MASARYKOVA UNIVERZITA F}w¡¢£¤¥¦§¨ AKULTA INFORMATIKY !"#$%&'()+,-./012345<yA| Uˇc´ıc´ısyst´empro Android BAKALA´ RSKˇ A´ PRACE´ Luk´aˇsPetr´ak Brno, 2010 Prohl´aˇsen´ı Prohlasuji,ˇ zeˇ tato bakala´rskˇ a´ prace´ je mym´ puvodn˚ ´ım autorskym´ d´ılem, ktere´ jsem vypracoval samostatne.ˇ Vsechnyˇ zdroje, prameny a literaturu, ktere´ jsem priˇ vypracovan´ ´ı pouzˇ´ıval nebo z nich cerpal,ˇ v praci´ rˇadn´ eˇ cituji s uveden´ım upln´ eho´ odkazu na prˇ´ıslusnˇ y´ zdroj. Luka´sˇ Petrak´ Vedouc´ıpr´ace: Mgr. Simonˇ Suchomel ii Podˇekov´an´ı Rad´ bych podekovalˇ memu´ vedouc´ımu bakala´rskˇ e´ prace´ za odbornou po- moc a mnoho podnetnˇ ych´ rad. Dale´ dekujiˇ Nikole a sve´ rodineˇ za podporu a trpelivost,ˇ kterou se mnou meliˇ behemˇ tvorby teto´ prace´ a celeho´ studia. iii Shrnut´ı Tato bakala´rskˇ a´ prace´ se zabyv´ a´ implementac´ı programu pro ucenˇ ´ı v sys- temu´ Android. V ramci´ prace´ dosloˇ take´ k funkcnˇ ´ımu srovnan´ ´ı vybranych´ soucasnˇ ych´ ucˇ´ıc´ıch system´ u.˚ Hlavn´ım c´ılem prace´ byla implementace programu pro ucenˇ ´ı metodou na principu opakovan´ı s prodlevami se zakladn´ ´ı funkcionalitou (vytva´renˇ ´ı a rusenˇ ´ı karticek,ˇ import karticekˇ z ruzn˚ ych´ zdroju,˚ prioritizace odpoveze-ˇ nych´ otazek´ dle statistiky chybovosti uzivatele).ˇ iv Kl´ıˇcov´aslova Android, SuperMemo, efektivn´ı ucenˇ ´ı, ucenˇ ´ı s prodlevami, ucenˇ ´ı s kartickami,ˇ zapom´ınan´ ´ı v Obsah 1 Uvod´ ...................................1 2 Uˇcen´ı ...................................2 2.1 Pametˇ ’ ................................2 2.2 Zapom´ınan´ ´ı ............................2 2.3 Ucenˇ ´ı s kartickamiˇ ........................3 2.4 Ucenˇ ´ı s prodlevami ........................3 3 Uˇc´ıc´ıprogramy .............................5 3.1 SuperMemo ............................5 3.2 Anki ................................6 3.3 MnemoSyne ............................7 3.4 Smart.fm ..............................8 3.5 Dril .................................8 3.6 Porovnan´ ´ı ucˇ´ıc´ıch programu˚ ................... 10 4 OS Android ............................... 12 4.1 Historie ............................... 12 4.2 Architektura ............................ 14 4.2.1 Jadro............................´ 14 4.2.2 Nativn´ı knihovny . 15 4.2.3 Aplikacnˇ ´ı ramec´ . 15 4.2.4 Aplikace . 16 4.2.5 Dalsˇ´ı specifika . 16 5 Implementace .............................. 18 5.1 Vyvojov´ e´ prostredˇ ´ı ........................ 18 5.2 Struktura aplikace ......................... 18 5.2.1 Bal´ık cz.muni.fi.xpetrak.bc ........... 18 5.2.2 Pomocny´ bal´ık cz.muni.fi.xpetrak.bc.utils 21 5.2.3 Pouzitˇ e´ opravn´ enˇ ´ı .................... 22 5.2.4 Pouzitˇ y´ postup ucenˇ ´ı................... 23 5.2.5 Pouzitˇ y´ algoritmus . 23 5.2.6 Schema´ databaze´ . 24 6 Z´avˇer ................................... 25 A Uzivatelsk´apˇr´ıruˇckaˇ .......................... 30 B Form´atysoubor ˚u ............................ 34 C Obsah CD a n´avodna spuˇstˇen´ı .................... 37 vi 1 Uvod´ Lidstvo se svym´ konan´ ´ım snazˇ´ı dobrat efektivity ve vsechˇ oblastech. Tam, kde je to moznˇ e´ nahrazujeme lidsky´ faktor vykonn´ ejˇ sˇ´ımi stroji. Tam, kde to prozat´ım moznˇ e´ nen´ı, vyuzˇ´ıvame´ stroje a prˇ´ıstroje ke zvy´senˇ ´ı nasehoˇ vykonu.´ V oblasti vyzkumu´ metod efektivn´ıho ucenˇ ´ı byly v posledn´ıch le- tech ucinˇ enyˇ velke´ pokroky. Vseˇ vlastneˇ zacaloˇ vyzkumem´ opacnˇ eho´ pro- cesu. Jizˇ v roce 1885 Hermann Ebbinghaus publikoval vysledky´ sveho´ vy-´ zkumu procesu zapom´ınan´ ´ı. Pro svuj˚ experiment sestavil velke´ mnozstvˇ ´ı bezmyslnych´ slabik (napr.ˇ MIB, DAX). Naucilˇ se tem´ eˇrˇ 170 souboru˚ po tri-ˇ ” nacti´ slabikach´ a kazdˇ y´ z nich se pak ucilˇ znovu po uplynut´ı casovˇ eho´ in- tervalu, jehozˇ delka´ se pohybovala od jednadvaceti minut do jednatricetiˇ dn´ı. Jako meˇrˇ´ıtko rozsahu zapom´ınan´ ´ı mu slouzilaˇ doba potrebnˇ a´ k opetov-ˇ nemu´ naucenˇ ´ı souboru neboli casovˇ a´ uspora´ priˇ novem´ ucenˇ ´ı. Ebbinghaus zjistil, zeˇ zapom´ınan´ ´ı je zpocˇatku´ velmi rychle,´ ale postupneˇ se zpoma- luje“[27, p.94]. Techtoˇ poznatku˚ bylo vyuzitoˇ priˇ dalsˇ´ıch vyzkumech.´ Ve 30. letech bylo poprve´ navrzenoˇ vyuzitˇ ´ı metody opakovan´ ´ı s prodlevami v ucˇ´ıc´ım pro- cesu. V roce 1973 prichˇ az´ ´ı Sebastian Leitner s praktickym´ vyuzitˇ ´ım v po- dobeˇ Leitner systemu“´ – ucenˇ ´ı jazyka zalozenˇ em´ na metodeˇ ucenˇ ´ı s kartic-ˇ ” kami, jej´ızˇ princip je popsan´ v dalsˇ´ıch cˇastech´ prace.´ Metoda velmi efek- tivn´ıho zpusobu˚ ucenˇ ´ı byla na svetˇ e.ˇ Rychly´ rozvoj v oblasti vypo´ cetnˇ ´ıch technologi´ı a dostupnosti osobn´ıch pocˇ´ıtacˇu˚ umoznilˇ od 80. let prenˇ est´ vy-´ pocetˇ algoritmu˚ z pap´ıru˚ na pocˇ´ıtace.ˇ [38, 10, 33] Dnes ma´ uzivatelˇ se zajmem´ o efektivn´ı ucenˇ ´ı, moznostˇ vyuzˇ´ıt nab´ıdky velkeho´ mnozstvˇ ´ı softwaru˚ zalozenˇ ych´ na metodeˇ ucenˇ ´ı s prodlevami. Ucitˇ se mu˚ zeˇ pohodlneˇ a tem´ eˇrˇ kdekoli prostrednictvˇ ´ım sveho´ PC nebo mo- biln´ıho telefonu. Hlavn´ım c´ılem teto´ prace´ je navrzenˇ ´ı a implementace ucˇ´ı- c´ıho softwaru tohoto druhu pro pomernˇ eˇ novy´ mobiln´ı operacnˇ ´ı system´ Android. Android je otevrenˇ y´ system´ s velmi rychle rostouc´ım trznˇ ´ım po- d´ılem (co do poctuˇ telefonu˚ vyuzˇ´ıvaj´ıc´ıch Android).[16] Veˇrˇ´ım, zeˇ se jedna´ o operacnˇ ´ı system´ s budoucnost´ı a velkym´ potencialem.´ 1 2 Uˇcen´ı Pro efektivn´ı ucenˇ ´ı je dule˚ zitˇ e´ vedˇ et,ˇ jak tento proces prob´ıha.´ Jake´ existuj´ı druhy pametˇ ´ı a jak k temtoˇ pametemˇ pristupovat.ˇ Pochopen´ım principu zapom´ınan´ ´ı lze optimalizovat proces ucenˇ ´ı a t´ım jednoduseˇ co nejv´ıce pro- dlouzitˇ casˇ pamatovan´ ´ı s co nejmensˇ´ı namahou.´ 2.1 Pamˇet’ Pametˇ ’ lze chapat´ jako ulo´ ziˇ stˇ eˇ informac´ı ciˇ jako schopnost informace ukla-´ dat, uchovavat´ a opetˇ z´ıskavat.´ Pametˇ ’ je moznˇ e´ delitˇ dle doby uchovan´ ´ı informac´ı na okamzitou,ˇ kratkodobou´ a dlouhodobou. Z pohledu pametiˇ jako uloziˇ stˇ eˇ slouzˇ´ı okamzitˇ a´ pametˇ ’ pro uchovan´ ´ı informac´ı z´ıskanymi´ nasimiˇ smysly po dobu zlomku˚ vterinˇ a nen´ı nijak zpracovav´ ana.´ K jej´ımu zpracovan´ ´ı dochaz´ ´ı azˇ v kratkodob´ e´ pameti,ˇ kde setrva´ nekolikˇ vterin.ˇ Tuto dobu lze prodlouzitˇ azˇ na nekolikˇ minut opa- kovan´ ´ım v duchu. Kratkodob´ a´ pametˇ ’ ma´ omezenou velikost (naprˇ´ıklad par´ slov, veta,ˇ telefonn´ı cˇ´ıslo...). Z kratkodob´ e´ pametiˇ se informace bud’ vytrac´ ´ı a nebo se priˇ dostatecnˇ em´ opakovan´ ´ı vstˇ epujeˇ do pametiˇ dlouho- dobe.´ Vstˇ epovˇ an´ ´ı trva´ u vetˇ sinyˇ informac´ı pribliˇ znˇ eˇ tricetˇ minut, nekterˇ ym´ vsakˇ stacˇ´ı pouze minuty, jine´ vyzadujˇ ´ı hodiny. V dlouhodobe´ pametiˇ jsou ulozenˇ e´ informace uchovav´ any´ dlouhodobeˇ (tydny,´ mesˇ ´ıce, roky azˇ trvale), avsakˇ to neznamena,´ zeˇ co je jizˇ ulozenoˇ v dlouhodobe´ pametiˇ nelze zapo- menout.[24, 25, 34, 35] 2.2 Zapom´ın´an´ı Zapom´ınan´ ´ı je ztrata´ obsahu pametiˇ casem.ˇ Mu˚ zeˇ k n´ı doj´ıt u jizˇ naucenˇ e´ nebo prav´ eˇ ucenˇ e´ informace. K jej´ı ztrat´ eˇ dochaz´ ´ı priˇ narusenˇ ´ı procesu pre-ˇ nosu do dlouhodobe´ pameti.ˇ Zapomenut´ı jizˇ naucenˇ e´ informace mu˚ zeˇ byt´ zpusobeno˚ jej´ı ztratou´ (kompletn´ımu vymizen´ı nervovych´ spojen´ı) nebo selhan´ ´ım vybaven´ı z dlouhodobe´ pameti,ˇ kdy je pametˇ ’ova´ stopa prˇ´ılisˇ slaba.´ [34, 36, 42] Prub˚ ehemˇ zapom´ınan´ ´ım v caseˇ se zabyval´ nemeckˇ y´ psycholog Her- mann Ebbinghaus, ktery´ v roce 1885 zformuloval vzorec − t R = e s kde R je pravdepodobnostˇ znovu vybaven´ı informace, e je Eulerovo cˇ´ıslo, t je casˇ a s je relativn´ı s´ıla pameti.[12]ˇ 2 2. UCENˇ ´I Obrazek´ 2.1: Krivkaˇ zapom´ınan´ ´ı podle Ebbinghause. Na uveden´ı krivceˇ (obrazek´ 2.1) je videt,ˇ zeˇ zapom´ınan´ ´ı ma´ exponecialn´ ´ı prub˚ eh.ˇ Nejrychlejsˇ´ı prub˚ ehˇ je behemˇ prvn´ıch hodin od prvn´ıho zjistˇ enˇ ´ı informace, dale´ jizˇ zapom´ınan´ ´ı nen´ı tak strme.´ Po 3 azˇ 6 dnech je pouze 10 % pravdepodobnostˇ na vzpomenut´ı si dane´ informace. 2.3 Uˇcen´ıs kartiˇckami Jedn´ım ze zpusob˚ u˚ ucenˇ ´ı je ucenˇ ´ı s kartickamiˇ (learning with flashcards). Je vyuzitoˇ podm´ınky rozkladu latky´ na co nejmensˇ´ı polozky,ˇ presnˇ ejiˇ otazku´ a odpovedˇ ’. Tyto pary´ mohou byt´ napr.ˇ vytistˇ enyˇ na pap´ır, predevˇ sˇ´ım jsou vsakˇ vyuzˇ´ıvany´ u pocˇ´ıtacovˇ ych´ programu˚ pracuj´ıc´ıch se Spaced repetition. Proces ucenˇ ´ı prob´ıha´ tak, zeˇ je studentovi predloˇ zenaˇ otazka,´ na kterou odpov´ı a nasledn´ eˇ je zobrazena spravn´ a´ odpovedˇ ’. Na zav´ erˇ student po- skytne zpetnouˇ vazbu o tom, jak teˇzkˇ e´ bylo otazku´ zodpovedˇ et.ˇ Na zaklad´ eˇ obt´ıznostiˇ ucenˇ e´ informace a predchozˇ ´ıho intervalu se vyhodnot´ı, kdy bude kartickaˇ znovu zobrazena. [33] 2.4 Uˇcen´ıs prodlevami Ucenˇ ´ı s prodlevami neboli Spaced repetition je ucebnˇ ´ı metoda zalozenˇ a´ na tzv. Spacing effect. Spacing effect je poznatek z psychologie, ktery´ do- kazuje, zeˇ lide´ si jsou schopni lepe´ zapamatovat veci,ˇ ktere´ se uciliˇ opako- vaneˇ behemˇ delsˇ´ıho casovˇ eho´ useku´ (s prodlevami), nezˇ najednou, maso- 3 2. UCENˇ ´I vou formou v kratsˇ´ım case.ˇ Jedinec zarove´ nˇ potrebujeˇ priˇ setkan´ ´ı s novou informac´ı dostatek casu,ˇ aby byl schopen prenˇ est´ poznatek do dlouhodobe´ pameti.ˇ Metoda ucenˇ ´ı s prodlevami proto pracuje nejen s opakovanym´ po- skytnut´ım informace, ale take´ upravuje velikost intervalu˚ mezi jednotlivym´ opakovan´ ´ım. [10, 33, 38] Obrazek´ 2.2: Krivkaˇ zapom´ınan´ ´ı priˇ ucenˇ ´ı s prodlevami. Delka´ intervalu mezi jednotlivymi´ opakovan´ ´ımi je zcela zasadn´ ´ı.