Sissejuhatus infotehnoloogiasse

...ajalugu, suunad, põhialused, tehnoloogia, äri.

IT

Ainekood: ITV0010 Link: http://www.lambda.ee/index/Sissejuhatus_infotehnoloogiasse ehk http://www.lambda.ee/index/itv0010 Lektor: Tanel Tammet Kontakt: tanel.tammet@ttu.ee, 6203457, ICT 426 Venekeelsete kursuste lektor: Deniss Kumlander olemas on ka 2012 aasta arhiiv ja 2011 aasta arhiiv koos kõigi eelmise aasta materjalidega.

Maht, aeg, tulemus

Üks loeng nädalas. Kui pole teisiti märgitud, toimuvad kõik loengud järgmistel aegadel:

• Eestikeelne loeng: reedel kell 10.00-11.30 ruumis VIA-201 (loeb Tanel)
• Venekeelne loeng: kolmapäeval kell 09:50-11:20 ruumis III-103 (loeb Deniss)

Kursus lõpeb EKSAMIGA. Eksam on kirjalik, kaks või enam tundi, kümme küsimust ja ülesannet.

Kursuse käigus on iga loengu järel (v.a. esimene loeng) vaja võrgus täita mikro-kontrolltöö, aega selleks on iga kord üks nädal. Kontrolltöö publitseritakse siinsamas lehel. Samuti antakse kursuse käigus teha harjutusi: need tuleb teha iseseisvalt ja tulemused vastata mikro-kontrolltöödes.

Kursuse hinne arvutatakse nii: eksamipunktid (0...100) + kontrolltööde summaarne tulemus. Positiivsed hinded algavad 50 punktist. Igas kontrolltöös on kümme küsimust: kaks viga kontrolltöös on üks veapunkt, neli kaks veapunkti jne, tegemata kontrolltöö on viis veapunkti. Tudengi kõigi kontrolltööde miinuspunktide summast lahutatakse keskmine kontrolltööde miinuspunktide summa, vahe ongi summaarne tulemus.

Kursuse eesmärk

• Anda kokkusurutud ülevaade informaatikast tervikuna.
• Anda ajalooline ülevaade IT teooria, tehnoloogia ja äri arengust.
• Tutvustada edaspidiseid teemasid/loengukursusi stuudiumi vältel.

Kursus ei õpeta programmeerimist, kuigi annab õrna sissejuhatuse programmeerimisse.

Kontrolltöö

Esimene kontrolltöö ilmub siia 13 septembril, see siin on näidis, mida ei tule teha.

Praktilised iseseisvad tööd

Kursuse käigus tuleb teha mõned iseseisvad praktilised tööd, mille kohta on jooksvates kontrolltöödes küsimusi ja mille ainetel tulevad mõned küsimused eksamil.

Mitmed iseseisvad tööd kasutavad D.Ecki simulaatoreid The Most Complex Machine saidilt. Nee simulaatorid vajavad javat ja kõige parem on nad alla laadida ja oma masinas käivitada: siit leiad õpetuse, kuidas seda teha.

Loengute plaan ja materjalid

Kursusel ei ole ühtegi konkreetset õpikut. Järgnevas on toodud iga loenguga seotud materjalid eraldi.

Kursus jaguneb kaheks blokiks: esimene kolmandik sissejuhatus ja ajaloopõhine tehnoloogiaülevaade, järgmised kaks kolmandikku erinevad tehnoloogiad, arvutiteadus ja äri.

Loengute plaan on esialgne, töö käigus ilmub siia kindlasti muutusi. Seega, täpselt adekvaatsed ja õiged on need materjalid, mille loeng on kas juba läbi või tuleb järgmisena: kõik tuleviku-loenguid puudutavad materjalid on vanad, ning saavad loengu kättejõudmise ajaks mingil määral modifitseeritud ja täiendatud.

1. Sissejuhatus

Programmeerimine ja arvuti tööpõhimõtted.

Loengumaterjal: itsissejuhatus1o.ppt, itsissejuhatus1o.pdf.

• vaata väikest Turingi masina videot
• loe juttu ja mängi andmete esitamise appletiga. Vajab javat ja ei tööta iga brauseriga! Kui ta sul brauseri all käima ei lähe, loe [Ecki laborite allalaadimine ja katsetamine siit, kuidas Ecki laborid oma masinasse panna] ja katseta laboriga DataReps.jar mille jutu leiad siit allosast Data Representations alt.
• loe läbi: Paul Graham: Why nerds are unpopular?
• loe läbi: Tanel Tammet: Inimlikkus on loomalikkus

2. Varane ajalugu

Industrialiseerimine. Teoreetilised alused. Loogika. Esimesed arvutid.

Loengumaterjal: itsissejuhatus2o.ppt, itsissejuhatus2o.pdf.

Lisaks:

• Kruusi diskreetse matemaatika kursus!
• Paul Graham: What you'll wish you'd known
• Harjuta lausearvutuse tõeväärtustabelite tegemist: vaata vanu eksamiülesandeid (1, 2, 3) tee ülesandeid ise juurde ja kasuta seda rakendust enesekontrolliks (vt ka selle rakenduse süntaksit).
• Eck lab: Turing machines.
• Alustada: Loogika aine ja ajalugu
• Vaata BBC dokumentaalsarja lõpmatusest
• Varastest masinatest:
  • Näide olulisest analoogarvutist: Norden bombsight
  • Inglise krüptosaaga: Colossus, Turing, sakslaste Enigma ja Lorenz SZ 40
  • Esimesed digitaalsed elektriga töötavad arvutid:
    • Konrad Zuse
    • Atanasoffi elektronarvuti
    • Mark I: esimene programmeeritav elektromehaaniline arvuti.

3. Keskajalugu

II maailmasõda kuni kuuekümnendateni. Arvutid ja programmeerimine. Keeled ja rakendused. Integraalskeemid.

Loengumaterjal: Itsissejuhatus3o.ppt, Itsissejuhatus3o.pdf.

Lisaks:

• Paul Graham: Undergraduation pluss järelmärkused: more advice for undergrads
• Fortran
• PDP-1 restoration project, spacewar in PDP-1 simulator
• Ivan Sutherland's sketchpad video vt ka sketchpadi artikkel
• Douglas Engelbart "mother of all demos"
• SAGE
• Counterculture
• Silicon Valley
• Whole earth catalog

4. Keskajalugu jätkub

seitsmekümnendad, kaheksakümnendad. Mikroprotsessorid. Mini-, mikro- ja persionaalarvutid.

Loengumaterjal: Itsissejuhatus4o.ppt, Itsissejuhatus4o.pdf.

Lisaks:

• Jätk küsimusele "mida ülikoolis teha?". Joel Spolsky: Advice for Computer Science College Students

• intel 4004 skeemid, simulaatorid ja ajalugu, simulaator
• Spacewar: esimene graafiline arvutimäng,töötav applet
• Atari muuseum
• mehaaniline pong
• SRI international
• Bell labs
• Eric Raymond: How to become a hacker
• Colossal Cave (adventure) teksti-seiklusmäng
• Magnavox odyssey

5. Lähiajalugu

kaheksakümnendate teine pool kuni 2005. IBM PC, Macintosh, uued vanad opsüsteemid. Võrgundus ja veeb.

Loengumaterjal a osa:Itsissejuhatus5oa.ppt, Itsissejuhatus5oa.pdf.

Loengumaterjal b osa:Itsissejuhatus5ob.ppt, Itsissejuhatus5ob.pdf.

Loengumaterjal c osa:Itsissejuhatus5oc.ppt, Itsissejuhatus5oc.pdf.

• Lisaks:
• Thirst for knowledge may be opium craving
• GUI ajalugu
• 101 arvutireklaami
• Arvutite tv-reklaamide ajalugu
• "Teejuht võrgumeediasse" toorik aastatest 1995-1996. Pakub eeskätt ajaloolist huvi.
• Apple Macintoshi reklaamfilm:
  • Väike mpeg variant
  • Suur quicktime variant

6. Arvuti riistvara. Mälu, protsessor, käsud.

Loengumaterjal: Itsissejuhatus6o.ppt, Itsissejuhatus6o.pdf.

Lisaks:

• Kindlasti loe kõigepealt läbi lühike lugu transistoride kasutamisest loogikalülituste ehitamiseks ja vaata veidi täienduseks siit ja protsessorist siit
• Seejärel tee iseseisvalt D.Ecki harjutusi, osad siit: Eck laborid. Need simulaatorid vajavad javat ja kõige parem on nad alla laadida ja oma masinas käivitada: siit leiad õpetuse, kuidas seda teha. Süvene 4-biti liitjasse, kuni sa temast korralikult aru saad. Seejärel loe ise läbi, proovi ja tee mõlemist osast vähemalt üks harjutus, kus tuleb ise elektroonikaskeem ehitada:
  • Logic circuits
  • Memory circuits
• Head alternatiivsed simulaatorid katsetamiseks:
  • tasuta on-line katsetusteks
  • allalaetav ja eelmisest parem: saab teha mooduleid
• Minecrafti spetsidele: redstone ja arvutid
  • introd siin ja siin ja loogikalülitused
  • shock and awe: täielik 4-bitine arvuti minecraftis
• Veidi tutvuda nende saitidega:
  • täiendavalt teemal transistoride kasutamisest loogikalülituste ehitamiseks
  • näiteappletid transistoride kasutamisest loogikalülituste ehitamiseks
  • http://www.mkdata.dk/click/ (eriti soovitan lugeda pc arhitektuuri seletust)
  • Tom's hardware guide
  • Diy calculator raamat ja terve sait: uuri veidi raamatut

7. Programmeerimiskeeled.

Loengumaterjal: Itsissejuhatus7o.ppt, Itsissejuhatus7o.pdf.

Lisaks: Eck laborid jätk: loe ise läbi, proovi ja tee igast osast üks-kaks harjutust:

• xComputer
• xComputer assembly language
• Computer languages history
• About 2500 Computer Languages, Past and Present
• Computer language shootout

Huvi korral võid veel:

• vaata Tiobe programmeerimiskeelte populaarsusindeksit
• lugeda Diy calculator raamatut ja tervet saiti
• uurida sarnast, alternatiivset pisimasina-simulaatorit: MarieSim,
• või lugeda ülevaadet progekeelte arengust

8. Operatsioonisüsteemid.

Loengumaterjal: Itsissejuhatus8o.ppt, Itsissejuhatus8o.pdf.

Kohustuslikku lugemist

• Kohustuslik on esimene 1/4 pikast artiklist In the Beginning was the Command Line

Soovitavat lugemist:

• Wikipedia artikkel opsüsteemidest
• Linux distributions
• Ulrich Drepperi cache-lühiülevaade ja paralleelsuse-ülevaade
• üldse mitte kohustuslik (algajatel raske mõista :-) The Art of Unix Programming
• Minix: Linuxi inspiratsiooniks olnud mini-UNIX
• Unix history
• virtuaalmälu vikipeedias
• multitasking vikipeedias
• linuxchix kernel hacking

9. Tarkvara arhitektuur. Teegid, komponendid, andmebaasid jms.

Loengumaterjal: Itsissejuhatus9o.ppt, Itsissejuhatus9o.pdf.

Kohustuslikku lugemist

• The law of leaky abstractions
• No silver bullet ja lühem kokkuvõte
• Paul Reeves: What is software design? vana artikkel ja What Is Software Design: 13 Years Later
• mis on vabatarkvara Gnu interpretatsiooni kohaselt

Lisaks: täiesti mittekohustuslikke ideid lugemiseks:

• Why features do not matter any more
• Teach yourself programming in ten years
• Gnu manifestid ja
• Gnu litsentsid ja paljud erinevad vabavara litsentsid

10. Võrgutarkvara. Interneti baastehnoloogia.

Loengumaterjal: Itsissejuhatus10o.ppt, Itsissejuhatus10o.pdf.

Lisaks: Tutvuda:

• http://en.wikipedia.org/wiki/TCP/IP_model
• Huvi korral loe mahukamast protokollinduse kursusest lisa: Andmeside protokollid

11. Võrgutarkvara. Interneti rakenduste tehnoloogia.

Loengumaterjal: Itsissejuhatus11o.ppt, Itsissejuhatus11o.pdf.

Lisaks: Tutvuda lühidalt:

• Veebilehe lugemine serverist oma programmiga: http://java.sun.com/docs/books/tutorial/networking/urls/readingURL.html
• http://www.w3schools.com/.
• http://www.w3c.org/.
• XMLHttpRequest Demo (async javascript)
• Huvi korral uurimiseks: Tiny www server
• lihtsaid cgi programminäiteid
• Apache

12. Rekursioon. Funktsionaalne ja loogiline programmeerimine.

Loengumaterjal: Itsissejuhatus12o.ppt, Itsissejuhatus12o.pdf.

Lisaks proovi ja loe veidi:

• Fraktaalid wikipedias
• Fraktaalide applet vali vasaku hiireklahvi abil sisemine ala ja joonista uus
• Mandelbroti hulga (pildi) joonistamise programme mitmes eri keeles
• Tower of Hanoi
• Lambda-arvutus

Vaata ja proovi näiteid modifitseerida:

• Võta seesama Ecki labor, mis varem (Ecki laborite allalaadimine ja katsetamine) ja käivita TMCM_Labs.jar.
• Avanevas menüüs võta xTurtle lab ja lae sisse näiteks BinaryTrees.txt, RecursiveBush.txt, KochCurves.txt
• Loe lisaks Lihtsamad rekursiivsed pildid

Huvi korral installeeri ja proovi Prologi: SWI Prolog.

13. Algoritmid. Keerukus ja lahenduvus.

Loengumaterjal: Itsissejuhatus13o.ppt, Itsissejuhatus13o.pdf.

Lisaks: Huvi korral vaata TSP programmi Java lähtekood

14. Tehisintellekt.

Loengumaterjal: Itsissejuhatus14o11.pdf.

Ajuteaduse teemadel tasub kuulata kõigepealt Metzingeri podcasti ja siis jätka www.brainsciencepodcast.com podcastide kuulamist (hea tegevus kogu jõuluvaheajaks!).

Taustaks: intertehismoistus.PPT ja ülevaade tehisintellektinduse valdkondadest

Lisaks tasub vaadata:

• Boston Dynamics robot donkey (aka big dog) video
• Darpa grand challenge 2005 ja urban challenge
• TTÜ roboswarm
• Teadmiste integraatorid Ibm Watson, Wolfram Alpha ja Siri
• Päris hea võrgust lugev ja õppiv süsteem NELL vt ka seniõpitut ja olulist alus-meetodit
• Klassikaline vestlev pseudointellekt
• Õppejõu ja kolleegide turismisoovitaja prototüüp ja ülevaateartikli draft
• Loe Matrix, Skynet ja sõda teispoolsusega, klassiku ülevaadet tehisintellektindusest, Dennetti artikleid, tuntud õpikut,

15. IT äri, IT projektid

Loengumaterjal: Itsissejuhatus15o11.ppt, Itsissejuhatus15o11.pdf.

Lisaks:

• How projects really work
• Real software engineering
• 10 failed startups of an unknown guy
• Agile ja lisaks selle juurde Martin Fowleri artikkel
• Kohustuslikud artiklid (toodud ka sellel lehel allpool,kohustuslike lugemismaterjalide osas):
  • Paul Graham: How to start a startup?
  • Paul Graham: Great hackers
  • Joel Spolsky: IT firma töökorraldus: 12 steps: http://www.joelonsoftware.com/articles/fog0000000043.html
  • Paul Reeves: What is software design? vana artikkel ja What Is Software Design: 13 Years Later
  • Gnu manifestid The Free Software Definition ja Selling Free Software
  • Fred Brooks 1986: No Silver Bullet
  • Random ramblings: Top ten geek business myths

16 Ülevaade saabuvast eksamist ja konsultatsioon

Näiteid vanadest eksamitest

Siin on näited ca 10 aastat tagasi tehtud eksamitest. Tegelikud eksamiküsimused tulevad teistsugused, formaat on sama.

• vana eksam 1
• vana eksam 2
• vana eksam 3

Kohustuslikud lugemismaterjalid

Järgnevate materjalide läbilugemine on kursuse läbimisel kohustuslik. Kursuse jooksul tuleb siia veidi täiendusi:

• Loogika ainest ja ajaloost: T.Tammet: Loogika aine ja ajalugu: sissejuhatus T.Tamme, T.Tammeti ja R.Prangi loogikaõpikule "Mõtlemisest tõestamiseni".
• Abstraktsioonidest ja tehnoloogiatükkidest: Law of leaky abstractions
• Stiilist või midagi: The Tao of Programming. Selle teksti inspiratsiooniks/taustaks on daodejing (sea brauserist view->character encoding unicode), see tausta-originaal-daodejing ei ole kohustulik lugemine.
• Kohustuslikud artiklid IT projektide, ideoloogia, äri ja juhtimise teemal on järgmised. Neid "ära õppida" vms pole vaja, piisab lihtsast mõnusast kiirest läbilugemisest:
  • Paul Graham: How to start a startup?
  • Paul Graham: Great hackers
  • Paul Reeves: What is software design? vana artikkel ja What Is Software Design: 13 Years Later
  • Gnu manifestid The Free Software Definition ja Selling Free Software
  • Fred Brooks 1986: No Silver Bullet
  • Random ramblings: Top ten geek business myths

Väga kasulikud lugemismaterjalid: loe neid!

• Loe iga päev: http://news.ycombinator.com/
• Loe iga päev: http://www.reddit.com (hea mõte on registreeruda ja valida sobivad alamredditid, kindlasti
  • http://www.reddit.com/r/programming
  • http://www.reddit.com/r/technology
  • http://www.reddit.com/r/artificial
• Loe regulaarselt: http://www.dzone.com/
• Loe regulaarselt: http://www.slashdot.org
• Loe regulaarselt: http://www.news.com

Kursuse käigus on mõistlik lugeda valikut artikleid kõigist neist saitidest:

• Paul Grahami esseed, uusi suhteliselt harva.
• Software management, ca kord kuus materjale: http://www.joelonsoftware.com
• Jargon leksikon ja the New Hacker's Dictionary.
• The cathedral and Bazaar
• Gnu manifestid
• David Eck: Labs and Applets for "The Most Complex Machine".

Kui kõik tundub liiga lihtne, siis:

• Loe läbi enamus Paul Grahami esseid.
• Loe läbi Steven Raymondi raamat (NB! algajatel raske õieti mõista :-) The Art of Unix Programming
• Vaata, mis võrgust (loodetavasti) edaspidi saab: Semantic Web
• Loe läbi hulga Daniel Dennetti esseid
• Võta ette programmeerimise süvendatud algkursus.
• Tee omal käel ette läbi terve Programmeerimise põhikursus (peaasi: tee kõik harjutustööd: programmeerimise õppimiseks ainus viis on palju programmeerida :-)
• Õpi assembleris programmeerima (üpris ebapraktiline oskus, aga hästi hariv :-)