Úvodní několikadílná přednáška pro ty, kteří mají s programováním jen malé, nebo dokonce žádné zkušenosti. Od základů si vysvětlíme problematiku programování. Pracovat budeme v jazyce Python, který je jednoduchý na naučení, a přesto zároveň velmi mocný. Ukážeme si základní datové typy (n-tice, seznamy, slovníky), datové struktury (fronta, zásobník) i několik algoritmů a programátorských technik, bez kterých se žádný programátor neobejde.

Úvod z teorie grafů a použití grafů při řešení algoritmických problémů. Naučíme se hledat nejkratší cestu v bludišti, pochopíme základní princip, jak funguje GPS navigace a mnohé další. Vše si procvičíme na konkrétních příkladech.

Jak spočítat obsah mnohoúhelníku? Co je to konvexní obal? Jak se efektivně počítá k-tá mocnina čísla n? Jak efektivně v úlohách počítat modulo prvočíslo? A mnohé další.

Jazyk C patří k nejrozšířenějším jazykům, hodí se pro low-level programování i kusy kódu, které mají zejména být rychlé. Představíme si datové typy a běžné programové konstrukce, vysvětlíme si základy práce s ukazateli a také se seznámíme se standardními knihovnami jazyka C.

Každý odrostlý programátor musí umět programovat objektově! Vysvětlíme si, co to znamená a čemu tím pomůžeme, co je to objekt a co třída. Ukážeme si základní vlastnosti objektů (hlavně dědičnost a zabalení) a různé další speciality jazyků s OOP, například virtuální a abstraktní metody, pozdní vazbu a polymorfismus nebo překrývání metod. Dá-li čas, možná se stihne i pár návrhových vzorů. Vše budeme předvádět na C++.

Intervalový strom je datová struktura pracující s intervaly, se kterou se můžeme setkat v mnoha úlohách (zejména soutěžních). Řekneme si, co to intervalový strom je, jaké všechny druhy intervalových stromů existují a jejich použití si ukážeme na úlohách. Na závěr si představíme jednu „magickou“ datovou strukturu jménem Fenwickův strom.

Přehled šikovných datových struktur, které se nevešly do ZALG. Vyhledávací stromy a různé způsoby jejich vyvažování a „ozdobení“. Hešování aneb hledáme v téměř konstantním čase. Líné datové struktury a amortizovaná složitost.

Povídání o tom, jak programovat počítačové soupeře do šachů a her jim podobným. Základní minimaxový algoritmus a jeho vylepšení neboli α-β ořezávání. Stále pomalé? Několik nápadů na efektivnější ořezávání. Ne u všech her však funguje hrubá síla (minimax) dobře, ukážeme si tedy, jak hru zanalyzovat.

V rámci této přednášky se budeme zabývat problémy tak těžkými, že nikdo na světě pro ně neumí vymyslet efektivní (rozuměj polynomiální) algoritmus. Spousta lidí dokonce věří, že to vůbec možné není. Abychom mezi tyto problémy pronikli, seznámíme se s pojmy NP-úplnosti a NP-těžkosti. Především si však konkrétní těžké úlohy ukážeme a naučíme se i některé těžké úlohy rozpoznat. Závěrem si řekneme, jak se s těžkými úlohami vypořádat v praxi.

C# je moderní objektově orientovaný jazyk, který za víc než deset let svého bouřlivého vývoje dostal do vínku některé funkcionální rysy. Mimo popisu základních konstrukcí si projdeme zajímavé části dotnetí Base Class Library.

Ruby je vhodný jak na jednoúčelové skriptíky, tak na megaweby se spoustou megapřístupů denně. Je objektově orientovaný, ale nehází klacky pod nohy moc silným typováním. Syntaxi má snadno čitelnou a elegantní, avšak (téměř) bez speciálních případů. Ukážeme si letem světem základy jazyka a pak si jako motivační příklad nakódíme web ve frameworku Rails. V případě zájmu může přednáška pokračovat druhou částí.

Proč psát dlouhé a složité programy, když stačí dostatečně přesně popsat situaci a pak se prostě zeptat? Toť princip logického programování, který si ukážeme na Prologu.

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.

Vydáme se do země skřítků, kteří pohánějí počítače. Počítačové architektury od hodinek po superpočítač od Craye, jejich křivolaká historie i současnost. Co je to procesor, jak se programuje a jak se chová. Různé druhy pamětí a jejich cacheování. Jak procesory komunikují s okolím – sběrnice, čipové sady, vstupní a výstupní zařízení. A co když je procesorů několik, nebo třeba pár tisíc? Přednáška bude praktická: pár počítačů při ní rozebereme a možná i nějaký postavíme.

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.

Jak funguje Internet a počítačové sítě vůbec. Lokální sítě s dráty i bez nich a různé způsoby, jak je mezi sebou propojovat. Protokoly rodiny TCP/IP a nad nimi postavené aplikační protokoly: DNS, SMTP, HTTP a celý zvěřinec dalších. Bezpečnost sítí a všelijaké útoky na ni. Pár taktů hudby budoucnosti: IPv6, multicasting, přenos v reálném čase atd.

Zejména motivační přednáška o počítačové lingvistice a počítačovém zpracování přirozeného jazyka. 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 ukážeme si, co se zatím umí 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.

Čárové kódy dnes potkáváme na každém kroku, ale jak doopravdy fungují? Prozkoumáme klasické jednorozměrné kódy (UPC, EAN, Code39, Code128), jakož i novější dvojrozměrné (QR, Aztec, DataMatrix). Kódovací a dekódovací algoritmy plus trocha matematiky okolo zabezpečení proti chybám. Další počítačem čitelné značky: RFID, bíle křížky na asfaltu, ...

Kryptologie se zabývá šiframi, jejich konstrukcí a zejména jejich luštěním. Začneme se symetrickými a asymetrickými šiframi a jednosměrnými funkcemi. Z nich pak vybudujeme složitější kryptografické protokoly na bezpečný přenos, autentikaci a digitální podpisy. Vymyslíme dokonce, jak si hodit korunou po telefonu, a také předvedeme nerozluštitelnou šifru.

Existenci slona v Africe snadno dokážete tím, že ho přivedete. Jak ale ukázat, že tam žádný slon není, případně že sice je, jenže ho nejde najít pomocí pravítka, kružítka a jeepu? Přímo se to dělá těžko, ale existuje spousta krásných triků, jak neřešitelnost problémů dokazovat. Nesložitelné hlavolamy, nerozvázatelné uzly, nepopsatelná čísla, neroztřetitelné úhly, nealgoritmické problémy a jiné slasti nekonstruktivní matematiky. Jak naopak ukázat, že něco existuje, aniž bychom věděli, jak to vypadá?

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. Hlavně si však ukážeme, k čemu je to všechno dobré v reálném či středoškolském světě – „rychlé“ odvozování fyzikálních vzorců, grafy funkcí, všemožné optimalizace.

Tipy a triky, jak uspět v programátorských soutěžích a olympiádě. Čeho si všímat při vymýšlení algoritmů a na co si dávat pozor při samotné implementaci. Jakých soutěží se na střední škole můžete účastnit, kde se dají získat zkušenosti a kde se naopak dají vyhrát velké ceny.

Programování není zdaleka jenom o programování. Nejdříve si povíme něco o základních nástrojích pro hledání a opravu už existujících chyb – debuggerech. Až budeme mít dost záludností, přejdeme k lekci psaní „hezkého kódu“ a přepisování „hnusného kódu“ na „hezký“ v nějakém známém jazyce. Nakonec si povíme o správném testování a dalších nástrojích, které pomáhají vyvíjet kvalitní software.

Lineární algebra vznikla jako formalizace geometrie a tuto souvislost si ukážeme. Popíšeme vektorové prostory, které se skládají z vektorů. Jaké operace s nimi umíme provádět a co všechno musí splňovat? Kdy jsou vektory závislé a kdy nezávislé? Co je to lineární kombinace, obal a generátor? Co je to dimenze vektorového prostoru a jaké má souvislosti s předchozími pojmy?

Ruce programátora patří na klávesnici, přesto se spousta věcí běžně dělá pomocí myši. Pojďme se podívat na programy, které s ovládáním klávesnicí počítají, a triky na ty ostatní. Spíše diskuse než přednáška, postřehy a zkušenosti všech zúčastněných jsou vítány.

Malé diskuzní posezení. Můžeme se pobavit o tom, jaká je úloha filosofie na Matfyzu. Vyměníme si tipy na zajímavé knížky, pomluvíme své oblíbené filosofy a pohádáme se nad velkými i malými otázkami: Spočívá tragédie soudobé společnosti v tom, že se nečte poezie? Dá se vůbec ve světě, kde lze zažít tolik zajímavých věcí, najít čas na beletrii? Kdo měl pravdu ve sporu o universália? Jsoucno, nebo bytí? Jaká je aplikace Platónova trojúhelníku v geometrii a jak souvisí Kant s Eulerem? A co na to Jan Tleskač?

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.

Nahlédneme do tajů starších i novějších aut. Podle zájmu se můžeme pobavit o tom, jaký je rozdíl mezi benzínovým a naftovým motorem, či proč se auta staví zrovna tak, jak se staví. Na praktické ukázce probereme (a trochu rozebereme) auto a co nejvíce si ukážeme – z pohledu běžné údržby i jednoduchých oprav. Určeno pro každého, koho čeká autoškola, nebo ho jen baví mechanika.

Jak se šíří móda? Které reklamy jsou nejúspěšnější? Proč se mezi teenagery šíří kouření? Jací lidé jsou důležití pro vypuknutí sociální epidemie? To vše si řekneme na této přednášce.