Sissejuhatus informaatikasse

...ajalugu, suunad, põhialused, paradigmad, äri.

Ainekoodid: TTÜ: ITV0010; ITK: I100
Link: http://www.lambda.ee/index/Sissejuhatus_informaatikasse ehk http://www.lambda.ee/index/itv0010
Eelmise aasta (2004 sügis) link: http://cs.ttu.ee/kursused/itv0010/

Lektor: Tanel Tammet
Kontakt: tammet@staff.ttu.ee, 6203457, TTÜ AK223
Venekeelsete kursuste lektor: Deniss Kumlander
ITK harjutustunnid: Tannar Esna.

Maht, aeg, tulemus

TTÜ eksamiajad eestikeelsetele gruppidele (Tanel):

• Põhieksam eri gruppidele erinevatel päevadel:
  • 20 detsember, teisipäev, kell 9-11 ruumis VI-201. Sellel päeval grupid: IAPB, IAEB, IATB
  • 21 detsember, kolmapäev, kell 9-11 ruumis VI-201. Sellel päeval grupid: IASB, IABB ja kõik ülejäänud (st mitte gruppides IAPB, IAEB, IATB).
• Järeleksam sessi sees, samuti eri gruppidele erinevatel päevadel:
  • 10 jaanuar, teisipäev, kell 9-11 ruumis VI-201. Sellel päeval grupid: IAPB, IAEB, IATB
  • 11 jaanuar, kolmapäev, kell 9-11 ruumis VI-201. Sellel päeval grupid: IASB, IABB ja kõik ülejäänud (st mitte gruppides IAPB, IAEB, IATB).
• Uudisena sel aastal: tudengeid fotografeeritakse :-)

TTÜ eksamiajad venekeelsetele gruppidele (Deniss):

• Konsultatsioon toimub 15. detsembril 2005 kell 18.00 I-202 (aulatagune auditoorium)
• Põhieksam: 19. detsember 2005 kell 17.30-19.30 I-202 (aulatagune auditoorium)
• Järeleksam sessi sees: 9. jaanuar 2006 kell 17.30-19.30 I-202 (aulatagune auditoorium)

ITK ajaloo-kontrolltööde tulemused:

• On ITK ÕIS-s olemas

Loenguid nädalas: 2 tundi. Kui pole teisiti märgitud, toimuvad kõik loengud:

• TTÜ-s järgmistel aegadel.
  • Teisipäeval 8.00-9.30, aula (loeb Tanel)
  • Venekeelne loeng: teisipäeval, 8.00-9.30, II korpus saal 102 (loeb Deniss)
• ITK-s järgmistel aegadel.
  • Teisipäeval 12.00-13.30, Neo saal (loeb Tanel)

Harjutustund TTÜ: iseseisev lugemine ja (vahel) ülesannete lahendamine, juhendajat ei ole.
Harjutustund ITK: iseseisev lugemine ja (vahel) ülesannete lahendamine, juhendaja suunamisel.

TTÜ: kursus lõpeb EKSAMIGA. Eksam on kirjalik, kaks või enam tundi, kümme küsimust ja ülesannet.
ITK: kursus lõpeb ARVESTUSEGA. Arvestus on kirjalik, kaks või enam tundi. Semestri poole peal (täpne kuupäev ilmub hiljem) toimub lisaks kontrolltöö ajaloo-osa kohta. Arvestuse saamiseks peab edukalt tegema nii kontrolltöö kui arvestustöö.

Kursuse eesmärk

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

NB! Kursus EI ÕPETA elementaarset arvutikasutamist. Samuti ei õpeta kursus programmeerimist, kuigi annab õrna sissejuhatuse programeerimisse.

Kokkuvõte

Ajalooline ja kontseptuaalne ülevaade informaatikast kui äri-, teadus- ja insenerivaldkonnast. Valdkonna varajane ajalugu, teaduslikud ning tehnilised arengud selle sajandi alguses, sajandi keskpaiga kiire tehnoloogiline ja äriline areng ning viimastel kümnenditel toimunu nii äris, tehnoloogias kui teaduse baasosades. Peamised programmeerimise paradigmad (imperatiivne, loogiline, funktsionaalne, objekt-orienteeritud) ning rakendussüsteemide tehnoloogia paradigmad (suurarvutid, personaalarvutid, klient-server süsteemid, hajutatud ja mitmekihilised süsteemid). Uute tehnoloogiate ja firmade teke ning allakäigu lained, printsiibid ja konkreetsed võtmesündmused.

Loengute plaan ja materjalid

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

NB! Materjalid loengute kohta, mis ei ole veel toimunud, on esialgsed: nad muutuvad ja täienevad kursuse käigus.

1. Sissejuhatus

Programmeerimine ja arvuti tööpõhimõtted.

Loengumaterjal: itsissejuhatus1o.PPT, itsissejuhatus1o.pdf.

Lisaks:

• loe juttu ja mängi andmete esitamise appletiga.
• loe läbi: Paul Graham: Why nerds are unpopular?

2. Varane ajalugu

Industrialiseerimine. Teoreetilised alused. Loogika.

Loengumaterjal: itsissejuhatus2o.PPT, itsissejuhatus2o.pdf.

Lisaks:

• 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).
• algus-1945: A history of computers
• Alustada: Loogika aine ja ajalugu

3. Keskajalugu

II maailmasõda kuni kuuekümnendate algus. Arvutid ja programmeerimine. Keeled ja rakendused. Integraalskeemid.

Loengumaterjal: itsissejuhatus3o.PPT, itsissejuhatus3o.pdf.

Lisaks:

• Paul Graham: Undergraduation pluss järelmärkused: more advice for undergrads
• Eck intro lab: data reps.
• Eck lab: Turing machines.
• Varastest masinatest:
  • Näide olulisest analoogarvutist: Norden bombsight
  • Inglise krüptosaaga: Colossus, Turing, sakslaste Enigma ja Lorenz SZ 40
  • Esimesed digitaalsed elektriga töötavad arvutid:
    • Zuse elektromehaaniline arvuti, vt ka seda saiti.
    • Atanasoffi elektronarvuti
    • Mark I: esimene programmeeritav elektromehaaniline arvuti.
• Loe ka: Polsson ning a history of computers (vt viidad allpool)

4. Keskajalugu jätkub

kuuekümnendad, seitsemkümnendate algus. Miniarvutid ja mikroprotsessorid.

Loengumaterjal: itsissejuhatus4o.PPT, itsissejuhatus4o.pdf.

Lisaks:

• Jätk küsimusele "mida ülikoolis teha?". Joel Spolsky: Advice for Computer Science College Students
• PDP-1 restoration project
• Spacewar: esimene graafiline arvutimäng
• Atari muuseum
• mehaaniline pong
• SRI international
• Bell labs

5. Keskajalugu jätkub

seitsmekümnendad. Mikroarvutid, personaalarvutid.

Loengumaterjal: itsissejuhatus5o.PPT, itsissejuhatus5o.pdf.

Lisaks:

• Colossal Cave (adventure) teksti-seiklusmäng
• Magnavox odyssey

6. Lähiajalugu

kaheksakümnendad. IBM PC, Macintosh, uued vanad opsüsteemid. Spetsiaalarvutid, workstationid, oluline soft.

Loengumaterjal: itsissejuhatus6o.PPT, itsissejuhatus6o.pdf.

• Lisaks: Apple Macintoshi reklaamfilm:
  • Väike mpeg variant
  • Suur quicktime variant

7. Lähiajalugu

Üheksakümnendad kuni kaasaeg. Kokkuvõtted saagadest.

Loengumaterjal: itsissejuhatus_ajaloolopp.PPT, itsissejuhatus_ajaloolopp.pdf.

Lisaks:

• Alustada: "Teejuht võrgumeediasse" toorik.
• Tutvu: [http:/materjalid/itsissejuhatus/itsissejuhatus_eestiajalugu.ppt J.Penjami lühiülevaade Eestis tehtud ja olnud varastest arvutitest]

8. Arvuti tööpõhimõtted, programmeerimiskeeled.

Loengumaterjal: itsissejuhatus7o.PPT, itsissejuhatus7o.pdf.

Lisaks:

• Veidi tutvuda nende saitidega:
  • http://www.mkdata.dk/click/
  • Tom's hardware guide
• D.Eck, osad siit: Eck laborid (siit saad võtta eraldi rakendusena). NB! Loe ise läbi, proovi ja tee igast osast üks-kaks harjutust:
  • Logic circuits
  • Memory circuits

9. Progr. keeled jätkuvad. Operatsioonisüsteemid.

Loengumaterjal: itsissejuhatus8o.PPT, itsissejuhatus8o.pdf.

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

• xComputer
• xComputer assembly language

Kohustuslikku lugemist (

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

Soovitavat lugemist:

• üldse mitte kohustuslik (algajatel raske mõista :-) The Art of Unix Programming
• Computer languages history
• About 2500 Computer Languages, Past and Present
• Computer language shootout
• Minix: Linuxi inspiratsiooniks olnud mini-UNIX
• Unix history

10. Tarkvara arhitektuur ja paradigmad.

Loengumaterjal: itsissejuhatus9o.PPT, itsissejuhatus9o.pdf.

Lisaks: Tutvuda:

• vabavara kasutamisest riigis
• Stallmani naljalaul
• Linus Linuxit hääldamas

11. Võrgutarkvara paradigma. Interneti baastehnoloogia.

Loengumaterjal: Itsissejuhatus10o.PPT, Itsissejuhatus10o.pdf.

Lisaks: Tutvuda:

• http://www.w3schools.com/.
• http://www.w3c.org/.

12. Võrgutarkvara paradigma. Interneti rakenduste tehnoloogia.

Loengumaterjal: itsissejuhatus11o.PPT, itsissejuhatus11o.pdf.

Lisaks: Tutvuda lühidalt:

• Loengunäite variant: http://java.sun.com/docs/books/tutorial/networking/urls/readingURL.html
• http://www.w3schools.com/.
• http://www.w3c.org/.
• XMLHttpRequest Demo (async javascript)
• Loengunäide: Tiny www server
• Greenspuni vana kuulus Panda book
• Apache
• veel näiteid: kalkulaator, css, javascript, XML ja XSL näited

13. Rekursioon. Funktsionaalne ja loogiline programmeerimine.

Loengumaterjal: itsissejuhatus12o.PPT, itsissejuhatus12o.pdf.

Lisaks: Vaata ja proovi näiteid modifitseerida:

• Lihtsamad rekursiivsed pildid
• Rekursiivsed pildid randomiga

Huvi korral installeeri ja proovi Prologi: SWI Prolog.

14. Algoritmid. Keerukus ja lahenduvus.

Loengumaterjal: itsissejuhatus13o.PPT, itsissejuhatus13o.pdf.

Lisaks: Huvi korral vaata TSP programmi Java lähtekoodi

15. Tehisintellekt.

Loengumaterjal: itsissejuhatus14o.PPT, itsissejuhatus14o.pdf.

Huvi korral loe Matrix, Skynet ja sõda teispoolsusega, klassiku ülevaadet tehisintellektindusest, Dennetti artikleid, tuntud õpikut, ajakirja JAIR.

16. IT äri, IT projektid.

Loengumaterjal: itsissejuhatus15o.PPT, itsissejuhatus15o.pdf.

Lisaks: mitmed kohustuslikud artiklid, vt kas powerpointist või sellel lehel allpool, :kohustuslike lugemismaterjalide peatüki allosas.

17. Varu.

Harjutamist eksamiks/arvestuseks

Tee iseseisvalt vanad eksamid:

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

NB! 2005 aasta erinevused nimetatud näidetega võrreldes:

• Küsimused on - ootuspäraselt - teistsugused.
• Kahendarvude ülesannet ei pruugi tulla.
• Keerukamad ülesanded annavad rohkem punkte, kui lihtsad: vahemikus 10-15 punkti, lihtsad vastavalt vähem: 6-9 punkti. Kogupunktide arv endiselt 100.

Kohustuslikud lugemismaterjalid

Järgnevate materjalide läbilugemine on kursuse läbimisel kohustuslik. NB! Kohustuslikke materjale võib kursuse jooksul veidi lisanduda: jälgi seda loetelu.

• Ajalugu algus - 1981 (piisab kiirest läbivaatamisest, vajalik materjal loengutes): Bebop BYTES Back
• Ajalugu 1945-1990 (piisab kiirest läbivaatamisest, vajalik materjal loengutes): The Computer Museum.
• Ajalugu 1947-1999 (see ei ole otseselt kohustuslik): autor Ken Polsson.
• Vana jutt infoühiskonnast: T.Tammet 1995-1996: "Teejuht võrgumeediasse" toorik.
• Elektroonilisest demokraatiast ja riigist:
  • T.Tammet, 2001: E-valimiste analüüs
• Loogika ainest ja ajaloost: T.Tammet: Loogika aine ja ajalugu: sissejuhatus T.Tamme, T.Tammeti ja R.Prangi loogikaõpikule "Mõtlemisest tõestamiseni".
• Opsüsteemidest laiemas kontekstis: Kohustuslik on algusosa (esimene 1/4) pikast artiklist In the Beginning was the Command Line
• Kohustuslikud artiklid IT 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 Graham: Why smart people have bad ideas
  • Joel Spolsky: Esileht: http://www.joelonsoftware.com/
  • Joel Spolsky: Strateegia: http://www.joelonsoftware.com/articles/fog0000000074.html
  • Joel Spolsky: Funktsionaalsuse spec:Painless Functional Specifications (1 osa): http://www.joelonsoftware.com/articles/fog0000000036.html
  • Joel Spolsky: IT firma töökorraldus: 12 steps: http://www.joelonsoftware.com/articles/fog0000000043.html
  • Joel Spolsky: Projekti planeerimine: Painless Software Schedules: http://www.joelonsoftware.com/articles/fog0000000245.html
  • Greenspun: Lihtsalt loe sisukorda, tervet raamatut pole vaja!: http://philip.greenspun.com/panda/
  • Greenspun: Future peatükk: http://philip.greenspun.com/panda/future
  • Greenspun: Nali: http://philip.greenspun.com/careers/

Väga kasulikud lugemismaterjalid: loe neid!

• Loe iga päev: http://www.news.com
• Loe iga päev: http://www.slashdot.org
• Software management, ca paar korda kuus materjale: http://www.joelonsoftware.com
• Paul Grahami esseed, uusi suhteliselt harva.
• 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
• Loe läbi väga lõbus ja hariv raamat: Philip Greenspuni Guide to Web Publishing. Kui meeldis, uuri järgi, mida Greenspun veel teeb (sh loe teisi raamatuid ka) ja kuidas sündis ja suri tema kuulus firma.
• Vaata, mis võrgust (loodetavasti) edaspidi saab: Semantic Web
• Loe hoolega läbi (ei ole üldse kohustuslik ja algajatele mittesoovitav) ja tee harjutusi ka: Computer Systems: a programmers perspective toorikvariant.
• Loe läbi hulga Daniel Dennetti esseid
• Proovi õppejõu tehisintellektisüsteem Gandalf installeerida (Unix või Windows+cygwin) ja mängi sellega. Proovi ka Otterit (lihtsam, aga nõrgem klassikaline süsteem). Kuidas, loe siit ja siit ja siit.
• 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 :-)