Programmeerimise põhikursus 2008

Ainekood: ITI0010
Link: http://www.lambda.ee/index/Programmeerimise_põhikursus ehk http://www.lambda.ee/index/iti0010

Lektor: Tanel Tammet
Kontakt: tammet@staff.ttu.ee, 6203457, TTÜ AK223

Aeg, koht, tulemus

Loengud: Igal kolmapäeval kell 14.00-15.30, ruumis VII-131
Semester: sügis
Tulemus: kirjalik eksam, mille eelduseks ja üheks punktiosaks on praktikumiülesanded.
Punkte: 3.5
Eeldusaine: IAG3103 Informaatika II

Praktikum: kord nädalas a 2*45 minutit, AK arvutiklassides IT-213. Rühmadel on erinevad ajad ja juhendajad. Ajad on järgmised (kontrolli oma rühma üldisest tunniplaanist, et siinantud aeg on ikka õige):

• Teisipäev 18.00 - 19.30, ruumides C,D. IAPB31, IAPB32. Juhendaja Kirill Klenski.
• Kolmapäev 18.00 - 19.30, ruumides C,D. IAPB33, IAPB34 Juhendaja Liia Tammes / Kirill Klenski.
• Reede 14.30 - 16.00, ruumides A,B,C. IABB37, YABM11, YAGM11, YASM11. Juhendaja Liia Tammes.
• Reede 16.00-17.30, ruumides A,B,C. IABB31, IABB32, IANM11, IAPB37. Juhendaja Liia Tammes.

Liia Tammese asemel on alates 1. novembrist juhendajaks Andres Puusepp.

Eri aegadel on praktikumidel erinevad juhendajad (õppejõud üldjuhul ei juhenda praktikume, kuid vahel asendab juhendajat, aitab pingelisel hindamisperioodil jne).

Kursuse eesmärk

Õpetada programmeerimise aluseid ja tehnoloogiat üldiselt, eeldades kerget varasemat kokkupuutumist programmeerimisega vähemalt eeldusaine Informaatika II mahus. Rõhk on praktiliste kogemuste ja oskuste omandamisel: iseseisev töö praktikumis on olulisem, kui õpiku lugemine. Märgatava osa loenguaega kulutab lektor kohapeal ette-programmeerimiseks.

Kursus on sisuliselt (kuid mitte tingimata formaalselt) vajalik eeldus kõigile spetsiifilisematele programmeerimiskursustele, nagu "algoritmid ja andmestruktuurid", "süsteemprogrammeerimine", "objektorienteeritud programmeerimine" jms. Baaskeelena kasutatakse Javat, vältides samas eriliselt Java-päraseid meetodeid, teeke jms. Praktikumides loodavad rakendused on reeglina käsurea ja omaette akendega rakendused, mitte apletid.

Õpik

Tasuta e-book: David Eck, Introduction to Programming Using Java , version 4.1, 2004 (http://math.hws.edu/javanotes/ vt ka http://math.hws.edu/eck/cs124/downloads/javanotes4.pdf)

Kursus jätab käsitlemata mõned osad õpikust, kuid lisab õpikule mitmeid täiendavaid peatükke ja osi. Viited vajalikele peatükkidele ja täiendavatele materjalidele on kas juba võrgus antud või lisatakse võrku loengute käigus.

NB! Raskuste ja probleemide korral on soovitav iseseisvalt lugeda läbi kogu David Ecki raamat ja teha iga peatüki juures mõned iseseisvad harjutused (raamatus on toodud ka näitelahendused).

Käesoleva lehe lõpuosas on antud ka täiendavaid lugemismaterjale.

Praktikumiülesanded ja tähtajad

Alustuseks tee ära: java tutvustusülesanne.

NB! Tutvustusülesannet ei juhendata ega kontrollita. See tuleks iseseisvalt ära teha esimese õppetöö nädala jooksul.

1. Esimene rakendus: tikumängu ülesanne, ainult tekstiliides. Tähtaeg: 29. september.
2. Tekstifailidest rdf-mikroandmebaasi päringud, ainult tekstiliides. Tähtaeg: 27 oktoober.
3. GUI-ga graafiline võrgurakendus (http-d kasutav klient). Tähtaeg: 24. november

Tähelepanek AK arvutiklassides: päris paljudel masinatel ei leia java kompilaator ja interpretaator (javac ja java) üles vajalikke klasse, isegi siis, kui asud kompileerides kataloogis, kus need vajalikud klassid on. Sellisel juhul kutsu javac ja java välja koos classpathiga, milleks on kataloog, kus ise oled (seda tähistab punkt -cp järel), eeldusel muidugi, et oled ise selles kataloogis, kus vajalikud klassid:

• javac -cp . minuprogramm.java
• java -cp . minuprogramm

Viimane ülesanne on 2005 aasta sügisest ja illustratiivne: 2006 ülesanne tuleb veidi sarnane, aga mitte sama. Seega: järgmised ülesanded ei ole 2006 aasta jaoks kehtivad! Uuendatud versioonid ilmuvad võrku veidi enne eelmise ülesande lõputähtaega. Kuupäevad on siiski uuendatud ja õiged.

1. Mõtlemismäng (otsing mängupuust) viis nuppu ritta. Tähtaeg: 22. detsember.

NB! Arvesta järgmist:

• Eksamile pääsemiseks peavad olema sooritatud vähemalt kolm neljast praktikumi-ülesandest.
• Juhul, kui üks neljast ülesandest jääb realiseerimata, saab selle eest eksamil 10 trahvipunkti (eksami maksimumpunktid on 100)
• Iga hilinenud ülesanne annab 5 trahvipunkti.
• Pärast 22. detsembrit ei aktsepteerita enam ühtegi ülesannet.
• Iga ülesanne tuleb programmeerida iseseisvalt ja näidata praktikumi juhendajale praktikumi ajal ette. E-postiga saadetud lahendusi ei aktsepteerita!
• Ülesande arvestamiseks ütle juhendajale praktikumi ajal ise, kui soovid lahendatud ülesannet näidata: juhendaja ei hakka reeglina ise õigeagselt uurima, et kas on ülesanne ikka tehtud.

Täpsustav info 2005 sügisel tehtud praktikumitööde kohta: kui oled 2005 sügissemestril saanud punkte (vt siit leheltl), siis saad neid 2006 sügissemestril kasutada ainult juhul, kui said 2005 eksami edukalt sooritatud (hinne vähemalt 1). Vastasel korral pead praktikumitööd uuesti tegema. Teiste sõnadega: vanad praktikumitulemused kehtivad ainult juba olemasoleva hinde parandamiseks, mitte aga olukorras, kus sa pole eksamil läbi saanud. Viimasel juhul pead lihtsalt tegema nullist selle aasta praktikumitööd.

Praktikumide vahetulemused hakkavad semestri jooksul siia lehele ilmuma, kuid märgatava viivitusega.

Loengute plaan ja materjalid

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, meeldetuletus, Java kasutamine, Java ja C võrdlus, lihtsad näited. Muutujad, andmetüübid.

Aeg: 6 september.

Loengumaterjal: Progpohi1_06.PPT,

Lugeda: D.Eck ptk 1, 2.

Tutvuda:

• Java ja C++ keeltena
• Java ja C# keeltena
• Java vs C kiirus: Java vs C benchmarkimisest, uuem Java vs C benchmark, vanem Java vs C benchmark

2. Juhtimiskonstruktsioonid ja tsüklid. Lihtandmed.

Aeg: 13 september.

Loengumaterjal: Progpohi2_06.PPT, Progpohi2_06.pdf,

Lugeda: D.Eck ptk 3, 4.

3. Funktsioonid, klassid. Kompleksandmed

eeskätt stringid ja massiivid.

Aeg: 20 september.

Loengumaterjal: Progpohi3_06.PPT, Progpohi3_06.pdf

Lugeda: D.Eck ptk 4, 5 algus, 8.

4. Sissejuhatus teise praktikumitöösse. Veatöötlus. Failid.

Aeg: 27 september.

Praktikumimaterjalid: rdf-mikroandmebaas

Loengumaterjal: Progpohi4_06.PPT, Progpohi4_06.pdf

Lugeda: D.Eck 8,9,10

5. Teine praktikumitöö

Aeg: 4. oktoober.

Õppejõud tegeleb loengus lahenduse osalise etteprogrammeerimisega.

6. Objektid ja klassid.

Aeg: 11. oktoober.

Loengumaterjal objektidest: Progpohi5_06.PPT, Progpohi5_06.pdf

Lugeda: D.Eck 5

Näited loengust: Puusepp_java_objektid.zip

7. Graafika ja kasutajaliidese sissejuhatus.

Aeg: 18 oktoober

Õppejõud tegeleb loengus praktikumiülesane lahenduse osalise etteprogrammeerimise jätkuga. Korratakse objektide loengumaterjali põhipunkte. Alustatakse graafikaga.

Loengumaterjal, millega algust tehakse: Progpohi6_06.PPT, Progpohi6_06.pdf

Koodinäited 2005 a loengust: javagraphexamples.zip

Lugeda: D.Eck 6 ptk 1-4.

8. Graafika ja kasutajaliidese jätk.

Aeg: 25 oktoober

Loengumaterjal: eelmise loengumaterjali Progpohi6_06.PPT, Progpohi6_06.pdf jätk. Kolmanda praktikumitöö sissejuhatus.

Koodinäited 2005 a loengust: javagraphexamples2.zip

Lugeda: D.Eck 6 ptk lõpuni, 7 ptk.

9. Graafika ja kasutajaliides

materjali ja näidete jätk. Kolmanda praktikumi osaline etteprogrammeerimine.

Aeg: 1. november.

10. Praktikumiabi jätk. Seejärel binaarne otsing ja sorteerimine.

Aeg: 8. november

Loengumaterjal: Progpohi10.PPT

Lugeda: D.Eck ptk 8.4: Searching and Sorting, analüüse ja seletusi.

Proovida: xsortlab, sorting demo, Sortingdemo.zip

11. Otsingualgoritmide algus. Travelling salesman problem.

Aeg: 15.november

Loengumaterjal: Progpohi11.PPT

Lisamaterjal: searchadditional2.ppt

Loengus kirjutatud näiteprogramm paari optimeeringuga: tsp.java

12. Mõtlemismängud

male, viis nuppu ritta jne.

Aeg: 22. november

Neljanda praktikumi sissejuhatus.

Loengumaterjal: Progpohi12_06.PPT

Lisaks:

• inglise kabe reeglid ja kabe üldiselt
• õpikus toodud apleti kood: peab kasutama aluskoodina!
• http://www.ocf.berkeley.edu/~yosenl/extras/alphabeta/alphabeta.html
• http://www.cs.ualberta.ca/~chinook/
• http://web.archive.org/web/20040607185428/www.cs.vu.nl/~victor/thesis.html

13. Listid, stack, puud

Aeg: 29 november.

Loengumaterjal: Progpohi13_06.PPT

Lugeda: D.Eck ptk 11.

14. Avaldise süntaksianalüüs (parser). Keerukamad puud.

Aeg: 6. detsember.

Loengumaterjal: Progpohi14.PPT

Loengus kirjutatud parser: parse1.java

Lugeda: D.Eck ptk 11 lõpuosa.

15. Plaanis

süntaksianalüüsi jätk: hash ja puud. Threadide algus.

Aeg: 13. detsember.

Loengumaterjalid: Progpohi15.PPT ja Progpohithreads.PPT

Lugeda: D.Eck ptk 10 osa 5.

16. Plaanis

threadide jätk. Konsultatsioon eksamiks.

Aeg: 20 detsember.

Loengumaterjal: eelmise loengu materjal jätkub.

Tarkvara ja käsiraamatud

Vajalik tarkvara kodus töötamiseks:

• Java J2SE JDK (Java 2 standard edition java development kit).
  Tõmba SUN-i lehelt http://java.sun.com/javase/downloads/ versioon "JDK 5.0 Update 8".
  NB! Vajalik on JDK, mitte JRE, ja nimelt J2SE (standard edition), mitte J2ME (micro edition) või J2EE (enterprise edition). Infoks: enne Java 1.5 versiooni kasutati nime JDK asemel nime SDK.
  Versioone "JDK 5.0 Update 7 with NetBeans 5.0" ja "JDK 5.0 Update 6 with Java EE" ei ole soovitav tõmmata, kui sa just ise nende vastu spetsiaalset huvi ei tunne. Kui sinu masinas juba on Java JDK ehk SDK (kontrolli, kas leiad programmi nimega javac), siis on ta OK, kui versioon on vähemalt 1.3.1. Vanemaid, kui 1.3.1 versioone ei ole soovitav kasutada.
  • Praktiline juhatus versiooni 1.5 installeerimiseks
  • [Praktiline kiire juhatus eelmise kasutamiseks: windowsi jaoks, unixi jaoks
• Tekstiredaktor SciTE: põhileht, linuxi download (alternatiivina on distrotes enamasti oma scite package) windowsi download, mõnusam windowsi download (soovitav!).

Tehnilised käsiraamatud:

• Sun'i tehniliste Java käsiraamatute üldleht: leiad siit
• Sun'i Java teekide ja teegifunktsioonide kataloog: otselink versiooni 1.5 jaoks

Lisa-lugemismaterjale

Lihtsad:

• Bradley Kjell: Computer Science I, using Java

Keskmise keerukusega:

• Sun'i Java tutorial: algus on siin
• Sun'i kataloog erinevatest õppematerjalidest

Keerukad (ära loe, kui kõik muu pole veel liiga-liiga lihtne!):

• Bruce Eckel: Thinking in Java Vt ka http://mindview.net/Books.

Harjutamist ja taustinfot eksamiks

Kuidas on tudengitel selles aines varem läinud? Vanad, 2005 sügissemestri tulemused leiad siit). Veel varasemate aastate tulemused, samuti näite-eksamiülesanded leiad 2004 sügissemestri lehelt.

Peaasi on teha ise ja korralikult praktikumiülesandeid: see ongi parim harjutus eksamiks.