Automatizace ve fyzice: úvodní hodina

Petr Čermák

2026-10-09

Info

Připojte se!

cermak.science/teaching/automation/lectures/01-uvod/presentation.html

Úvodní informace

• Web cvičení: cermak.science/teaching/automation/
• Podmínky zápočtu:
  • Překonání hard problému, nebo
  • Vyřešení 3/4 domácích úkolů

• Konzultace:
  • discord (nejrychlejší)
  • mail (klasika)
    
  • osobní setkání (kancelář mám na Karlově)

Automatizace - proč?

• Zjednodušení práce - od kdy je to efektivní?
• Reprodukovatelnost
• Přenositelnost
• F.A.I.R. principy

AI

• Agent dostane cíl, ne postup: sám napíše skript, spustí ho, přečte chyby a opraví ho
• Běží nepřetržitě, hlídá měření, reaguje na poruchy, plánuje úlohy
• Agentní systémy typu Hermes Agent nebo OpenClaw: self-hosted, s pamětí a vlastními „skills“, ovládané z chatu.

Programovací jazyk?

• V době AI už je skoro jedno, v čem se programuje - kód často napíše AI
• Co je ale potřeba:
  • Rozumět, co kód dělá - umět ho číst, ověřit a otestovat; za výsledek odpovídáte vy
  • Verzovat - git, malé kroky, změny od AI jde vždy vrátit
  • Chápat, co je možné - znát knihovny, nástroje a limity, umět úlohu dobře zadat

V kurzu: Python

• Čitelný, populární ve vědě a AI, spousta knihoven - a AI v něm píše nejlépe
• Excel, Julia, R… taky fajn, princip je stejný

AI zdarma: e-INFRA CZ

• AI as a Service od CERIT-SC - velké jazykové modely (Kimi, GLM, DeepSeek, Qwen) na českých serverech
• Pro uživatele MetaCentra (účet zdarma pro české akademiky a studenty)
• Chat přes web: chat.ai.e-infra.cz
• OpenAI-kompatibilní API - jde napojit na VS Code, Claude Code, Codex…

VS Code + Zoo-Code (nejjednodušší, vše se nastaví v GUI)

1. API klíč: chat.ai.e-infra.cz → Settings → Account → API keys
2. VS Code: Ctrl+Shift+X → najít Zoo-Code → Install
3. Zoo-Code → Settings → Providers:
   • API Provider: OpenAI Compatible
   • Base URL: https://llm.ai.e-infra.cz/v1
   • API Key: váš klíč, Model: coder (nebo agentic)

Verzování

Git?

• Ukládání kódu
• Verzování
• gitlab.mff.cuni.cz

CI/CD ?

• Continuous Integration / Continuous Deployment
• Naměřím výsledky
• script je automaticky zpracuje
• gitlab!

Opakování

Co umíme? 1

1+1

2

2+3*4+1

15

2+3 * 4 +1

15

(2+3)*(4+1)

25

2**10

1024

2**100

1267650600228229401496703205376

Co umíme? 2

a = 5
b = 3
print(f"Výsledek je {a+b=}")

Výsledek je a+b=8

Co umíme? 3

numbers = [12, 34, 56, 78, 90]
total = 0

for num in numbers:
    total += num

average = total / len(numbers)
print(f"Průměr: {average}")

Průměr: 54.0

average = sum(numbers) / len(numbers)
print(f"Průměr: {average}")

Průměr: 54.0

import numpy as np
print(f"Průměr: {np.mean(numbers)}")

Průměr: 54.0

Navažujeme prvky

from periodictable import formula
f = formula("Cu3P")
mass = 15   # mass in g
for k,v in f.mass_fraction.items():
  print(f"{str(k) : >2}{v*mass:9.4f}g")

Cu  12.9035g
 P   2.0965g

Znáte rychlejší způsob?

GIT

Co to je?

“git” can mean anything, depending on your mood.

• random three-letter combination that is pronounceable, and not actually used by any common UNIX command. The fact that it is a mispronounciation of “get” may or may not be relevant.
• stupid. contemptible and despicable. simple. Take your pick from the dictionary of slang.
• “global information tracker”: you’re in a good mood, and it actually works for you. Angels sing, and a light suddenly fills the room.
• “goddamn idiotic truckload of sh*t”: when it breaks

Zdroj: Původní readme file gitu

Jak to použít

Využití pro:

• ukládání kódu
• latex
• obrázky (limitovaně)
• data (limitovaně)

Umožňuje

• verzování
• větvení
• kdo co změnil

Instalace gitu

• Nejjednodušší: nainstalovat VS Code
  • záložka Source Control nabídne doinstalování gitu, pokud chybí
  • Windows: odkaz na git-scm.com
  • macOS: nabídne instalaci Command Line Tools
  • Linux: sudo apt install git
• Nápověda: zeptejte se AI, nebo git help [add/commit/config...]

Distribuované verzování (git)

• Např: git, mercurial
• clone a pull
  • zkopíruje se celá větev, včetně celé historie
  • máme stejná data jako na serveru
• většina operací se děje lokálně
  • stage, commit, branch
  • máme vlastní historii u sebe
• Když je hotovo, provede se “push” na server
  • synchronizují se změny, řeší se konflikty

Snapshoty

• Git si dělá snapshoty
  • nezměněné fily jsou jen jako odkazy
  • trochu více dat
  • mnohem rychlejší porovnávání

Jak to funguje

• Každý repozitář má soubory v několika oblastech
  • committed - uložená, verzovaná
  • working copy - rozpracované soubory
  • staging area - soubory připravené ke commitu
• Commit udělá snapshot ze všech souborů ve staging area
• Commity se značí hashem (SHA-1), často se vypisuje jen prvních 7 znaků

. . .

Pracujeme stylem: modify -> stage -> commit

Úvodní nastavení

• Nastavení jména a emailu (nutné!!)

git config --global user.name "John Rambo"
git config --global user.email [email protected]

• Nano vs vim - nastavte si editor

git config --global core.editor nano

• Zkontrolujte nastavení

git config --list

Lokální nastavení je uloženo ve filu .git/config

Vytvoření repozitáře

• 1. Vytvoření nového repozitáře
  • bez -m by se otevřel editor

git init
git add test.py
git add .
git commit -m "První commit"

• 2. klonování existujícího repa (remote)
  • vytvoří nový adresář folder

git clone url folder

Git příkazy

příkaz
git clone url [dir]	zkopíruje vzdálené repo na lokální disk
git add [file]	přidá soubor(y) do staging area (tečka přidá vše)
git commit	vytvoří snapshot ze souborů ve staging
git status	zobrazí stav repozitáře, jaké soubory jsou kde atd.
git diff	zobrazí změny v souborech
git help	nápověda
git pull	stáhne data z remote (fetch) a zkusí je mergnout
git push	odešle změny na remote

další: init, reset, branch, checkout, merge, log, tag, …

Jak funguje zpět?

• Nepřidal jsem file do stage

git status               # zobrazí stav
git diff test.py         # zobrazí změny
git checkout -- test.py  # vrátí změny k poslednímu commitu
git reset --hard         # vrátí vše na poslední commit

Jak funguje zpět?

• Přidal jsem file do stage

git restore --staged test.py  # vyndá ze stage, nechá změny
git reset               # vyhodí vše ze stage, nechá změny
git reset HEAD test.py  # vyhodí ze stage a smaže změny
git stash         # uloží stage na jindy (jen lokálně)

• Už jsem file commitnul
  • google it, třeba zde
  • zachovávejte historii (není podmínkou jako v mercurial)

Větvení - tam začíná zábava

git branch name        # založí novou větev
git branch             # vylistuje lokální větve
git checkout [branch]  # přepne HEAD na branch
git merge [a]          # mergne [a] do aktuální větve

• Při mergování je třeba ošetřit konflikty

Větvení - tam začíná zábava

git branch testing

Větvení - tam začíná zábava

git branch testing

Větvení - tam začíná zábava

git checkout testing

Větvení - tam začíná zábava

vim test.py
git commit -a -m 'Změna je život'

Větvení - tam začíná zábava

git checkout master
vim test.py
git commit -a -m 'Jiná změna'

CI / CD

Co to je?

• Continuous Integration
  • automatické testování kódu
  • code review od kolegů
  • po schválení merge do jiné větve
  • více na programování
• Continuous Delivery
  • Instalace nových verzí software
• Využijeme je na automatizaci

Gitlab

• open source platforma jako github
• custom hosted: gitlab.mff.cuni.cz
• merge request
• CI/CD workflows –> to použijeme

Spouštění CI/CD

• Definováno v hlavním adresáři (skrytý soubor .gitlab-ci.yml)
• Commit vede ke spuštění pipeline
• Pipeline má jednu nebo více fází (stage)
• Fáze má jeden nebo více úkolů (job)
• Každý úkol je přiřazen runneru, který provádí požadované příkazy
• Pokud všechny úkoly uspějí, fáze pipeline uspěje a další fáze začne. V opačném případě selže fáze a celá pipeline se zastaví.
• Výsledky pipeline jsou zaznamenány a v případě selhání je odeslán e-mail.

Příklad

stages:
  - evaluate

check-fruit:
  stage: evaluate
  before_script:
    - apk add jq
  script:
    - echo "Downloading datafiles"
    - wget https://filesamples.com/samples/code/json/sample1.json
    - echo "Check available fruits"
    - jq -c '.[]' sample1.json | while read i; do echo $i >> output.txt; done
  artifacts:
    paths:
      - output.txt

DISKUSE

Otázky:

• Vyhovuje vám čas?
• Co si představujete, že vám předmět přinese?
• Na co byste se chtěli zaměřit?
  • git, gitlab, CI/CD
  • python, jupyter, quarto
  • zpracování obrazu (opencv)
  • optimalizace (bayesovská, knihovny)
  • ros (komunikujeme s roboty)
  • F.A.I.R. - jak ukládat data