Kaczur Sándor informatikus mérnök, matematika-informatika-közgazdásztanár, az it-tanfolyam.hu alapítója és oktatói csapatának szakmai vezetője. Részletes bemutatkozása az Oktatók lapon található. 2017 óta blogol velünk.
Az it-tanfolyam.hu szakmai blogjába 120 bejegyzést írt:
FeladatspecifikációA határozott integrál alsó és felső közelítő (Darboux) összeg megértését kell saját fejlesztésű Java oktatóprogrammal támogatni!
Legyen adott az x2 függvény a [0, 1] zárt intervallumon úgy, hogy az x és y tengely beosztása megegyező legyen 3 egymás mellett koordináta-rendszeren. Segítsünk belátni, hogy a görbe alatti terület nagysága egyharmad egység. A tengelyek legyenek feketék, a függvénygörbe kék, a közelítő és hiba téglalapok pirosak. Legyen adott egy csúszka komponens, amiben az intervallum felosztása (n) állítható 1-től 100-ig. Például, ha n=10, akkor az ábrákon jelenjen meg a 10 alsó összeget ábrázoló téglalap, a 10 felső összeget ábrázoló téglalap, az 10 közelítési hibát ábrázoló téglalap, valamint ezek területeinek összege.
Ahogy n növekszik, láttatni kell, hogy:
A feladatspecifikációnak megfelelően minden megjelenik az elkészült Java program grafikus felhasználói felületén. Az alábbi képernyőkép az n=10 esetben kevésbé pontos közelítést ábrázol:
A következő ábra már pontosabb közelítést mutat az osztópontok számának 30-ra növelésével:
A programmal jól szemléltethető, hogyan konvergál az alsó közelítő összeg balról, a felső közelítő összeg pedig jobbról egyharmadhoz; illetve az is, hogy a felbontás finomságának növelésével a hiba nullához tart.
A bejegyzéshez tartozó teljes forráskódot ILIAS e-learning tananyagban tesszük elérhetővé tanfolyamaink résztvevői számára.
Ez a feladat a Java SE szoftverfejlesztő tanfolyam szakmai moduljának 5-8. óra: Vezérlési szerkezetek, illetve 9-12. óra: Metódusok, rekurzió alkalmához, a 29-36. óra Grafikus felhasználói felület alkalmaihoz, valamint minden tanfolyamunk orientáló moduljának 1-4. óra: Programozási tételek alkalmához kapcsolódik.
A grafikus felületek felépítésének megismerése fontos lépcső az objektumorientált programozás elmélyítéséhez, gyakorlásához. A grafikus felületekhez egy másik lényeges szemléletváltás is kapcsolódik, hiszen a korábbi algoritmusvezérelt megközelítést felváltja az eseményvezérelt (eseménykezelés).
Az objektumorientált programozás három pilléren nyugszik: egységbezárás, öröklődés, polimorfizmus. Most az öröklődésre fókuszálunk. Ezzel valósul meg az egyedi grafikus komponens fejlesztése.
Öröklődés (inheritance, extension) során a már meglévő ősosztály tulajdonságait bővíthetjük, újabb metódusokkal egészíthetjük ki, felüldefiniálhatjuk meglévő metódusait, így létrehozva az utódosztályt. Az öröklés meglévő osztály továbbfejlesztése. Az öröklés kapcsolat a meglévő (ősosztály) és a leszármaztatott (utódosztály) között. Egy ősből több (korlátlan mennyiségű) utód is létrehozható. Az öröklés tranzitív, az osztályhierarchia mélysége tetszőleges. Az ősosztály nem tud arról, hogy van(nak)-e utódosztálya(i). Az utódosztály(ok) tudják, hogy melyik osztályból származnak. Az öröklés osztályok közötti kapcsolat, ősosztály és utódosztály van, de ősobjektum és utódobjektum nincs! Az utód valamilyen szempontból mindig más, mint az ős, eltér attól, specializált.
Öröklődés során kétféle mód közül választhatunk:
A jellemzők lehetnek tulajdonságok, adatok, adattagok, illetve viselkedés, metódusok is. Az osztály deklarációinak láthatóságaira most nem térünk ki, bővebben lásd: Programozás Java nyelven könyv – új, 2022-es kiadás.
Ha nem nevezzük meg az új osztály ősosztályát, akkor a Java nyelvben az Object osztály lesz az ős (implicit ős). A Java nyelv egyszeres öröklést támogat, azaz egy utódosztálynak csak egyetlen közvetlen ősosztálya lehet. A többszörös öröklés a Java nyelvben interfészek alkalmazásával valósítható meg.
A Java nyelvben az utódosztály nevét követő extends kulcsszó utal az öröklésre ( public class UtodOsztaly extends OsOsztaly {...}), tehát az OsOsztaly-ból származik az UtodOsztaly, másképpen az OsOsztaly-nak kiterjesztése az UtodOsztaly.
Az osztályok közötti öröklési kapcsolatot UML-ben folytonos vonalból álló nyíllal jelöljük. A nyíl vége üres háromszög. A nyíl mindig az utódosztálytól mutat az ősosztály felé. Az osztályok közötti öröklési kapcsolatot (és csak azt) bemutató UML ábrát osztályhierarchia diagramnak nevezzük.
Egyszerű módszer van arra, hogy az 2, 3, …, N természetes számok közül „kiszitáljuk” a nem prímeket. Írjuk fel sorban e számokat, és húzzuk át először a párosakat, vagyis 2 összes többszöröseit, majd a legkisebb megmaradt szám összes többszöröseit, és így tovább. Ha ezt addig folytatjuk, míg a legkisebb megmaradt szám nem éri el y/N-t, csak a [y/N, N] intervallumban lévő prímszámok maradnak áthúzatlanul. Ez az eljárás/módszer az Eratoszthenész szitája.
Öröklődés segítségével fejlesszünk olyan Java programot, amely grafikus felhasználói felülettel rendelkezik és bemutatja az Eratoszthenész szitája algoritmus működését. Ez matematikai oktatóprogram elkészítését jelenti. Az N legyen kiválasztható egy listából. A megoldás mutassa be prímszita működését az N=64 esetre.
Az öröklődés saját Panel osztály segítségével valósul meg. A Panel osztály őse a javax.swing keretrendszerben/csomagban beépített JPanel osztály. Az ősosztály testre szabása a feladat igényeihez kapcsolódóan történik. Ezek az igények kétféle csoportba sorolhatók: egyrészt a működéshez kötődő igények (eseménykezelés, vezérlés), másrészt a megjelenítéshez kötődő igények (rajzolás, színezés). A két igénycsoport közös eleme az állapotkövetés.
A bejegyzéshez tartozó teljes forráskódot ILIAS e-learning tananyagban tesszük elérhetővé tanfolyamaink résztvevői számára.
Ez a feladat a Java SE szoftverfejlesztő tanfolyam szakmai moduljának 5-8. óra: Vezérlési szerkezetek, illetve 9-12. óra: Metódusok, rekurzió alkalmához, a 29-36. óra Grafikus felhasználói felület alkalmaihoz, valamint minden tanfolyamunk orientáló moduljának 1-4. óra: Programozási tételek alkalmához kapcsolódik.
Bill Gates, Mark Zuckerberg, Larry Page, Jeff Bezos, Steve Jobs, Elon Musk, Zhang Yiming neve mindenkinek ismerős. Biztosan mindenki társítana hozzájuk rögtön cégnevet, projektet, küldetést, akár többet is. Milyen hard- és soft skill birtokában vannak a milliárdos techmogulok? Mi a szakterületük, azon belül mivel foglalkoznak? Milyen vezetők? Hogyan lehet velük kooperálni? Honnan származik igen erős küldetéstudatuk? Munkájukon kívül mivel foglalkoznak még? Vannak-e közöttük közös pontok, tulajdonságok, konfliktusok? Mitől sikeresek, eredményesek?
A Forbes üzleti magazin évről-évre megjelenteti a leggazdagabb emberek listáját. Közülük számos üzletember számítástechnikával, IT technológiával, szoftverfejlesztéssel, informatikával foglalkozott/foglalkozik. Közülük válogattam ebben a blog bejegyzésben:
Mindhárom elemzett nagy vezető általában „nehéz ember”. A szakterületükön belül kiválóak, értenek ahhoz, mit csinálnak. Ez sokszor technológiai hard skilleket jelent. A vezetéshez viszont sok-sok soft skill is szükséges. Gyakran autokratikus stílust képviselnek, azaz tekintélyi, hatalmi eszközökkel, céltudatosan, fenyegetéssel érik el nagy céljaikat, amik erősen motiválják, vezérlik őket. A beosztottakra többnyire úgy gondolnak, mint kizsákmányolható lehetőség, akik rendelkeznek a szükséges tapasztalatokkal, amire támaszkodnak a vezetők, de ezen túl a beosztottak emberek is (érzésekkel, gondolatokkal, véleménnyel), ami ezeknek a vezetőknek kevésbé vagy egyáltalán nem számít. Egy-egy projekt koordinálásában azonban mindegyikük kiváló, akár többféle szerepben is. Ez többnyire segít „elviselni őket”, hiszen meggyőző a szakértelmük.
Bill Gates (1955-) amerikai üzletember, szoftverfejlesztő, feltaláló, filantróp, a világ egyik leggazdagabb embere. Életének mérföldkövei:
Steve Jobs (1955-2011) amerikai feltaláló és üzletember volt. Az Apple multinacionális IT vállalat társalapítója, egykori elnök-vezérigazgatója. Jobs irányítása alatt fejlesztette ki a cég egyik fő termékét, a kultikus Macintosh számítógépet, valamint az iPod médialejátszót, az iPhone okostelefont és az iPad táblagépet. Életének mérföldkövei:
Elon Musk (1971-) dél-afrikai származású amerikai mérnök, vállalkozó és multimilliárdos újító, a világ egyik leggazdagabb embere. Nevéhez fűződnek a következő cégek/projektek: Zip2, X.com, PayPal, SpaceX, Tesla Inc., SolarCity, The Boring Company, Neuralink, Starlink, Hyperloop. Napjaink egyik géniusza, megszállott zseni, magával ragadó jövőképpel és tömény ambícióval. Életének mérföldkövei:
A Kutatók éjszakája nemzetközi rendezvénysorozat 2005-ben indult. Magyarország 2006-ban csatlakozott. Azóta évről-évre egyre több intézmény nyitja meg hazánkban kapuit, szervez érdekes programokat, sok-sok településen, több száz helyszínen, több ezer eseményt meghirdetve sok tízezer érdeklődő/résztvevő látogatónak biztosít tartalmas estét.
Bár a kezdeményezés elsősorban a kutatói pálya népszerűsítését szolgálja, ezért leginkább a tizen- és huszonévesekre számít, az események vonzók és elég érdekesek ahhoz, hogy a kisgyerekektől a legidősebbekig mindenki megtalálja a számára izgalmas programokat. Korábban nagyobb felsőoktatási intézmények és kutatóintézetek szerepeltek döntően, de az utóbbi néhány évben egyre több kisebb intézmény, tehetséggondozással foglalkozó középiskola, cég, egyesület is csatlakozott a rendezvényhez. A Kutatók éjszakája rendezvény minden meghirdetett programja ingyenes.
Az it-tanfolyam.hu 2024-ben is hirdetett programokat az eseményhez kötődően. Programjainkat elsődlegesen követőinknek, aktív hallgatóinknak és az alumni csoportunkban hirdettük meg, de persze nyílt rendezvényként valósult meg. Az eseményekre regisztrálni kellett a weblapon. A regisztrációs időszak két hétig tartott, szeptember 13-26-ig. Programjainkra szeptember 27-én 21:00-23:55-ig került sor.
A programjaink népszerűek voltak. 52 érdeklődő látogatót fogadtunk. Többségük végig velünk tartott. Elgondolkodtató párbeszéd alakult ki a mesterséges intelligencia témakörében, illetve sok-sok kreatív megoldás került elő a logikus gondolkodás program fejtörőivel kapcsolatosan. Néhányan megragadták a lehetőséget, hogy több budapesti helyszínt is meglátogassanak – ahogyan ez megszokott a Kutatók éjszakája rendezvényeken hosszú évek óta. Kellemes hangulatban, tartalmasan töltöttük együtt ezt a három órát, aminek igazán örülök.
Szeretném megköszönni az előadó oktató kollégák és alumni hallgatóink színvonalas munkáját, igényes felkészülését. Köszönjük mindenkinek, aki részt vett a Kutatók éjszakája 2024 rendezvényünkön. Az előadások prezentációit tanfolyamaink hallgatói számára – a témához kapcsolódó témakörökhöz, ILIAS-ra feltöltve – tesszük elérhetővé.
Valaki sertést, kecskét és juhot vásárolt, összesen 100 állatot, pontosan 100 aranyért. A sertés darabja 3 és fél arany, a kecskéé 1 és egyharmad, a juhoké fél arany. Hány darabot vehetett az egyes állatokból?
Tudjuk, hogy a feladatnak három megoldása van:
Klasszikus informatikai megközelítést – egymásba ágyazott ciklusokat – bemutattam már: Euler állatos feladata. A brute force alapgondolat fokozatos finomítását követően néhány ötleteket is adtam a továbbfejlesztéshez. Ez igazi örökzöld feladat. Látogatottsága alapján rendületlenül népszerű ez a blog bejegyzés az it-tanfolyam.hu szakmai blogban. Többek között ez inspirált a feladattal való további foglalkozásra.
Egy térbeli pont három koordinátával leírható. Az (s, k, j) ponthármas jelenti a sertések, kecskék és juhok számát. Az RGB színkockához hasonlóan (amibe belefér az összes ábrázolható színhez tartozó koordinátapont), most is elférünk egy kockában. Legyen a kocka egyik csúcsa az origó és az élei legyenek 100 egység hosszúak. A feladat megfogalmazása alapján két egyenlet (e1 és e2) írható fel 3-3 együtthatóval. Mindkét egyenlet meghatároz egy síkot (s1 és s2) a térben, amelynek ábrázoljuk a kockába eső síkmetszeteit. A két sík metszésvonala egyenes (e3), amire esnek a megoldások pontjai (m1, m2, m3). Lépésenként haladunk a geometriai ábrázolás során.
A grafikus felületen történő ábrázoláshoz, rajzoláshoz két korábbi projektünkből indulunk ki. A Kígyókocka grafikus felületen feladat ismertet egy grafikus keretrendszert JavaFX-ben megvalósítva. A három részből álló Naprendszer szimuláció esettanulmányunk pedig ismerteti az ábrázoláshoz szükséges elméleti hátteret, homogén transzformációkat, vetületi leképezést, Java forráskódot is bemutat a transzformációs mátrix alkalmazására. Az eddig említett három blog bejegyzést mind összeépítve készültek a továbbiak.
A geometriai megoldást lépésenként, saját fejlesztésű, grafikus felhasználói felülettel rendelkező, JavaFX alapú programról készült képernyőképek mutatják be – markáns Java forráskód-részletekkel.
Elegendő ábrázolni a kockának azt a három élét, amik egybeesnek a koordinátatengelyekkel. Az RGB színkockához hasonlóan piros, zöld, kék színekkel jelennek meg a három tengelyen lévő néhány pont. Az ábrázoláshoz érdemes kísérletezni egy kicsit: mekkora méretben (skála), honnan (nézőpont), milyen messziről (vetület, ideális pont, perspektíva, távolság) látszik a modelltérbeli objektum (igen, ez a kocka).
Az alábbi Java forráskód-részlet helyezi el a fenti pontokat. Mindhárom tengelyen 5-től 95-ig, 10-esével haladunk. Így elkerülhető, hogy az origóba kerüljön pont, hiszen az nem tudna egyszerre három színnel megjelenni. Mivel az állatok száma pozitív, így a koordinátapontok is nemnegatívak.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 |
for(int i=5; i<=100; i+=10) { Point3D cpS=new Point3D(i, 0, 0); //sertés createPoint(cpS, 5, Color.RED); Point3D cpK=new Point3D(0, i, 0); //kecske createPoint(cpK, 5, Color.GREEN); Point3D cpJ=new Point3D(0, 0, i); //juh createPoint(cpJ, 5, Color.BLUE); } |
A korábbi megoldásnál feltételként megfogalmazott első 3.5*s+4.0/3*k+0.5*j==100 egyenlet egyszerű átalakításokkal megadja a piros és zöld síkbeli ponthoz tartozó kék térbeli pontot: j=(600-21*s-8*k)/3. Ezek az s1 síkra esnek. A citromsárga pontokat páros koordinátapárokra vizsgált feltétel jelöli ki. A narancssárga vonal behatárolja ezt a síkmetszetet. Ez a négyszög (trapéz) esik bele a kockába.
A citromsárga pontokat az első egymásba ágyazott ciklusok adják hozzá az ábrázolt modelltérhez: érzékeltetve a síkbeli pontokat. A narancssárga pontokkal a második egymásba ágyazott ciklusok bővítik a modellteret: behatárolva a kockabeli négyszög síkrészletet. (A trapéz oldalait szakaszként is lehetne ábrázolni, de ez a kellően sűrű ponthalmaz is elegendő).
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 |
for(int s=0; s<=100; s+=2) for(int k=0; k<=100; k+=2) { int j=(600-21*s-8*k)/3; if(0<=j && j<=100) { Point3D cpE1=new Point3D(s, k, j); createPoint(cpE1, 3, Color.YELLOW); } } for(double s=0; s<=100; s+=0.1) for(double k=0; k<=100; k+=0.1) { long j=Math.round((600-21*s-8*k)/3); if(((s==0 || s==100) && 0<=j && j<=100) || ((k==0 || k==100) && 0<=j && j<=100) || (j==0 || j==100)) { Point3D cpE1=new Point3D(s, k, j); createPoint(cpE1, 2, Color.ORANGE); } } |
Hasonlóan az eddigiekhez. A korábbi s+k+j==100 feltételből adódik a szintén feltételként megfogalmazott j==100-s-k egyenlet. Ezek az s2 síkra esnek. Világosszürke pontok érzékeltetik a síkot és sötétszürke pontok adják a síkrészlet határait. A síkból ez a háromszög esik bele a kockába.
A Java forráskód nagyon hasonló az előzőhöz.
Egyben kirajzoltatva a fentieket, könnyen adódik ez az ábra:
Mivel a két sík nem esik egybe, így van metszésvonaluk. Ez egy egyenes, amiből csak az az e3 szakasz rész szükséges, ami a kockába esik. Bíbor (magenta) szín jelöli az alábbi ábrán:
Ahol a két egyenlethez tartozó konkrét pontok egybeesnek, ott van a metszésvonal. A behelyettesítést behatároló ciklusok szervezéséből (a ciklusváltozók alsó és felső és határaiból) adódik, hogy csak a kockabeli szakaszt rajzolja ki az alábbi Java forráskód-részlet:
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
for(double s=0; s<=100; s+=0.1) for(double k=0; k<=100; k+=0.1) { long j1=Math.round((600-21*s-8*k)/3); long j2=Math.round(100-s-k); if(j1==j2) { Point3D cpE1=new Point3D(s, k, j1); createPoint(cpE1, 2, Color.MAGENTA); } } |
A két egyenlethez tartozó síkok kockába eső metszésvonalán helyezkednek el az egész koordinátákkal ábrázolható, koordináta-hármasként megjelenő pontok. Nagyobb fehér pontok jelölik ezeket az alábbi ábrán:
Az eddigiek alapján könnyen adódik a három pont/megoldást ábrázoló Java forráskód-részlet:
|
1 2 3 4 5 6 |
Point3D m1=new Point3D(5, 42, 53); createPoint(m1, 10, Color.WHITE); Point3D m2=new Point3D(10, 24, 66); createPoint(m2, 10, Color.WHITE); Point3D m3=new Point3D(15, 6, 79); createPoint(m3, 10, Color.WHITE); |
A bejegyzéshez tartozó teljes forráskódot ILIAS e-learning tananyagban tesszük elérhetővé tanfolyamaink résztvevői számára.
Ez a feladat a Java SE szoftverfejlesztő tanfolyam szakmai moduljának 5-8. óra: Vezérlési szerkezetek, illetve 9-12. óra: Metódusok, rekurzió alkalmához, a 29-36. óra Grafikus felhasználói felület alkalmaihoz, valamint minden tanfolyamunk orientáló moduljának 1-4. óra: Programozási tételek alkalmához kapcsolódik.
Tanfolyamainkon JavaFX grafikus felülettel hangsúlyosan nem foglalkozunk, de egy-egy kész forráskódot közösen megbeszélünk, és össze is hasonlítjuk a swing-es változattal. Fejlesztünk játékprogramot, de inkább konzolosan, vagy swing-es ablakban, vagy webes alkalmazásként.
A grafikus felületek felépítésének megismerése fontos lépcső az objektumorientált programozás elmélyítéséhez, gyakorlásához. A grafikus felületekhez egy másik lényeges szemléletváltás is kapcsolódik, hiszen a korábbi algoritmusvezérelt megközelítést felváltja az eseményvezérelt (eseménykezelés). A GUI-s feladatainkat tudatosan hangsúlyozott MVC-s projektekben készítjük el.
