Úvodní několikadílná přednáška pro ty, kteří mají s programováním malé nebo dokonce žádné zkušenosti. Od základů si vysvětlíme problematiku programování a představíme programovací jazyk Python, který je jednoduchý na naučení, ale přitom není jen dětskou hračkou a je používaný ve spoustě důležitých projektů. Ukážeme si základní datové typy (n-tice, seznamy, slovníky) a datové struktury (fronta, zásobník) a základní algoritmy a programátorské techniky, bez kterých se žádný programátor neobejde.

Co to jsou grafy, jak je v programech reprezentovat a hlavně k čemu se dají použít. Prohledávání grafu do šířky i do hloubky. Hledání nejkratších cest: Dijkstrův a Floydův algoritmus. Topologické třídění grafů a kreslení grafů jedním tahem.

Problém, algoritmus a program. Časová a paměťová složitost problémů i algoritmů. Složitost rekurzivních algoritmů, složitost v průměrném případě.

Dynamické programování je programátorská technika využívající velice prostinkého nápadu: Proč něco počítat několikrát, když to mohu spočítat jednou a výsledek si uložit? Na této přednášce si ukážeme, že tento jednoduchý nápad může pomoci efektivně vyřešit i poměrně obtížné úlohy.

Trochu hlouběji o složitosti: amortizovaná časová složitost, dolní odhady, nedeterministické výpočty a třída NP, NP-úplné problémy a příklady redukcí.

Pokročilejší grafové algoritmy: union-find problem, hledání minimální kostry, párování v grafech, testování vícenásobné souvislosti a silné souvislosti.

K čemu je dobré, když grafem teče voda. Předvedeme si klasický problém toků v sítích a jeho všelijaké, mnohdy dosti překvapivé aplikace. Jak rozestavět n věží na šachovnici a jak ji místo toho pokrýt dominovými kostkami? Další souvislosti, jako třeba násobná souvislost grafů.

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.

Povíme si, jak logické úlohy souvisí se základy informatiky. Ačkoliv to tak na první pohled nevypadá, tak ve většině logických úlohách jsou skryty informatické postupy jako je například kódování informací, hledání správné cesty nebo splňování podmínek.

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.

Úvod do servírování informací skrze World Wide Web. Co znamená http://, jaký je rozdíl mezi HTML a XHTML a na co se hodí znát kaskádové styly. Kdy a proč (ne)použít kterou technologii.

Povíme si, co je to jazyk XML, jak vznikl a k čemu je dobrý. Zároveň probereme nástroje pro práci s XML dokumenty, jejich načítání (parsování), generování, validaci atd. Z pokročilejších technik pak ukážeme vyhledávání v XML pomocí jazyka XPath a transformace XML dokumentů pomocí XSLT. Zbyde-li čas ukážeme si i několik konkrétních aplikací (XHTML, WML, SVG, ODF, ...).

Jak se programuje v operačním systému, který si programátoři navrhli pro sebe? Vyměníme klikací vývojová prostředí za stavebnici se spoustou kostiček. Textový editor Vim, překladač GCC a otrokář zvaný make. Jak zjistit, co program doopravdy dělá, i když běží hodinu – core dumpy, GDB, valgrind, oprofile. Jak programovat ve více lidech a nezbláznit se z toho – diff, patch, Git.

Základy rychlého programování v Pythonu. Syntaxe, datové typy, funkce, třídy, ... Na co si dát pozor, v čem se liší od ostatních jazyků a proč je tak oblíbený.

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.

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?

Rozličné kombinatorické hry se zápalkami, kamínky, barvičkami či grafy a jejich abstrakce. U některých si ukážeme výherní či obranné strategie, u některých dokážeme, že sice příslušná strategie existuje, ale nikdo ji ve skutečnosti nezná. Teorie pana Conwaye: jak pozicím přiřazovat čísla, popř. jiné symboly. Piškvorky a jejich zobecnění na hypergrafy.

Povídání o grafech, které jde nakreslit na papír bez křížení hran. O tom, co všechno pro takové grafy platí a jak je poznáme, aniž bychom je museli kreslit. Existuje pouze 5 pravidelných mnohostěnů a my se o tom pomocí teorie grafů přesvědčíme. Barvení rovinného grafu šesti a možná i méně barvami. Když zbude čas, zkusíme grafy kreslit i na jiné plochy: kupříkladu Möbiovu pásku, pneumatiku nebo ušatou kouli.

Historie a vývoj počítačových technologií a současných architektur. Co je to procesor, jak se programuje (instrukční sady) a jak se chová. Přehled tříd procesorů (skalární a vektorové, RISC). Jak procesor komunikuje s okolím (čipová sada). Nezbytné periferie: vnitřní a vnější paměti, vstupní a výstupní zařízení.

Shrnutí hradlového seriálu KSP. Tedy krátký úvod do historie, nástin vnitřností, schémata, schematické značky, konvence. Trocha teorie, Booleova algebra a De Morganovy zákony. V neposlední řadě si ukážeme, jak rychle a efektivně umíme problémy hradly řešit.

Zpracování menšího množství dat – máte tabulku dat uloženou v textovém souboru a chcete k ní přidat několik dalších sloupců. Ukážeme si polopatický způsob pomocí libovolného programu, dále zrychlení přes program calc (neplést s oo-calcem). Dále si ukážeme, jak z takové tabulky nakreslit graf pomocí programu GNUplot, včetně pokročilejších funkcí – fitování dat funkcí, více grafů v jednom, přepočet dat za běhu, ... Také si ukážeme integraci s TeXem.

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.

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

Mapy mysli (neboli myšlenkové mapy) jsou speciální diagramy, které mají v člověku povzbudit kreativitu. Kromě vymýšlení všemožných věcí od přednášky po výpravu na Mars je lze využít pro organizaci myšlenek a při učení. Na příkladě si tedy nějakou mapu mysli vytvoříme a představíme si program na jejich tvorbu. V případě času rovněž: brainstorming, duševní rozcvičky, nasazování klobouků a další užitečné kreativní techniky.

Vnitřek klávesnice je jedno z nejšpinavějších míst ve vašem domě. Povíme si, co se v ní dále nachází. Někteři lidé si nemohou vynachválit klávesnice mechanické, jiní ergonomické – a jiní ty zcela normální. Budeme hovořit o vlastnostech všech tří. Slovem zavadíme i o rozloženích kláves a jejich (údajných) vlivech na rychlost psaní. To vše s příklady na vlastní prsty!

Povídání o tom, jak se podomácku vyrábějí výbušniny, na co se přitom musí dávat pozor a co je ještě bezpečné. Popíšeme vlastnosti a výrobu střelného prachu, různých flashových směsí, amonledkových trhavin, jododusíku a některých nitrosloučenin. Dále něco málo o způsobech odpalu, proč je zápalná šňůra nebezpečná. Doplněno o spoustu historek z vlastní zkušenosti. Bude-li zájem, vysvětlíme si fyzikálně-chemickou podstatu výbuchu a jak se spočítá energie při výbuchu. Některé s probraných látek si ukážeme v praxi.