informatica in ons dagelijks leven: routeplanner gerard tel (docent)
DESCRIPTION
Informatica in ons dagelijks leven: Routeplanner Gerard Tel (docent). Wat is informatica?. In vrijwel alles zit informatica mobiele telefoon, mp3-speler navigatiesysteem televisie, medische apparatuur Vrijwel niets werkt zonder Informatica logistiek (planning) entertainment (animaties) - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Informatica in ons dagelijks leven:
Routeplanner
Gerard Tel (docent)
Wat is informatica?In vrijwel alles zit informatica
• mobiele telefoon, mp3-speler• navigatiesysteem• televisie, medische apparatuur
Vrijwel niets werkt zonder Informatica• logistiek (planning)• entertainment (animaties)• het internet
Voorbeeld: Computer Games• Zeer grote toepassingen• Meest moderne informatica technieken• Game Technologie is een van de richtingen
van Informatica in Utrecht
Voorbeeld: Routeplanner• Relatief eenvoudige toepassing• Combinatie van moderne informatica en
andere beta disciplines• Grote Nederlandse invloed (Dijkstra, TomTom)
Wat zit er in?
• Miniatuur elektonica: processor, geheugen
• Nauwkeurige satelliet-ontvanger
• Trigonometrie (wiskunde)• Kaarten Europa (1 miljoen nuttige punten)• Aanraakscherm• Batterij• Bediening met pictogrammen en menu’s
Edsger Wybe Dijkstra (1930-2002)
• De eerste programmeur (in 1952!)
• Hij vond in 1959 uit hoe een computer routes kan uitrekenen
• Kortste Pad Algoritme van Dijkstra
• Punten en wegstukjes met afstand
Kortste weg (km)
Tomshuis
Afrit 18Afrit 19
Toren
Stadhuis
Kasteel
School
Molen
Zwembad
20
6 12
6
34
24
8
3
42
Wat ziet de Computer?start = 0end = 8[Nodes]0 "Toms huis" 1.62 11.941 "Toren" 7.01 11.752 "Stadhuis" 5.38 153 "Kasteel" 12.4 11.824 "School" 15.19 14.815 "Molen" 18.11 12.96…
[Edges]0-1 30-2 40-6 61-3 61-2 2…5-8 46-7 207-8 3
Voorlopige schattingenDijkstra’s rekenmethode gebruikt voorlopige schattingen
die later definitief wordenDe beste route om bij een blauw punt te komen is
bekend, de afstand staat erbij (definitief).De schatting van een punt (school):
Langs welk blauw buurpunt kun je het beste op school komen? En hoe ver is dat?
Kasteel: 15
Molen: 13
Startpunt: 0
School: ??
3
7
Pretpark
2Via de Molen: 13 + 7 = 20Via het Kasteel: 15 + 3 = 18
Het pretpark is niet blauw!
De schatting voor de school is 18
Dijkstra’s methode1. Maak eerst het beginpunt (Toms huis) blauw,
met afstand 02. Welk punt heeft de laagste schatting?
1. Maak het blauw
2. De schatting wordt de afstand (definitief)
3. Herhaal steeds stap 24. Je bent klaar als het
eindpunt (zwembad) blauw is
Aan het werk met Wybe• Aanmelden op PC• people.cs.uu.nl/gerard/Wybe• Memorystick:
RoutePlanner/Wybe.exe
Stap voor stap• Snelheidsschuif naar links• Een stap per klik (op Play)
• Probeer te bedenken wat er gebeurt bij de volgende klik
Snelste Route• Zet kaartenkiezer op Tom (Snelst)• Wat zou de beste route zijn?
12
4½ 9
9
2¼6
36
12
4½
63
Tomshuis
Afrit 18Afrit 19
Toren
Stadhuis
Kasteel
School
Molen
Zwembad
3000
900 1800
1800
4501200
600
1200
2400
900
1200
600
Tomshuis
Afrit 18Afrit 19
Toren
Stadhuis
Kasteel
School
Molen
Zwembad
Het moet nog beter!• Hoeveel wegen zijn er in
Nederland? Europa?• Reken (bijna) alleen met
snelwegen• Kun je rekenen met
éénrichtingswegen?• Werkt het voor fietsen of
wandelen anders?
Is het product af?
Doorgaande ontwikkeling!Recente onderzoeksprojecten (Utrecht):• Integratie van databestanden
Welke wegen zijn feitelijk dezelfde?• Dead reckoning
Geen ontvangst? Koppel beweging aan kaart.
• Weg-representatie met cirkelbogenVerminder het aantal punten in je kaart
Interactie• de manier van interactie heeft een
belangrijke invloed op gebruik• nieuwe technieken komen eraan: … Wii controller … gebaar herkenning … brein-machine interactie …
Vakken• Interaction Technology• Beeldverwerking
Minor: Informatiekunde
Algoritmiek• Gaat over het efficiënt uitvoeren van
complexe berekeningen• Welke keuze is optimaal• Zoekruimte• Wat kan wel,
wat kan niet• Hoe snel kan het
Vakken• Datastructuren• Algoritmiek• Optimalisering en complexiteit
De laagste schatting?• Dijkstra: “steeds alle punten bekijken”
Erg veel werk voor grote kaart!• Kies Rooster 2 en Mens-wachtrij
• Je moet steeds zelf de laagste schatting aanklikken
• Hoe kun je dit goed automatiseren?
De beste wachtrij•
Geen richtingsgevoel• Kies Klungelig (en boom-wachtrij)• Wybe “ziet” slimme dingen niet
Negatieve kosten• Kan dat wel?• Kies Negatief gewicht
• Mens-wachtrij: kan wel
De Metro
• Open Metro (Naief)• Van Zicin naar Haje:
overstappen in Mustek en Muzeum• Van Cerny Most naar Skalka:
enkele overstap in Mustek is sneller!
• Algoritme aanpassen op overstapkosten?• Kaart corrigeren voor overstapkosten?
• Open Metro (Splits)
Combinatorische routes• Gewenst tussenpunt:
– Snelste route komt niet langs PIN– Wat is de snelste route MET PIN?– Snelste van huis -> PIN plus
Snelste van PIN -> Zwembad• Tussenpunt kost TWEE “normale”
routeberekeningen
Zwembad Quest• Tom heeft GELD en ZWEMBROEK nodig• GELD halen bij
– PIN machine, 1 min– Oma, heeft ook zwembroek, 33 min– Vriend, 13 min
• ZWEMBROEK bij– Huis, 22 min zoeken– Oma, ook geld, 33 min– Zeeman, 2 min, eerst GELD
• HOEVEEL mogelijke routes?
Quest als Routeprobleem• Per locatie vier knopen: -, G, Z, GZ• Start: [Toms Huis, -]
Doel: [Zwembad, GZ]• Ruilen of krijgen:
“lokaal wegstukje” met tijd
Quest is 1 normale routeberekeningNetwerk wordt vier keer zo groot
Informatica• ontwerpen en bouwen van
geautomatiseerde systemen• verbeteren van de werking van computers
en programmatuur
Informatiekunde• betekenis van ICT voor mens en
maatschappij• functioneren van mensen en organisaties• ICT vanuit het perspectief van de gebruiker
Meer weten over informatica als studie?
• Een dagje studeren (aanmelden via UU-site)
• Bekijk de website van het departement Informatica: www.cs.uu.nl/education/ met alle details van vakken, docenten en achtergronden
• Richting Gametechnologie: www.gametechnologie.nl Informatica-techniek gericht op Games, simulatie, graphics.