ICS-A1120 Ohjelmointi 2 (5 op, IV V, kevät 2015)

01110111010110 11110101010101 00101011010011 01010111010101 01001010101010 10101010101010 ICS-A1120 Ohjelmointi 2 (5 op, IV V, kevät 2015) Tommi Junttila & Petteri Kaski Tietotekniikan laitos Aalto-yliopisto! 23. helmikuuta 2015 10101011110101 01010101011101 01010111010110 10101101010110 10101110101010 11101010101101 01110111010110 10111011010101 11110101010101 00010101010101 01011010101110

Rekisteröidy kurssille Oodissa https://oodi.aalto.fi/a/opintjakstied.jsp? Kieli=1&Tunniste=ICS-A1120&html=1 Want to take ICS-A1120 in English as a self-study? Please follow the instructions here: https://noppa.aalto.fi/noppa/kurssi/ics-a1120/materiaali

Ohjelmointi 2 Ohjelmoinnin ja laskennan periaatteita porttitasolta funktionaaliseen rinnakkaisohjelmointiin Laskenta: Eräs vähiten ymmärretyistä luonnonilmiöistä Ohjelmointi: Keino valjastaa laskenta haluttuun tarkoitukseen

Tuhat miljoonaa laskutoimitusta sekunnissa def test(m: Long) = {! var i = 1L! var s = 0L! while(i <= m) { // s = 1 + 2 +... + m! s = s + i! i = i + 1! }! s! }!! val NANOS_PER_SEC = 1e9! val test_start_time = System.nanoTime! test(4000000000l)! val test_end_time = System.nanoTime! val test_duration = test_end_time - test_start_time! println("test took %.2f seconds".format(test_duration/nanos_per_sec))

Tuhat miljoonaa kappaletta sekunnissa Valon nopeus tyhjiössä 299 792 458 m/s Laskutoimituksia ~1 000 000 000 kpl/s Yhden laskutoimituksen suorittamiseen kuluvassa ajassa valo etenee tyhjiössä 299 792 458 m/s 1 000 000 000 kpl/s ~ 30 cm/kpl

Laskenta ja ohjelmointi Laskenta on luonnonilmiö Ohjelmointi on keino valjastaa laskenta haluttuun tarkoitukseen Ohjelmointitaito ja ymmärrys laskennasta ovat välttämätön osa tieteellistä yleissivistystä tietojenkäsittelytieteen alkeet

Tietojenkäsittelytiede on nuori tieteenala (P vs NP -ongelma on erinomainen esimerkki siitä että ymmärryksemme laskennasta ja siitä mitä tehtäviä voidaan ratkoa tehokkaasti ei ole vielä erityisen kypsä töitä siis riittää!) http://cacm.acm.org/magazines/2009/9/38904-the-status-of-the-p-versus-np-problem/fulltext

Esimerkki NP-täydellisestä tehtävänasettelusta Voidaanko luku 2015 muodostaa summana kokonaisluvuista 86, 115, 153, 265, 394, 476, 516, 664, 670, 791 jos jokaista lukua saa käyttää enintään kerran? Ei tunneta menetelmää joka tehokkaasti ratkaisisi tehtävän sen yleisessä muodossa (= mielivaltaisen monta mielivaltaisen suurta lukua)

2015 = 86 + 115 + 153 + 394 + 476 + 791 (Pienillä syötteillä ratkaisu toki onnistuu.)

Ohjelmointi 2 Ohjelmoinnin ja laskennan periaatteita porttitasolta funktionaaliseen rinnakkaisohjelmointiin Laskenta: Eräs vähiten ymmärretyistä luonnonilmiöistä Ohjelmointi: Keino valjastaa laskenta haluttuun tarkoitukseen

Porttitasolta tehdashallitietokoneeseen (Google Hamina) (Intel Xeon E7 v2 -lastu, 2.8 GHz kellotaajuus, 15 suoritusydintä, 4.3 miljardia transistoria, 22 nanometrin litografia)

ICS-A1120 kevät 2015 12 tehtäväkierrosta (yhteispisteistä arvosana) + tentti (kiittäen hyv. / hyv. / hyl.) Lämmittelykierros + 3 moduulia (4+4+3 tehtäväkierrosta)

Sisältö (kierrokset ja moduulit) 1. Lämmittelykierros I Tietokoneen mysteeri 2. Bitit ja data 3. Kombinaatiologiikka 4. Sekventiaalilogiikka 5. Ohjelmoitava kone II Abstraktiot ja analyysi 6. Funktionaalinen ohjelmointityyli 7. Suorituskykyanalyysi 8. Rekursio 9. Algoritmit ja informaation esitykset III Uuden äärellä 10. Rinnakkaisuus ja samanaikaisuus 11. Virtualisointi ja skaalautuvuus 12. Ohjelmoitava vai oppiva kone?

Määräajat Jokaisen kierroksen tehtäviin liittyy kaksi kierroskohtaista määräaikaa ("deadline"): varsinainen palautusmääräaika, ja jatkoajan määräaika Kaikki määräajat Suomen aikaa Kierroskohtaiset tarkat määräajat edellisellä kalvolla Kierroksen varsinaiseen määräaikaan mennessä palautetut tehtävät arvostellaan täysillä pisteillä Kierroksen varsinaisen määräajan umpeuduttua alkaa jatkoaika Jatkoajalla, jatkoajan määräaikaan mennessä palautetut tehtävät arvostellaan 70% täysistä pisteistä Jatkoajan määräajan umpeuduttua kierroksen tehtäviä ei ole enää mahdollista palauttaa arvosteltavaksi

Määräajat 1. Lämmittelykierros I Tietokoneen mysteeri 2. Bitit ja data 3. Kombinaatiologiikka 4. Sekventiaalilogiikka 5. Ohjelmoitava kone II Abstraktiot ja analyysi 6. Funktionaalinen ohjelmointityyli 7. Suorituskykyanalyysi 8. Rekursio 9. Algoritmit ja informaation esitykset III Uuden äärellä 10. Rinnakkaisuus ja samanaikaisuus 11. Virtualisointi ja skaalautuvuus 12. Ohjelmoitava vai oppiva kone? Varsinainen määräaika 6.3. 10.3. 17.3. 24.3. 27.3. 21.4. 24.4. 5.5. 8.5. 19.5. 22.5. 26.5. Jatkoajan määräaika (70% pisteistä) 13.3. 17.3. 24.3. 31.3. 14.4. 5.5. 8.5. 12.5. 15.5. 28.5. 28.5. 28.5.

Tentti 29.5.2015 klo 14 17 Tentti

Mitoitus (= 5 op) 5 op = noin 133h työtä Kierros = 10h työtä 2h luento Tentti 3h 12 tehtäväkierrosta + tentti 8h itsenäinen työskentely (tehtävät) Tenttiin valmistautuminen 10h

Tehtävät Saatavilla ja palautetaan A+ järjestelmään: http://plus.cs.hut.fi Jaetaan Eclipse -paketteina Kahta tyyppiä: Normaalit tehtävät Haastetehtävät ( Challenge problems )

Kurssin suorittaminen Ratkaisemalla tehtäviä (riittävä pistemäärä arvosanaan 1) ja Tentti hyväksytty

Arvostelu 12 kierrosta Jokaiselta mahdollisuus saada ainakin 400 pistettä, poislukien lämmittelykierros josta mahdollista saada ainakin 200 pistettä Arvosteluasteikko: alle 1200 hylätty 1200 arvosana 1 1900 arvosana 2 2600 arvosana 3 3300 arvosana 4 (jos tentti kiittäen hyväksytty, muuten arvosana 3) 4000 arvosana 5 (jos tentti kiittäen hyväksytty, muuten arvosana 4)

Normaalit tehtävät ja haastetehtävät! Assistentti auttaa, normaalitehtävissä Arvosanan 5 saa täysin ilman haastetehtäviäkin Haastetehtävät = haasta itsesi, omalla vastuulla Tausta: Miksi haastetehtävät? Ohjelmointitaito vaihtelee suuresti Ohjelmointi 1 kurssipalautteessa toive myös haastavammasta materiaalista Mainos: Ohjelmointikilpailuvalmennusta erillisellä kurssilla T-106.6200 https://wiki.aalto.fi/pages/viewpage.action?pageid=105423298

Kotitehtävät ovat luottamuksellisia yksilötöitä Ohjelmointi on sekä yksilö- että joukkuelaji, jossa riittävät itsenäiset taidot luovat pohjan tuottavalle joukkuetyöskentelylle Kurssilla ICS-A1120 Ohjelmointi 2 työskennellään itsenäisesti riittävän itsenäisen ohjelmointitaidon saavuttamiseksi Koska ohjelmatekstin itsenäinen laatiminen on ohjelmointityössä välttämätön yksilötaito, ohjelmatekstin laatiminen yhteistyössä on kurssilla kielletty Kurssin ohjelmointitehtävät ratkaistaan ja palautetaan sähköisesti arvosteltavaksi itse, luottamuksellisina yksilötöinä Luottamuksellisuudella tarkoitetaan tässä sitä, että omaa yksilötyötä ei saa erikseen tai julkisesti jakaa siten, että toisen opiskelijan itsenäiset ohjelmointitaidot jäävät puutteellisiksi tai niitä ei voida arvosteltavaksi palautettujen kurssisuoritteiden perusteella arvioida, esimerkiksi ohjelmatekstin kopioinnin takia

Työmuodot ja foorumit Luennot (luentoaikataulu ks. Noppa) Itsenäinen työ Assistentit auttavat (vuorot Maari A ja T7) Palaute assistenteilta (A+ kautta) Piazza (bugiraportit ja epäselvyydet tehtävänannoissa) http://piazza.com/aalto.fi/spring2015/icsa1120/home IRC-kanava!ics-a1120 (vertaistuki & assistenttipäivystys) Vastuuopettajien vastaanottoajat (Tommi pe klo 12 13 T-talo huone B346, Petteri pe klo 13 14 T-talo huone A334) tarkista kurssin kotisivuilta poikkeukset

Viikkoharjoitukset (Maari A ja T7) (svenskspråkig) https://noppa.aalto.fi/noppa/kurssi/ics-a1120/viikkoharjoitukset

Materiaali Tehtävät ja palautus (A+ kautta) https://plus.cs.hut.fi Lukemisto https://puzzle.ics.hut.fi/ics-a1120/2015/notes/index.html Luentokalvot http://noppa.aalto.fi/noppa/kurssi/ics-a1120/ Muu materiaali ja tiedotus http://noppa.aalto.fi/noppa/kurssi/ics-a1120/

1. Lämmittelykierros Scala-konsoli, yksikkötestit, ym. tutuksi (ks. lukemisto)! Kerrataan jonojen (sequence) käsittelyä! Kerrataan rekursion perusteet! Kerrataan luokat, oliot, perintä

Tehtävät sequences workout jonojen käsittelyä (map, filter, jne)! Pascal s triangle rekursion harjoittelua! polynomials luokkien, olioiden, perinnän ja rakenteellisen rekursion harjoittelua! longest increasing subsequence (haastetehtävä) pisin kasvava alijono lukujonossa

Kolme tärkeää asiaa (demo): 1) Verkkolukemisto https://puzzle.ics.hut.fi/ics-a1120/2015/notes/ index.html 2) Oikeat työkalut asennettuna https://puzzle.ics.hut.fi/ics-a1120/2015/notes/starttools.html 3) Eclipse-taitojen ABC A) Tehtäväpakettien tuonti Eclipseen B) Scala-konsolin käynnistäminen C) ** Yksikkötestit ennen tehtäväpalautusta ** https://puzzle.ics.hut.fi/ics-a1120/2015/notes/startbasics.html