník rekurze, budeš u této přednášky nejspíš skoro celou dobu spokojeně vrnět.

Android se v našich mobilech, tabletech, netboocích a ledničkách zabydlel, a asi se v nejbližší době neodstěhuje. Na nějakém jednoduchém zadání si ukážeme, jak se pro něj programuje. Vlastní notebook s nainstalovaným Android SDK se může hodit.

Praktičtěji zaměřená přednáška než UNIX, zabývající se hlavně tím, jak efektivně používat příkazovou řádku. Ukážeme si na spoustě příkladů, jak nám může automatizace všedních činností ulehčit život a jak silné nástroje pro ni UNIXový shell (který navzdory svému názvu existuje i pro Windows) svou jednoduchostí a flexibilitou poskytuje. Budeme spojovat spoustu jednoduchých příkazů do mocných celků a s nimi plnit i na první pohled komplexní úlohy, jako třeba automatické stahování a parsování věcí z webu. Některé činnosti vyžadují lidskou nápaditost a vhled. Ty ostatní bychom měli přenechat strojům.

Jak si program pod Linuxem povídá s operačním systémem, když chce otevřít soubor, přečíst soubor, půjčit trochu paměti a jiná šprťouchlata. Předvedeme si, jaká existují v Linuxu systémová volání. Naučíme se namapovat si soubor rovnou do paměti, posílat a odchytávat signály, uspávat a probouzet proces, plodit děti a další. Pokud zbyde čas, můžeme si napsat démona a klienta a povídat si po síti.

Čo to vlastne ten linuxový kernel obsahuje, čím sa líši programovanie v kerneli od toho bežného. Ako kernel skompilovať, kde hľadať pomoc a akým spôsobom funguje samotný vývoj linuxového kernelu. Ako zmeniť zdrojáky nejakej komponenty, ako ich publikovať a ako ich dostať do „hlavnej“ verzie kernelu dostupnej pre všetkých. Doneste si svoje notebooky, ktorým nefunguje poriadne touchpad, rôzne Fn klávesy, prídavné tlačítka, podsvietenie displeja, klávesnice a pod. Skúsime to odladiť a opraviť, prípadne napísať pre nefunkčné zariadenia nové ovládače.

Po chvíli zjistíme, že nám lokální a globální proměnné nestačí a je potřeba paměť alokovat dynamicky. Co všechno si musíme udělat sami a co se děje programátorovi „za zády“. Mapování adresního prostoru, ruční alokování a vracení paměti a problémy s tím spojené (chyby programátora), počítání odkazů a daň s nimi spojená (a hele, cyklus), odklízeče odpadu (mark & sweep, kopírovací, generační a jiné triky).

Jak funguje Internet a počítačové sítě vůbec: od elektronů v drátech (fotonů v optických kabelech nebo elektromagnetických vln) přes packety a jejich routing až k jednotlivým síťovým službám. Adresace, internetworking a dynamický routing. Jak NAT zachránil i zničil Internet a proč se těšíme na IPv6.

DNS je starý, a přesto moderní protokol. Stojí na něm infrastruktura celého Internetu. Slouží k překladu adres, ale nejen k tomu. Jak zajišťuje spolehlivost, jak bezpečnost. A proč si na něj ani Anonymous netroufnou. V čem je ČR první a co je to digitální lukostřelba.

Kryptologie čili tajuplná nauka o šifrách, jejich konstrukci a hlavně o jejich luštění. Přísně tajné. Šifrovací systémy jako lego: základními kostičkami nám budou symetrické a asymetrické šifry a jednosměrné funkce, stavět z nich budeme kryptografické protokoly na bezpečný přenos, autentikaci, digitální podpisy a třeba i na házení korunou po telefonu. Předvedeme nerozluštitelnou šifru a dokonce to o ní i dokážeme.

Programátoři si často myslí, že pro bezpečnou komunikaci stačí vybrat si z knihovny osvědčenou silnou šifru. Jak naivní! Navrhnout bezpečný protokol není maličkost a dá se při tom ledacos zpackat. Replay útoky (jak otevřít auto krabičkou za 30 dolarů), útoky na padding a na blokovou strukturu. Čí že je ten podpis? Jak nepoužívat RSA a jak nehešovat hesla. Jak náhodná jsou vaše čísla? Postranní kanály: časování, spotřeba, záření. K čemu se crackerům hodí termoska s tekutým dusíkem.

Co se stane s e-mailem, když jej odešlete? Kudy chodí a kudy jej čerti nesou? Jaké máte záruky, že přijde; proč občas přijde pozdě nebo vůbec. Problém formátů a kódování, chyby webových i jiných klientů. Protokoly SMTP, POP, IMAP a co se stane, když do nich přimícháme SSL/TLS. E-mailová bezpečnost, SPAM, viry, phishing, BFU a kde koupit levnou viagru. Nakonec se podíváme na ne zrovna triviální grafový problém, který je v emailech skrytý.

Chcete se naučit psát webové stránky? Tady se dozvíte, jak na to. Naučíme se běžnou podmnožinu HTML, jak stránky obarvit a vytvarovat v CSS a možná i jak pomocí nich sbírat a zpracovávat informace.

Organizátoři KSPčka rádi dělají pokusy na sobě samých, a tak při vývoji nového webu semináře pohrdli všemi vyzkoušenými webovými frameworky a napsali si potvůrku jménem Hippo. Trochu netradiční, ale v mnoha ohledech velice příjemnou. Namátkově: HTML coby datová struktura, triky s kryptografickými tokeny, kombinování programovacích jazyků a tvorba dynamickych stránek, které jsou přitom skvěle cacheovatelné. Případně také nahlédnutí do dalšího zákulisí KSPčka.

Jak vyvíjet program delší dobu a nezbláznit se u toho. Různé systémy pro správu verzí od diff/patch přes CVS a SVN až ke Gitu. Jak Git funguje: stromy, commity, větve, tagy. Merge mezi větvemi nebo mezi různými počítači. Kouzelnické triky: hledáme bugy půlením historie, přepisujeme dějiny. Jak se liší správa zdrojáků v projektech o jednom, deseti a tisíci programátorech. Udržujeme patche k cizímu programu aneb quilt a StGit.

Odložme na chvíli své myše a pojďme si vyzkoušet textový editor, který umí poslouchat na slovo. Pravda, budeme se ta slova muset chvíli učit, ale výsledek bude proklatě efektivní. Základní příkazy, práce s regulárními výrazy, makra, kouzla. Vimovité ovládání jiných programů, třeba webového prohlížeče.

Co mají společného automat na jízdenky, velké červené tlačítko v jaderné elektrárně a KSPácké webové stránky? Jsou to rozhraní, jejichž pomocí lidé něco ovládají a plní nějaké úkoly. Jak taková rozhraní navrhovat a jak je následně testovat? Proč raději nenavrhovat to, o co si lidi řeknou, a proč nevadí, že Vim by v běžném testování určitě neuspěl? A je opravdu nejdůležitější poučka „Zapomeňte na poučky“? Projdeme celý proces návrhu uživatelského rozhraní, pojmenujeme zdánlivě samozřejmé, a přece často opomíjené zásady a upozorníme na časté prohřešky.

Lehké nakousnutí jazyka, ve kterém můžete opravdu kreslit planimetrické obrázky, ale i třeba písma nebo piktogramy do zadání a řešení KSP. V MetaPostu se obrázky „programují“ a díky tomu se dá vytvořit cokoliv od šachovnice, přes grafy goniometrických funkcí až po fraktály. Podíváme se i jak s fonty zachází TeX a jak vypadají třeba CM fonty.

Jak na počítači text nejen napsat, ale také vysázet tak, aby pěkně vypadal a aby (což je důležitější) se i příjemně četl. Jak se sází pohádka, jak báseň a jak vzorové řešení KSP plné komplikovaných vzorců. Jak jde dohromady staleté umění typografické a moderní technika. Přineste knihy i letáky, zkritizujeme sazeče, co se do nich vejde.

Rychlokurz derivování a integrování. Rychle prolétneme limity, nadefinujeme si derivace a procvičíme jejich výpočty. Dále si řekneme, co je to integrál, jak se definuje a počítá. Na závěr si ukážeme, k čemu je to všechno dobré v reálném či středoškolském světě – „rychlé“ odvozování fyzikálních vzorců, grafy funkcí, všemožné optimalizace.

Jak s pomocí počítače odhadnout integrál, aniž bychom počítali primitivní funkci? Jak naprogramovat řešení diferenciálních rovnic? Stručně se podíváme na metody numerické integrace (deterministické i Monte Carlo), jednokrokové metody řešení obyčejných diferenciálních rovnic a analýzu jejich vlastností. Na závěr ukážeme aplikace ze simulací reálného světa.

Středoškolská kombinatorika bývá otravnou „zoologií“ plnou pojmů a vzorečků. My si místo toho ukážeme přístup k počítání založený na elegantních úvahách. Základní triky s faktoriály a kombinačními čísly, sčítání konečných a občas i nekonečných řad a rekurentní rovnice. Také zajdeme na návštěvu k Dlouhému a Širokému a za poněkud zmatenou šatnářkou.

Hledáme eleganci každodenní matematiky. Množina s jednou binární operací a přirozenými axiomy: od grupoidu přes monoid a pologrupu k celogrupě. Počítání modulo x aneb cyklické grupy. Eulerova funkce φ a proč jsou prvočísla krásná. Dělitelnost jak ji neznáme a Euklidův algoritmus. Plus mínus krát rovná se okruh, okruh plus děleno rovná se těleso, a těleso je buď nekonečné, nebo elegantně jednoduché. Obecná algebra: zobecnění zobecnění. RSA.

Motivační přednáška o tom, jak se programují fyzikálně věrohodné modely reality. Stručně projdeme úlohy mechaniky kontinua (proudění tekutin, pružnost), molekulární dynamiku, kvantovou mechaniku či jejich kombinaci, úlohy v mechanice těles, optimalizace a další. Některé modely na místě vytvoříme a podíváme se, jak fungují.

Nezávazné povídání o Matfyzu a základním matfyzáckém folkloru. Určitě si přečteme matfyzáky sepsaný Úvod do matfyzáka a zazpíváme pár matfyzáckých písní. Zbytek už bude záležet na tom, co budete chtít slyšet.

Evoluční teorie je asi jedním z největších převratů v lidském náhledu na svět. Jak se na takovou věc vůbec přišlo, proč to tak dlouho trvalo a proč si myslíme, že je to pravda? Jak si to vše alespoň trochu představit? Mnoho nečekaných překvapení, informatické a fyzikální souvislosti. Proč jsou stromy vysoké, jak souvisí pohlavní rozmnožování s počítačovou bezpečností, co má evoluce společného s Windows a co s halting problémem?

Ach ne, co se všemi těmi penězi? Tady se dozvíte, jak a kde se dá dneska smysluplně investovat a co od toho můžeme očekávat. Řekneme si, co je to inflace, dluhopis, komodita, akcie, opce, index a dividenda. Na příkladech poznáme běžné charakteristiky cenných papírů a jak je výhodně používat.

Volné povídání o tom, co se všechno skrývá za organizováním různých seminářů a podobných akcí, primárně pak KSPčka. Jaká práce, jaké radosti a jaké starosti s sebou organizování nese, co se přitom člověk může naučit a také pár cenných rad do života. Jak se z toho nezbláznit a pár bláznivých příhod k tomu.

Technické objevy v různých sci-fi (Star Trek/Gate/Wars i dalších) a pohled na ně z perspektivy dnešních fyzikálních znalostí. Proč se v Hollywoodských filmech ozývá ve vesmíru zvuk laserů, i když je tam vakuum, a je možné cestovat rychleji než světlo? Také možná zabrousíme do některých filozofických otázek – primární směrnice o nevměšování ve Star Treku a jiné.

Cestování po železnici už dlouho patří do života mnoha z nás. Kolik o ní ale víme? Trocha historie, zajímavosti z předpisů, pár pohledů za hranice. Jak se staví trať, jak vlak a jak to všechno, když už to je hotové, skloubit do fungujícího systému. Čím se zajišťuje bezpečnost (a jak může z pohledu systému vlak prostě odletět) a k čemu jsou všechna ta návěstidla u tratí.

Běžný člověk má spoustu práce a úkolů a někteří lidé mají také spoustu starostí s tím, jak to všechno zvládat. Návod na štěstí vám nedáme, ale ukážeme vám kupu prostředků, které jiní s úspěchem používají (a jiní je nechápou). Malé ztrácející se papírky, velké neztrácející se papíry. GTD, myšlenkové mapy. Pomodoro. Časové snímky. SMART, KARAT a další zásady. Pár slov na téma lenora versus prokrastinace. To vše tedy od člověka, který by měl úkoly dělat ne včera, ale před týdnem.

Vše o hudební teorii, co jste ve škole nechápali a báli jste se zeptat. Ve svižném tempu si zadefinujeme tóny, intervaly a stupnice a ukážeme si, jak to celé souvisí s matematikou. Po troše nadávání na klasickou hudební notaci se přesuneme k akordům a základům harmonizace v evropské hudbě. Zahrajeme si pár čtyřakordových písniček a třeba složíme i nějakou vlastní. Vhodné jak pro hráče na hudební nástroje, tak ostatní, pro které byla hudba dosud velkou záhadou.

Jak ze neztratit v terénu a jak se neztratit na moři. Vývoj umění navigace. K čemu je důležité slunce a hvězdy, ale proč mořeplavcům nestačí, alespoň dokud neobjevíme hodinky. Použití mapy, busoly a GPSky. Orientace bez pomůcek a použití Ariadniny nitě. Bleskový úvod do sférické astronomie a časomíry čili jak (ne)postavit sluneční a třeba i měsíční hodiny. Jak reprezentovat mapu v počítači a jak raději ne. Jak zapisovat polohu místa na Zemi (přestože Země má tvar podivně nakousnuté hrušky) a kolika způsoby to jde. Různé druhy map a jejich (z)kreslení. Jak se neztratit v kartografii. Praktické cvičení v terénu.