T-106.290 Ohjelmoinnin laboratoriotyöt

Kurssiesite kevät 2005

0. Johdanto

Kurssilla toteutetaan kokeellinen tutkimukseen tai teknologiaevaluaatioon liittyvä pienimuotoinen tutkimusprojekti. Samalla tutustutaan tieteelliseen työskentelyyn.

Kurssi on tarkoitettu vain T-koulutusohjelman opiskelijoille. Se on osa ohjelmistojärjestelmien pääaineopintoja.

1. Tavoitteet

• Kurssilla tutustutaan kokeellisen algoritmitutkimuksen ja teknologiaevaluaatioiden metodiikkaan ja ongelmiin. Käsiteltävät algoritmit liittyvät pääosin kurssin T-106.250 Tietorakenteet ja algoritmit sisältöön. Kurssilla on mahdollisuus tutustua erityisesti omien aiheiden kautta myös muihin aihepiireihin.
• Kurssilla harjoitellaan mittaamista, tieteellisen artikkelin kirjoittamista, sekä kvalitatiivista analyysiä että mittaustulosten tilastollista käsittelyä, graafista esittämistä ja virhelähteiden analysointia. Mittausjärjestelmä toteutetaan ohjelmoimalla.
• Artikkelin työstämisen myötä tutustutaan tieteelliseen kirjoittamiseen, arviointiin ja palautteen antamiseen (reviewing) sekä tieteellisen esityksen pitämiseen.

2. Esitiedot

Kurssin esitietoina vaaditaan, että opiskelija on suorittanut hyväksytysti seuraavat kurssit.

• T-93.210 Ohjelmoinnin peruskurssi T1 tai molemmat kurssit T-93.211 Johdatus ohjelmointiin T ja T-93.260 Ohjelmointikielten perusteet T
• T-106.230 Ohjelmoinnin peruskurssi T2 tai T-106.231 Lausekielisen ohjelmoinnin perusteet T
• T-106.250 Tietorakenteet ja algoritmit T

Tilastomatematiikan perusteiden tuntemuksesta on hyötyä, mutta asiaa voi opiskella kurssin aikanakin.

3. Opetusmenetelmät

1. Luennot
   • Kurssiin kuuluu näillä näkymin noin viisi luentoa, jotka pidetään tiistaisin klo 8-10 salissa T1. Ensimmäinen luento on 18.1. Tarkempi luentoaikataulu ilmoitetaan myöhemmin.
   • Luennoilla käsitellään lähinnä seuraavia asioita:
     • Johdatus kokeelliseen algoritmitutkimukseen ja teknologiaevaluaatioon. Miksi sitä tarvitaan, minkälaisia metodeja ja ongelmia siellä esiintyy?
     • Esimerkkejä koejärjestelyistä, algoritmeista ja tuloksista.
     • Tulosten kriittinen tarkastelu.
     • Tieteellisen artikkelin kirjoittaminen.
     • Vapaita työkaluohjelmia tieteelliseen kirjoittamiseen: Latex, Gnuplot.
     • Lisäksi jokin erikoisluento, joka liittyy kokeelliseen tutkimukseen.
2. Tutkielma
   • Tutkielmassa perehdytään syvällisemmin johonkin algoritmiikan tai ohjelmistotekniikan osa-alueeseen. Tähän liittyy tutustuminen kyseessä oleviin algoritmeihin tai ohjelmistojärjestelmiin, niiden vertailu toisiinsa sekä teoreettisella tasolla (analyyttiset tulokset) että käytännössä. Viimeksi mainittu tarkoittaa sitä, että implementoidaan joukko algoritmeja tai sovellusohjelmia ja tehdään niille kokeellisia vertailuja.

4. Arvosanan muodostuminen

Kurssi suoritetaan tekemällä tutkielma, joka arvioidaan asteikolla 0-5. Kurssin läpäiseksi on tutkielma suoritettava vähintään arvosanalla 1. Kurssista ei järjestetä tenttiä. Arvosana muodostuu teoriaosuudesta (paino 15%), koesuunnitelmasta (15%), loppuraportista (60%) sekä muille ryhmille annettavasta peer review'stä (10%). Huomaa, että teoriaosuus ja koesuunnitelma todellakin muodostavat kurssin arvosanasta 30%!

5. Tutkielma

5.1 Tavoitteet

Tutkielman tavoitteena on opettaa kokeellisen algoritmitutkimuksen ja teknologiaevaluoinnin metodiikkoja ja ongelmia sekä kokeellisten tulosten käsittelyä. Tutkielmalla on myös välillisiä tavoitteita. Siinä harjoitellaan tiedon hakemista, ohjelmointia, kykyä kriittiseen ajatteluun, raportin kirjoittamista ja esittämistä julkisesti.

5.2 Toteutus

• Tutkielman laajuus voi olla 2-5 ov aiheesta riippuen.
• Kurssilla on määritelty joukko valmiita aiheita. On myös mahdollista ja suositeltavaakin tehdä tutkielma omasta aiheesta, jos haluaa syventyä jonkin erityisalueen algoritmeihin. Jos haluatte tehdä tutkielman omasta aiheesta, tutustukaa ensin muihin aiheisiin ja laatikaa vastaavan tyyppinen aihe-ehdotus, jonka voitte esittää kurssin luennoijalle kommentoitavaksi ja hyväksyttäväksi hänen vastaanotoillaan.
• Tutkielma tehdään 2-3 hengen ryhmässä.
• Tutkielmia ohjaavat pääosaltaan kurssin henkilökunta.
• Kukin ryhmä muodostaa www-sivuston, jonka alle kurssiin liittyvät dokumentit kootaan. Tarkemmat ohjeet tästä sekä dokumenttien palauttamisesta tuleva löytymään kurssin www-sivulta.
• Kaikki tutkielmaraportit kirjoitetaan Latex-tekstinkäsittelyjärjestelmää käyttäen, koska Latex on hyvin keskeinen väline tieteellisen tekstin tuottamisessa.
• Tutkielman valmisteluvaiheessa tehdään kirjallisuustutkimus ja koesuunnitelma.
• Kirjallisuustutkimuksessa perehdytään aiheessa annettuihin algoritmeihin ja/tai ohjelmistojärjestelmiin ja niiden ominaisuuksiin. Tutkistavista algoritmeista etsitään lähde- tai pseudokoodi ja evaluoitavat ohjelmistojärjestelmät asennetaan.
• Koesuunnitelmassa esitetään yksityiskohtaisesti koejärjestelyt ja tavoitteet, minkä muuttujien vaikutusta tuloksiin aiotaan selvittää. Tavoitteet tulee perustella hyvin.
• Koesuunnitelmaa valmisteltaessa pidetään palaveri.
• Kurssin assistentit tarkastavat teoriaosan ja koesuunnitelman ja kutsuvat tarvittaessa työryhmän palaveriin, jossa voidaan selvittää suunnitelman mahdollisia ongelmia.
• Tutkielmasta kirjoitetaan loppuraportti, joka sisältää seuraavia asioita:
• Motivaatio ja johdanto tutkittuun ongelmaan.
• Koetulokset graafisessa muodossa.
• Virhelähteiden analyysi.
• Päätelmät ja pohdinnat saaduista tuloksista.
• Loppuraportin palautuksen jälkeen kaikki työryhmät referoivat toistensa raportteja ja antavat niistä kirjallista palautetta. Palautteen perusteella voi omaa työtä vielä parantaa ennen kuin siitä jätetään lopullinen versio kurssin henkilökunnan arvosteltavaksi.
• Kurssin järjestäjät voivat mahdollisesti laatia hyvistä töistä yhtenäisen koostejulkaisun kurssin päätteeksi.
• Parhaat loppuraportit esitetään minikonferenssissa muille kurssilaisille ja muille asiasta kiinnostuneille henkilöille. Niiden tiivistelmät ja raportit esitetään myös WWW:ssä.

6. Oppimateriaali ja tiedottaminen

Oppikirjaa asiasta ei ole. Opetusmonisteiden kautta tulee jonkin verran kirjallista materiaalia.

7. Kurssin henkilökunta

Kurssin vetäjänä toimii professori Lauri Malmi, joka on tavattavissa vastaanottoaikoinaan huoneesta B207. Malmi ei takaa sitä, että hänelle lähetettyihin sähköposteihin saa vastauksen ennen seuraavaa vastaanottoa, joten jos asialla on kiire, kannattaa suosia vastaanottoja. Malmi sekä assistentit Jan Lönnberg ja Mikko Rahikainen sekä neuvovat tutkielman tekemisessä ja arvioivat palautettavat raportit. Jokaiselle ryhmälle nimetään kurssin henkilökunnasta ohjaaja, joka hoitaa ryhmän neuvonnan alusta loppuun ja arvioi raportit.

Kurssiin liittyvistä asioista tiedotetaan luennoilla ja kurssin WWW-sivun ajankohtaista -palstalla. Sivun osoite on http://www.cs.hut.fi/Opinnot/T-106.290/.

Uutisryhmää opinnot.tik.labratyot voi käyttää esimerkiksi ryhmien muodostamisen apuna. Kurssi henkilökunta ei seuraa ko. ryhmää eikä käytä sitä tiedottamiseen.

Kurssiin liittyvistä yleisistä asioista voi tiedustella Lauri Malmilta hänen vastaanottoaikoinaan. Muiden ongelmien (esim. algoritmien toiminta, ohjelmointiongelmat, koejärjestelyt, raportin kirjoittamainen,...) osalta kannattaa sopia tapaaminen oman vastuuassistentin kanssa.

Kurssilla ei käytetä seinällä olevaa ilmoitustaulua.

8. Ilmoittautuminen

Tarkemmat ohjeet ilmoittautumisesta tulevat kurssin WWW-sivulle.