Pojďme spolu na výlet krajinou datových struktur. Vyšlapané cestičky lesem vyhledávacích stromů mineme a raději zahneme do opravdové džungle. Potkáme struktury pracující ve skoro konstantním čase, dynamické reprezentace grafů, roztodivné druhy hešováni a cokoliv dalšího, o co si průvodci řeknete.

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.

Suffixový strom je zajímavá datová struktura, pomocí níž jde vyřešit většinu řetězcových problémů v lineárním čase. Podíváme se, jak suffixový strom vypadá, k čemu se hodí a jak ho sestrojit. Též prozkoumáme několik příbuzných zvířátek, jako třeba suffixové pole a suffixový automat.

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.

Dnešní procesory mají několik úrovní vyrovnávacích pamětí (cache), což způsobuje, že ačkoliv si jsou všechny části paměti rovny, některé si jsou rovnější. Jak taková cache funguje? Jak se procesor rozhodne, co si v ní zapamatuje a co vyhodí? Jak toho můžeme využívat při programování, aby naše programy běžely rychleji? Předvedeme kousek teorie i několik praktických ukázek s poněkud překvapivým chováním.

Evoluční algoritmy se inspirují strukturami chování v přírodě a na jejich základě pak (optimalizačně) hledají řešení těžkých problémů. Ukážeme si obecné schéma genetického algoritmu stejně jako některé konkrétní způsoby, jak ho realizovat, a podíváme se na pár situací, kdy evoluční algoritmy dosáhly mnohem lepšího výsledku, než se čekalo.

Zajímá vás, jak pomocí velmi jednoduché sady pravidel vytvořit systém se zajímavým chováním? Fascinují vás fraktály? Připadá vám zajímavé uvažovat o tom, jaký nejjednodušší nástroj stačí k vyřešení zadaného problému? Nebo jestli existuje stroj, který dokáže vyrobit svoji vlastní kopii? Ve stručnosti si představíme konečné automaty a pak se ponoříme do pestré říše celulárních automatů.

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.

Ponořme se do hlubin Céčka, snad až na samé dno. Typový systém: elementární typy, typové výrazy, automatické konverze a rozpad typů (pole vs. ukazatel). Pořadí vyhodnocování kontra pořadí side-efektů (priority, synchronizační body a volatile). Triky s preprocesorem. Návěští a příkaz switch. Všelijaké zrady (velikosti typů, zarovnání, (a+b)+c ≠ a+(b+c), ...). Dialekty Céčka od K&R až po novou normu C11 a různá nestandardní rozšíření jazyka. Proč jsou objekty potřebnější v mysli programátorově než v jazyce a proč je C lepší než C++ :–)

Představíme si SQL, jazyk databází. Ukážeme si základní příkazy i práci o kus složitější. Jak ušetřit skriptu práci a sobě čas, aneb jak se zeptat rovnou na to, co chci vědět. K čemu se hodí složený dotaz a klíčové slovo JOIN.

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.

Když se něco vyvíjí delší dobu, přijde vhod nějaký sofistikovaný nástroj. Na jeden takový, Git, se podíváme. Povíme si, jak Git ukládá změny, co jsou commity, větve, tagy a jak vypadá merge mezi větvemi. Nakonec možná předvedeme i nějaké kouzelnické triky: hledání bugů půlením historie, přepisování dějin.

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.

Jak vypadá víceprocesorové či vícejádrové PCčko a co to znamená pro programátora. Procesy, vlákna a úskalí komunikace mezi nimi. Jak se snese n kohoutů na jednom smetišti? Synchronizační primitiva: mutexy, semafory, podmínkové proměnné. Spinlocky, deadlocky a livelocky. Jde to i bez synchronizace: atomické operace, transakční paměť. Které jazyky nám pomáhají a které spíš škodí. Kdy je lepší vlákna použít a kdy ne.

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.

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. Budeme si povídat o běžně používaných protokolech – DNS, FTP, HTTP nebo třeba i mailových SMTP a IMAP. Zaměříme se více na ty nejpoužívanější (metody GET a POST v HTTP), nakousneme cacheování a nadlábneme se cookies. A pokud zbude čas, využijeme zranitelnosti některých protokolů a provedeme síťový útok.

Internetoví provideri nám pomaly začínajú ponúkať pripojenie do sveta IPv6 Internetu. Čo to IPv6 je? Čím sa líši od svojho staršieho kolegu IPv4? Prečo by sa o neho mal zaujímať aj obyčajný užívateľ? Pozrieme sa aké problémy IPv6 rieši, aké má výhody oproti IPv4 ako aj na súčasný stav podpory IPv6 v operačných systémoch. A hlavne s akými problémami sa človek bežne stretne než si bude môcť doma spraviť IPv6 sieť.

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 a (nefunkční) obrana pomocí SPF, DKIM a DMARC. Nakonec se podíváme na ne zrovna triviální grafový problém, který je v emailech skrytý.

Pokročilejší a občas nečekané aplikace základních kryptografických primitiv. Jak přesvědčit server, že známe heslo, aniž bychom mu ho posílali? Jak zajistit, aby útočník nemohl dešifrovat komunikaci, ani když dodatečně získá soukromý klíč? Jak funguje BitCoin (decentralizovaná digitální měna) či Tor (protokol znemožňující komukoli po cestě vědět, kdo s kým komunikuje)?

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.

Rychlokurz teorie čísel pro začátečníky. Číselné obory. Dělitelnost a prvočísla. Modulární aritmetika (aneb počítání jako na hodinách, kde 10 + 9 + 8 = 3). Kongruenční rovnice. Malá Fermatova věta.

Pokud budeme v životě věřit všemu, co je „přeci zřejmé“, dostaneme se brzy do potíží a v matematice to platí dvojnásob. Přírodní vědy si vymyslely opakovatelné pokusy a matematici axiomatický přístup. Ukážeme, jak z jednoduché sady axiomů vybudovat takřka celou matematiku. Dokonce tak, že správnost důkazů za nás ověří počítač, aspoň když mu trochu pomůžeme. Nadšení trochu ochladí Gödelova věta: ať děláme, co děláme, vždy zbude nějaké nerozhodnutelné tvrzení. Pomůže přidávat axiomy? Asi ne, ale za odměnu získáme mnoho různých matematik. A dá-li bůh, stihneme dokázat jeho existenci i neexistenci :–).

Kolik existuje binárních stromů? Kolika způsoby jde uzávorkovat výraz? A kolika způsoby projít čtvercovou mřížku, aniž bychom překročili úhlopříčku? Kam oko pohlédne, všude se skrývají Catalanova čísla. Kromě případů, kdy za ně zaskakují čísla Fibonacciho. Povídání o dvou zajímavých posloupnostech a jejich početném příbuzenstvu. Dlouhá cesta od hezkého vzorečku k rychlému algoritmu.

Přednáška spíše motivační a hravá, o tom, co se stane, když se střetne svět matematiky se světem divných, neexaktních a nejednoznačných lidských jazyků. Podíváme se na vlastnosti přirozených jazyků a zaměříme se na to, jak moc komplikují jejich počítačové zpracování. Pojmenujeme odlišnosti mezi kontrolou pravopisu, automatickým překladem a konverzací s uživatelem, a zbude-li čas, naznačíme, co se umí a osvědčuje používat.

Donald E. Knuth napsal TeX před desítkami let proto, že mu nikdo nebyl schopen vysázet matematický text podle jeho požadavků. Od té doby se hojně používá pro sazbu nejrůznějších publikací. V této spíše praktické přednášce si ukážeme použití TeXu od hladké sazby knihy až po zběsilosti hraničící s programováním. Pozornost věnujeme i zdrojům informací a rozdílům mezi různými dialekty TeXu.

V přednášce bych chtěl zevrubně popsat postupy a techniky implementované v projektu Deka, který dokáže zlomit klíč na skutečné síti během několika sekund. Prozkoumáme chyby v implementaci šifrování v GSM, zhodnotíme možnosti útoků na různé LFSR šifry, a nakonec navrhneme implementaci útoku, která využije potenciálu moderního hardware (SSD, grafické karty a vektorové jednotky). Obsahuje demo programování grafických karet, což kupodivu s balíčkem PyOpenCL není žádná magie.

Jak se vrhnout do světa elektroniky? Ukážeme si zapojení od úplných základů (co je to vlastně napětí a proud) a běžné stavební funkční bloky a praktické aplikace (proudový zdroj, nabíjení akumulátoru). Samozřejmě si také řekneme, co je ke startu bestlířské kariéry potřeba a jak vzniklé věci debugovat. Přednáška je zaměřena na začátečníky s různými MCU kity typu Arduino.

Ať věřící či nevěřící, s projevy náboženství se setkáváme dnes a denně. Kde se ale taková věc vzala? Může být náboženství jen projevem nevyspělé techniky, nebo je za tím mnohem víc? Je srovnatelné pohanství dávných Slovanů a víra dnešních indiánů? A co má společného křesťanství s východními náboženstvími? Ne každý muslim je fanatik, ale každý fanatik je muslim. Nebo ne? A jak má člověk brát vážně křesťany, když se dohadují o blbostech? Co mají společného a čím se liší bohoslužby napříč jednotlivými monoteistickými náboženstvími i napříč jednotlivými církvemi? Pojďme si popovídat o tom i o mnohém dalším.

Co dokáže a co už nedokáže rozpoznat lidský sluch? Na čem je založená libozvučnost z pohledu fyziky? Jak spolu souvisí zlatý řez a koncertní sály? Co se děje při digitalizaci hudby? A na čem závisí kvalita jejího přehrávání?

Naturalismus je teorie, že svět řídí neměnné přírodní zákony, které mají poměrně jednoduchý matematický charakter, jsou celkem lhostejné k lidským osudům, měří stejně dobrým i zlým. Že život není magická vitální esence, nýbrž sada komplexních chemických interakcí. Že myšlení je výpočetní proces jako každý jiný. Naturalismus není axiomem vědy, nýbrž jedním z jejích největších objevů. Proč si dnes myslíme, že je nejspíš pravdivý? Jak vypadala mnohasetletá bolestivá cesta k němu a proč se z ní svým způsobem vzpamatováváme dodnes? Jaký vliv to má na naše vnímání hodnot, života a jeho smyslu?

Pobavíme se o základech první pomoci. Jak správně vyhodnotit situaci a kdy je potřeba volat pomoc? Jak se postarat o člověka v bezvědomí, jak kontrolovat životní funkce a jak člověka stabilizovat do příjezdu pomoci? Ukážeme si, jak málo stačí k záchraně života a naučíme se nebát se první pomoci. A také, že naše bezpečí je v každé situaci na prvním místě.

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.

Převážně nevážné a mírně nepřed-vídatelné po-vídání o jazyku i jazyce. Základní jazykové rodiny a jejich podobnosti i odlišnosti. Co má společného čínština s angličtinou a co nikoliv. Proč jeden jazyk potřebuje 15 pádů, zatímco jiný se bez nich obejde úplně. Jak se jazyky vyvíjejí a jak se navzájem ovlivňují. Kde se berou jazyková pravidla. Kde se vzalo písmo a proč se mluvený a psaný jazyk tolik liší. Jak se na jazyk dívá matematik a jak se na matematiku dívají lingvisté.

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.

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.

Podíváme se na to, jak se vlastně na čtení DNA přišlo, jak funguje Sangerovo sekvenování a jak se od svého vzniku vylepšilo. Povíme si, jaká magie stojí za 454, Illuminou a řekneme si něco i o alternativních metodách, které se tolik nepoužívají. Nakonec zabrousíme i do novějších metod, například Nanoporu. Povíme si taky, kterak se dá číst DNA na oběžné dráze a že kapesní trikodér ze Star Treku možná není až tak daleko.

Jak přispívat do mapy světa OpenStreetMap. Co se dá mapovat bez GPS, jak mapovat s GPS, jak mapovat turistické trasy. K čemu využít kameru v autě / na řídítkách. Jak se na své výtvory podívat.

Vše si ukážeme ryze prakticky, celou dobu si budeme hrát s neuronovými sítěmi, jen k tomu budeme potřebovat taneční boty. Nebo alespoň pohodlné boty bez podpatků. Celá naše snaha bude mířit k pochopení názvu přednášky, tzn. co jsou to neuronové sítě a co u svatého tučnáka mají společného s tancem.