*** Výuka bude probíhat formou nepravidelných seminářů v období říjen - duben. Prosíme všechny zájemce o tento předmět, aby se nejpozději do začátku zimního semestru ozvali garantům předmětu. Termíny seminářů budou se zájemci domluveny následně. *** Seznámit se základními programovacími technologiemi, datovými strukturami a algoritmy. Naučit se vytvářet přehledné a snadno udržovatelné programy. Důraz bude kladen na programovací jazyk Fortran 90/95 i jeho novější varianty (Fortran 2003/2018). Rámcově se seznámit s charakteristikami a možnostmi použití dalších jazyků (C/C++, Python) a jejich vzájemného propojení. Seznámit se s technikami pro paralelizaci programů (MPI, OpenMP).

*** Seminars will be organized during both the winter and summer semesters (October to April). We ask all students who wish to participate in this course to contact the teachers before winter semester starts (middle of September) at the latest. Information about seminars will be send to all who have applied. *** Become familiar with basic programming technologies, data structures and algorithms. Learn to write clear and easily maintained computer programs. The course will focus on Fortran 90/95 programming language and its latest generations (Fortran 2003/2018). Generally become familiar with the characteristics and possibilities of other computer languages such as C/C++ and Python, for example, and techniques for interoperation of these languages. Become familiar with the concepts of paralelization (MPI and OpenMP).

Student bude umět

• orientovat se v nejdůležitějších programovacích technologiích

• vytvářet přehledné a snadno udržovatelné programy a používat programátorský rukopis

• používat jazyk Fortran v jeho moderní formě

• číst programy v jazycích C, C++ a Python

• používat a navrhovat složitější datové struktury

• teorii a implementaci algoritmů pro různé účely

• základy paralelizace programů pomocí MPI

The student will be able to

• focus on the most important programming technologies

• write concise, clear, and easily maintainable computer programs and use the programming handwriting

• use modern Fortran programming language

• read and understand programs written in C, C++, and Python

• design and use complex data structures

• analyze and implement algorithms for various purposes

• parallelize programs by using the MPI

Vypracování průběžně zadávaných projektů.

Závěrečný pohovor nad odevzdanými projekty.

Development of programming projects that will be handed out during the seminars.

A final discussion on submitted projects.

• Curcic M: Modern Fortran - Building efficient parallel applications, Manning, 2020.

• Metcalf M, Reid J, Cohen M: Modern Fortran explained: icorporating Fortran 2018, Oxford University Press, 2018.

• Clerman N S, Spector W: Modern Fortran: style and usage, Cambridge University Press, 2012.

• Ray S, Fortran 2018 with parallel programming, CRC Press, 2020.

• Horton I: Ivor Horton's Beginning Visual C++ 2013, Willey, 2014.

• Hubbard J R: Programming with C++, Schaum's outline series, McGraw-Hill, 1996.

• Chacon S, Straub B, Pro Git, Apres, 2014. [open source, dostupné z https://git-scm.com/book]

• Vaněk T.: Přednášky pro předmět PPPT, 2017. [elektronická forma, dostupné na e-learningu]

• Další literatura z internetových zdrojů (programovací jazyky: manuály, tutoriály, apod.)

• Curcic M: Modern Fortran - Building efficient parallel applications, Manning, 2020.

• Metcalf M, Reid J, Cohen M: Modern Fortran explained: icorporating Fortran 2018, Oxford University Press, 2018.

• Clerman N S, Spector W: Modern Fortran: style and usage, Cambridge University Press, 2012.

• Ray S, Fortran 2018 with parallel programming, CRC Press, 2020.

• Horton I: Ivor Horton's Beginning Visual C++ 2013, Willey, 2014.

• Hubbard J R: Programming with C++, Schaum's outline series, McGraw-Hill, 1996.

• Chacon S, Straub B, Pro Git, Apres, 2014. [open source, available from https://git-scm.com/book]

• Additional references from Internet (programming languages: manuals, tutorials, etc.)

1. Úvod, reprezentace dat v paměti, základy programováni ve Fortranu I.

2. Základy programování ve Fortranu II.

3. Odvozené datové typy ve Fortranu, ukazatele (pointery), pole a seznamy (linked-lists).

4. Abstraktní datové struktury (queue, stack), základní prvky objektově orientovaného programování.

5. Rekurze, řadící algoritmy.

6. Binární stromy, procházení a hledání cesty v grafech.

7. Čtení a zápis dat ve Fortranu (Fortran I/O).

8. Paralelizace programů pomocí MPI I.

9. Paralelizace programů pomocí MPI II.

10. Programátorský styl. Spolupráce při tvorbě programů a správa verzí (git a github).

11. Programovací jazyk Python (úvod, propojení s programy ve Fortranu).

12. Programovací jazyk C (jak číst programy napsané v C a jejich propojení s Fortranem).

1. Introduction, data representation, programming in Fortran I.

2. Programming in Fortran II.

3. Defined data types in Fortran, pointers, arrays and linked-lists.

4. Abstract data structures (queue, stack), basic principles of object-oriented programming.

5. Recursion, sorting algorithms.

6. Binary search trees, graph traversal and path searching.

7. Fortran I/O, formatting.

8. Parallelization with MPI I.

9. Parallelization with MPI II.

10. Programming style, teamwork in software writing, version control systems (git and github).

11. Python (introduction and binding with Fortran programs).

12. C programming language (how understand programs written in C and their binding with Fortran).

Základní zkušenosti s programováním (například v jazycích Fortran, C, Matlab, Python) a obecné povědomí o programovacích technologiích a algoritmech budou výhodou, ale ne nezbytnou.

Předpokládáme, že v průběhu kurzu budou mít studenti dostatek času doplnit si připadné mezery samostudiem nebo konzultacemi.

Students with basic programming skills (programming in Fortran, C, Matlab, or Python, for example) and general knowledge of programming technologies and algorithms will have an advantage.

However, the course schedule will allow the students to catch up on their missing knowledge by a self-study or consultations.