Informatica in ons dagelijks leven: Routeplanner Gerard Tel (docent)

1. Informatica in ons dagelijks leven:RouteplannerGerard Tel (docent)

2. 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

3. Voorbeeld: Computer Games Zeer grote toepassingen Meest moderne informatica technieken Game Technologie is een van de richtingen van Informatica in Utrecht

4. Voorbeeld: Routeplanner Relatief eenvoudige toepassing Combinatie van moderne informatica en andere beta disciplines Grote Nederlandse invloed (Dijkstra, TomTom)

5. 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

6. 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

7. Kortste weg (km) 20 6 12 3 4 3 6 4 2 2 4 8 Afrit 18 Afrit 19 Toms huis Toren Kasteel Zwembad Molen School Stadhuis

8. Wat ziet de Computer? start = 0 end = 8 [Nodes] 0 "Toms huis" 1.62 11.94 1 "Toren" 7.01 11.75 2 "Stadhuis" 5.38 15 3 "Kasteel" 12.4 11.82 4 "School" 15.19 14.81 5 "Molen" 18.11 12.96 … [Edges] 0-1 3 0-2 4 0-6 6 1-3 6 1-2 2 … 5-8 4 6-7 20 7-8 3

9. Voorlopige schattingen Pretpark Molen: 13 Startpunt: 0 Via de Molen: 13 + 7 = 20 Via het Kasteel: 15 + 3 = 18 Het pretpark is niet blauw! De schatting voor de school is 18 2 7 3 School: ?? Kasteel: 15 • Dijkstra’s rekenmethode gebruikt voorlopige schattingen die later definitief worden • De 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?

10. Dijkstra’s methode • Maak eerst het beginpunt (Toms huis) blauw, met afstand 0 • Welk punt heeft de laagste schatting? • Maak het blauw • De schatting wordt de afstand (definitief) • Herhaal steeds stap 2 • Je bent klaar als het eindpunt (zwembad) blauw is

11. Aan het werk met Wybe • Aanmelden op PC • people.cs.uu.nl/gerard/Wybe • Memorystick:RoutePlanner/Wybe.exe

12. Stap voor stap • Snelheidsschuif naar links • Een stap per klik (op Play) • Probeer te bedenken wat er gebeurt bij de volgende klik

13. Snelste Route • Zet kaartenkiezer op Tom (Snelst) • Wat zou de beste route zijn?

14. 12 4½ 9 2¼ 6 4½ 9 6 3 3 6 12 Afrit 18 Afrit 19 Toms huis Toren Kasteel Zwembad Molen School Stadhuis

15. 3000 900 1800 450 1200 900 1800 1200 600 600 1200 2400 Afrit 18 Afrit 19 Toms huis Toren Kasteel Zwembad Molen School Stadhuis

16. 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?

17. Is het product af? Doorgaande ontwikkeling! Recente onderzoeksprojecten (Utrecht): • Integratie van databestandenWelke wegen zijn feitelijk dezelfde? • Dead reckoningGeen ontvangst? Koppel beweging aan kaart. • Weg-representatie met cirkelbogenVerminder het aantal punten in je kaart

18. 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

19. 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

20. 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?

21. De beste wachtrij

22. Geen richtingsgevoel • Kies Klungelig (en boom-wachtrij) • Wybe “ziet” slimme dingen niet

23. Negatieve kosten • Kan dat wel? • Kies Negatief gewicht • Mens-wachtrij: kan wel

24. 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)

25. Combinatorische routes • Gewenst tussenpunt: • Snelste route komt niet langs PIN • Wat is de snelste route MET PIN? • Snelste van huis -> PIN plusSnelste van PIN -> Zwembad • Tussenpunt kost TWEE “normale” routeberekeningen

26. 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?

27. Quest als Routeprobleem • Per locatievierknopen: -, G, Z, GZ • Start: [Toms Huis, -]Doel: [Zwembad, GZ] • Ruilen of krijgen: “lokaalwegstukje” met tijd Quest is 1 normalerouteberekening Netwerkwordtvierkeerzogroot

28. 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

29. 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.nlInformatica-techniek gericht op Games, simulatie, graphics.