Základní vícedílný kurz algoritmů a datových struktur, který se bude prolínat se ZAKL. Jak poznat, který algoritmus je efektivnější? Přehled základních algoritmů. Co je to datová struktura a několik jejích ukázek. Vše si procvičíme na příkladech.

Ukážeme si, proč programy fungují tak, jak jsme zvyklí. Co umí procesor, co dělá paměť a jak se to dá k něčemu použít. Ukážeme si nějaký program v Céčku a v Assembleru a koukneme se, kolik toho řeší Python za nás. Co dělá operační systém, jak je třeba možné, že na jednom procesoru běží najednou několik procesů. Ukážeme si, že počítače jsou překvapivě hloupá stvoření, co umí jenom základní počty, ale na programování nám to stačí.

Jak pomocí počítače vyřešit věci, které na papíře řešíme metodou "kouknu a vidím"? Jak najít konvexní obal množiny bodů, jak zjistit, jestli je bod uvnitř mnohoúhelníku, jak spočítat obsah nějakého (ne)konvexního obrazce a další. Na spoustu věcí se nám bude hodit algoritmus zametání roviny, nejprve přímkou a později možná i něčím složitějším (třeba až budeme počítat Voroného diagramy).

Lidstvo má dlouhou historii kradení nápadů od přírody. Tudíž není žádným překvapením, že jakmile přišel Darwin s teorií evoluce, informatici už v koutě kuli pikle, jak můžou tuto krásnou teorii zneužít. Tak přišli na svět evoluční algoritmy, způsob jak nechat sílu přírody pracovat ve váš prospěch. Brzo se ukázalo, že je to až překvapivě mocná metoda, která dokáže najít velmi solidní aproximaci i pro velmi komplexní problémy.

Někdy potřebujeme najít podřetězec ve velkém množství textu. Jak to udělat co nejrychleji? K tomu se nám budou hodit vyhledávací automaty, například Knuthův-Morrisův-Prattův algoritmus. Od toho dojdeme k dalším algoritmům na zpracování textu.

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.

Jedním z nejmocnějších algoritmických nástrojů jsou rekruzivní funkce – tedy takové, které volají samy sebe. Ukážeme, k čemu může být rekurze užitečná a jak se v ní neztratit. A kdy je naopak lepší se rekurzi vyhýbat.

Povídání o tom, co nám Python nabízí, aby se v něm hezky programovalo, které zajde o trošku dále než základní kurz, určené zejména těm, co už v pythonu programovali před soustředěním. Jak psát pythonicky aneb enumerate, zip, comprehensions či generátory. Jak se neztratit v balíčcích a jak si vytvořit vlastní. Co za pasti skýtá Python a jak přesně fungují pythonní třídy. Jak se dívat na pythonní objekty z pythonu a případně jak za běhu programu modifikovat asi tak cokoliv a proč to možná nechceme dělat.

Ve funkcionální programování popisujeme výpočet programu pouhými funkcemi a jejich vyhodnocováním. Zmíníme historii od které přejdeme k rozumným jazykům, konkrétně k Haskellu. Zjistíme proč proměnné nelze upravovat a proč to nejsou proměnné v pravém slova smyslu. Vysvětlíme co jsou to funkce vyšších řádů a jak nám šetří spoustu práce. Dále ukážeme další velice užitečné nápady jako makra nebo pattern matching.

Naučíme se základy tvorby webových stránek pomocí HTML a CSS. Ukážeme si, jak strukturovat obsah stránky, jak jej stylovat a jak přidat základní interaktivitu pomocí JavaScriptu. Během přednášky si každý vytvoří svou vlastní webovou stránku, kterou si bude moci dále rozvíjet. Dozvíte se také, jak stránky publikovat na internet, aby je mohli vidět i ostatní.

Jistě jste se setkali s programy, co například čekali na vstup od uživatele. Co když ale chceme čekat na více věcí současně? Například krom odpovědi od uživatele může dorazit něco po síti, z jiného programu nebo ze souboru. Na této přednášce si ukážeme různé způsoby, jak tyto problémy řešit. Od aktivní smyčky přes low-lever rozhraní linuxího kernelu – rodiny poll, přes programování za pomocí callbacků po asynchronní programování v Pythonu.

Volné navázání na NET aneb máme fungující síť a chceme nad ní provozovat složitější komunikaci. ICMP aneb servisní protokol Internetu, DNS a překlad doménových jmen, jednoduché textové protokoly jako je FTP, SMTP, IMAP nebo nejpoužívanější webové HTTP. U HTTP se zastavíme trochu déle – hlavičky, návratové kódy, cookie, více domén na stejné IP adrese a SSL certifikáty.

Jak vytvořit jednoduchý Linuxový server, který poskytuje služby vaší domácnosti, nebo třeba nějaké větší síti. Co se tam hodí provozovat? Povíme o SSH, klíčích, šifrování, systemd, Apache a Nginxu, nastavení mailového serveru i DNS. Jak server zabezpečit před útočníky, jak před ztrátou dat a jak před uklízečkou. Vše si vyzkoušíme prakticky, třeba na virtuálním počítači.

Napsat od základy třebas jen rezervační formulář pro knihovnu není vůbec jednoduché. Jak zařídit, že se data neztratí po nečekaném výpadku napájení? Jak nejlépe předejít vytvoření rezervace pro dva čtenáře naráz, kteří si zažádali ve stejnou chvíli? A jak později připojit mobilní aplikaci? Už desítky let je častou odpovědí na otázky výše relační databáze, která převezme péči o naše data a my už je jen servírujeme uživatelům. Přístup je to velmi oblíbený a nějakou databázi dnes nabízí prakticky každý webhosting. Podívejme se, s čím vším nám tedy databáze pomohou, jak se v nich data strukturují do tabulek a propojují klíči a jak je naopak posléze můžeme dotazovat jazykem SQL.

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 funguje znaková sada Unicode, která se snaží zapsat všechny jazyky světa? Codepointy versus glyfy. Kombinující znaky, čtvero normálních forem a pátá lehce nenormální. Typografické a neviditelné znaky. Co všechno prozradí Unicode Character Database. Uložení v paměti: formáty UCS-2, UCS-4, UTF-8 a UTF-16, nešvar s BOM. Tajemný svět emoji. Jak se s Unicode programuje? A jako vždy: bezpečnostní problémy.

Game of Life je dvojrozměrný svět, ve kterém se buňky vyvíjí podle průzračně jednoduchých pravidel. Už desítky let v tomto světě objevujeme další a další zajímavé jevy. Tak do něj také nahlédneme, prozkoumáme souvislosti s evoluční biologií i s algoritmy. Též uvidíme, jak Život zapadá do obecnějšího světa buněčných automatů.

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, ...

V této přednášce si ukážeme, jak optimalizovat počet upečených rohlíků a buchet, aby pekárna měla co největší profit. Naučíme se reálný problém linearizovat a následně vyřešit pomocí solveru v Pythonu. Také si řekneme, jaké problémy můžeme tímto způsobem vyřešit.

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.

Řekneme si, čím se zabývá teorie čísel a vysvětlíme si její nejznámější aplikaci: šifru RSA. Vybudujeme teorii kolem dělitelnosti, řekneme si základní větu aritmetiky, vysvětlíme si Eukleidův algoritmus, Bézoutovu rovnost, Eulerovu funkci a důležité vlastnosti prvočísel. Když budeme znát všechny tyto pojmy, můžeme se pustit do vysvětlení, proč vlastně RSA funguje. Na závěr si řekneme slabiny RSA a proč už se dneska přestává používat.

Teorie grafů trochu teoretičtěji. Různé druhy grafů a jejich vlastnosti. Stromy a lesy. Kreslení grafů jedním tahem. Princip sudosti a skóre grafu. Jaké speciální vlastnosti mají rovinné grafy a jak je lze obarvit šesti nebo možná i pěti barvami. Jak poznat, že dva grafy (ne)jsou isomorfní. Mosty, artikulace a ušaté lemma. Párování, střídavé cesty a Hallova věta.

Sbírka představ o světě, kterým většina programátorů věří, ale vlastně nejsou pravdivé. Jsou všechny dny stejně dlouhé? A všechny minuty? Kolik znaků má jeden znak? Čím jsou oddělené comma-separated values? Kde ve Zlíně je tř. Tomáše Bati č.p. 202? Kolikrát že? Má každý občan EU příjmení? A jméno? A právě jedno rodné číslo? Kolik zavináčů může obsahovat e-mailová adresa? A pokud zbyde čas vše zakončíme několika funktory ze kterých uděláme monády.

O češtině časů minulých, současných i (potenciálně) budoucích. Kde se čeština vzala a jak souvisí s ostatními evropskými jazyky. Co jsme během staletí získali, o co jsme přišli a o co nejspíš brzy přijdeme. A je to škoda? Vykrádáme cizí jazyky a ony zase nás. Kolik je češtin a která je ta správná? Proč už Jan Hus spílal Pražanům? Pojďme navrhnout pravopisnou reformu!

Pojďme usednout k šálku lahodného čaje a povídat si o tom, co se v něm skrývá. Kde se čaj vzal, kde se pěstuje, jak se zpracovává a jak ho připravovat. Trocha čajového zeměpisu, dějepisu i čajové chemie a čajové kultury. Též o všelijakých substancích čaji podobných.

Na dnešní napjatý svět není lepšího léku, než se po něm vypravit podívat a zjistit, že tráva je všude stejně zelená, koláče různé leč vždycky dobré a lidé milí a ochotní. Já si tuto medicínu dávkuji od počátku střední školy a na přednášce vám ji předepíšu též. Nenavštívil jsem žádné romanticky divoké kraje, neukážu, jak zdolat extrémy přírody. Na ověřených příkladech ale představím, jak se dá za pár korun a za pár chvil procestovat Evropa.

O tom jak funguje evoluce IRL - jakým způsobem život nevznikl "náhodou". A jak nám znalost těchto principů umožňuje dělat "reverzní inženýrství" živých věcí.