#set page("a4", margin: 20mm)
#set heading(numbering: "1.")
#show heading: block.with(below: 1.5em)
#set text(lang: "sl")
#show link: set text(blue)
#import "@preview/fletcher:0.5.8" as fletcher: diagram, edge, node
#import fletcher.shapes: chevron, house, pill

#let note(content) = rect(stroke: 0.5pt, width: 100%, fill: green.lighten(50%), content)

#include "git-figure.typ"

#align(center)[
#set text(size:2em)
*Git za matematike*
]
#v(2em)

Naučili se bomo, *kako Git deluje*. Spoznali bomo, da so v ozadju Gita 
*vsebinsko naslovljiva shramba podatkov*, *Merklejeva drevesa* in *usmerjeni aciklični grafi*.

*Cilj:* Razumeti _logiko_ Gita. Ko razumemo, kaj je v ozadju, lahko operacije, kot so `merge`,
`rebase` in `reset`  preporsto razložimo s preoblikovanjem grafa in premikanjem kazalcev po grafu.

*Čas branja:* 30 min

= Kaj je Git?

#link("https://git-scm.com/")[Git] je kot *časovni stroj* za datoteke. Uporabniku omogoča, da vidi *pretekle različice* datotek,
sprememinja datoteke, *brez skrbi, da bi kaj pokvaril* in datoteke *deli z drugimi*. Poleg časovnega stroja je 
Git *razpršeno skladišče datotek*. Omogoča, da datoteke *hkrati ureja več uporabnikov* na različnih računalnikih in 
kasneje spremembe *združi*.

Git hrani vsebino direktorija z datotekami in celotno zgodovino različic datotek iz preteklosti.
Za vsako različico hrani Git zapis o avtorju, datumu in opis sprememb, ki so nastale v primerjavi s predhodno 
različico. Vse te imformacije dajejo podroben pregled nad zgodovino sprememb.
#note[
Sisteme, ki omogočajo hranjenje preteklih različic datotek, imenujemo 
#link("https://en.wikipedia.org/wiki/Version_control")[sistemi za nadzor različic] (angl. version control system (VCS)) ali 
_sistemi za upravljanje z izvorno kodo_ (angl. Source Code Management (SCM)).
  
Poleg nadzora različic Git omogoča hkratno spreminjanje datotek več uporabnikov na različnih računalnikih. 
Zato je Git #link("https://en.wikipedia.org/wiki/Distributed_version_control")[distribuiran sistem za nadzor različic] 
(angl. Distributed Version Control System (DVCS)).
]

V nadaljevanju bomo obravnavali nasledjne teme:
- _Podatkovno skladišče:_ Kako Git uporablja #link("https://sl.wikipedia.org/wiki/Zgo%C5%A1%C4%8Devalna_funkcija")[zgoščevalno funkcijo]
 in #link("https://en.wikipedia.org/wiki/Merkle_tree")[Merklejeva drevesa] za hranjenje posnetkov vsebine direktorija.
- _Zgodovina sprememb:_ Kako zgodovino predstavimo z #link("https://en.wikipedia.org/wiki/Directed_acyclic_graph")[usmerjenim acikličnim grafom], 
  v katerem so vozlišča različice in ki povezuje različice z njihovimi neposrednimi predhodniki.
- _Reference_: Kako preproste reference (kazalci) na vsebino omogočajo bliskovito 
  preklaplanje med različicami in preprečijo popolno zmešnjavo, ko več ljudi hkrati spreminja iste datoteke.

= Podatkovno skladišče


== Git repozitorij

Git repozitorij je direktorij v katerem je poddirektorij `.git`, ki vsebuje vso zgodovino sprememb in ostale podatke,
ki jih Git potrebuje.

== Vnos: posnetek stanja
Osnovna enota v Gitu je  *vnos* (angl. *commit*). Vnos je posnetek stanja zabeleženih datotek v trenutku,
ko je bil ustvarjen. Poleg vsebine datotek vsak vnos vsebuje še metapodatke o avtorju, datumu vnosa in opisom
sprememb. Vsakemu vnosu je prirejena *zgoščena vrednost vnosa* (angl. *hash*), ki je 40-mestna heksadecimalna vrednost,
izračunana s SHA-1, in je natanko določena z vsebino shranjenih datotek in metapodatkov vnosa.
#note[Git obravnava podatke v repozitoriju  kot *posnetke stanja* in ne zgolj kot zaporedje *sprememb*. To je ena glavnih razlik med Gitom in predhodnimi sistemi za upravljanje različic (glej #link("https://git-scm.com/book/en/v2/Getting-Started-What-is-Git%3F")[Kaj je Git?]).]

Vnose in vsebino datotek hrani Git v #link("https://git-scm.com/book/en/v2/Git-Internals-Git-Objects")[skladišču objektov].
Do objektov v skladišču lahko dostopamo, če poznamo njihovo _zgoščeno vrednost_. Objekti, ki jih Git hrani v skladišču
so *vnosi*, *posnetki direktorijev* in *posnetki posameznih datotek*.
#figure(
  table(
    columns: 1,
    [*zgoščena vrednost*: 8dd6d4bdaeff93016bd49474b54a911131759648],
    ```
    tree 65c47feec7465e80492620a48206793e078702e0
    parent 16f2994757f1213935b8edb9ae7fee3a8e9ec98d
    author MV <mv@example.com> 1765235698 +0100
    committer MV <mv@example.com> 1765235698 +0100

    Dodaj bla
    ```,
    stroke: 1pt,
    align: left,
  ),
  caption: [Primer vnosa v Gitu. Vnos vsebuje zgoščeno vrednost posnetka direktorija(`tree`), zgoščeno vrednost
    starševskega vnosa (`parent`) in metapodatke. Tudi sam vnos je natančno določen z zgoščeno vrednostjo.],
)
Posnetki direktorijev so v Gitu posebne vrste objekti tipa `tree`. Vsebujejo zgoščene vrednosti in metapodatke o
datotekah in direktorijih, ki jih vsebuje.
#figure(
  table(
    columns: 1,
    stroke: 1pt,
    [*zgoščena vrednost*: `d934342ca420dd0d9828782c7103103f2922d2a6`],
    ```
    100644 blob 76018072e09c5d31c8c6e3113b8aa0fe625195ca    bar.txt
    100644 blob ba0e162e1c47469e3fe4b393a8bf8c569f302116    foo.txt
    040000 tree 3b8bfca88b2cc4127ce5909eb3a7395e8b5f2b6a    podmapa
    ```,
  ),
  caption: [Primer posnetka direktorija v Gitu (objekt tipa `tree`). Posnetek vsebuje zgoščene vrednosti datotek in direktorija, ki jih vsebuje. Uporaba zgoščenih vrednosti natančno določa vsebino posnetka direktorija.],
)
#note[
Skladišča objektov v Gitu je 
#link("https://en.wikipedia.org/wiki/Content-addressable_storage")[skladišče vsebinsko naslovljivih objektov]. 
Dostop do objekta je mogoč, če poznamo *zgoščeno vrednost* njegove vsebine. To pomeni, da je referenca na 
posamezen objekt v Gitu preprosto zgoščena vrednost(angl. hash) vsebine tega objekta. Po drugi strani je
vsebina objekta določena z njegovo zgoščeno vrednostjo. To pomeni, da lahko enostavno preverimo verodostojnost vsebine, ki je shranjena v Gitu. Git hrani skladišče objektov v direktoriju `.git/objects`.
] 

= Zgodovinski graf sprememb  
Posamezni vnosi so povezani v *usmerjen acikličen graf (DAG)*, ki predstavlja zgodovino sprememb. 
Vsak *vnos* je *vozlišče* v grafu. Vsak vnos izhaja iz enega ali več starševskih vnosov. Izjema je prvi vnos. 
*Povezave* v grafu povezujejo vnose z njihovimi starši.

#figure(
  diagram(node-stroke: 1pt, node-shape: pill, {
    let (Ah, Bh, Ch, Dh, Eh, Fh, Gh) = ("d93434", "2ca420", "dd0d98", "28782c", "710310", "3f2922", "d2a671")
    let (A, B, C, D, E, F, G) = ((0, 0), (1, 0), (2, 0), (3, 0), (4, 0), (2, 1), (3, 1))
    node(A, raw(Ah))
    node(B, raw(Bh))
    node(C, raw(Ch))
    node(D, raw(Dh))
    node(E, raw(Eh))
    node(F, raw(Fh))
    node(G, raw(Gh))
    edge(B, A, "->")
    edge(C, B, "->")
    edge(D, C, "->")
    edge(E, D, "->")
    edge(G, F, "->")
    edge(F, B, "->")
    edge(D, F, "->")
  }),
  caption: [Vnosi v Gitu kot usmerjen graf. Vsak vnos(razen prvega) ima povezavo na vnose iz katerih izhaja.],
)

= Kazalci: veje in značke

Poleg objektov kot so _vnosi_, _posnetki direktorijev_ in _posnetki datotek_ pozna Git še reference. Reference so kazalci z določenim imenom na posamezen vnos.

#figure(
  diagram(node-stroke: 0.5pt, {
    node((2, -1), [main], shape: chevron, name: <main>)
    node((-1, 0), [`e23d19`], shape: pill, name: <commit1>)
    node((0, 0), [`3943eb`], shape: pill, name: <commit2>)
    node((1, 0), [`98ff21`], shape: pill, name: <commit3>)
    node((2, 0), [`4e96a1`], shape: pill, name: <commit4>)
    node((0, 1), [v-1.0], shape: chevron.with(dir: left), name: <tag>)
    edge(<commit2>, <commit1>, "->")
    edge(<commit3>, <commit2>, "->")
    edge(<commit4>, <commit3>, "->")
    edge(<main>, <commit4>, "->")
    edge(<tag>, <commit2>, "->")
  }),
  caption: [Veja (angl. branch) ali značka(angl. tag) je preprost kazalec na posamezen vnos(angl. commit). ],
)

Referenc Git ne hrani v skladišču objektov, temveč posebej v direktoriju `.git/refs`. Zato so reference vezane na posamezen repozitorij in se lahko razlikujejo med različnimi kloni določenega repozitorija.

*Veja* (angl. *branch*) je posebne vrste referenca, ki se premika, ko dodajamo nove vnose. Vsakič ko ustvarimo nov vnos, se trenutno aktivna veja premakne na novo ustvarjeni vnos.

*Značka* (angl. *tag*) je referenca, ki je statična in se ne premika več, ko jo enkrat ustvarimo.

#figure(
  diagram(node-stroke: 0.5pt, {
    node((1, -1), [main], shape: chevron, name: <main-old>, stroke: (dash: "dotted"))
    node((-1, 0), [`e23d19`], shape: pill, name: <commit1>)
    node((0, 0), [`3943eb`], shape: pill, name: <commit2>)
    node((1, 0), [`98ff21`], shape: pill, name: <commit3>)
    node((2, 0), [`4e96a1`], shape: pill, name: <commit4>, stroke: blue)
    node((2, -1), [main], shape: chevron, name: <main>)
    node((1, 1), [v-1.0], shape: chevron, name: <tag>)
    edge(<commit2>, <commit1>, "->")
    edge(<commit3>, <commit2>, "->")
    edge(<commit4>, <commit3>, "->", stroke: blue)
    edge(<main-old>, <commit3>, "->", stroke: (dash: "dotted"))
    edge(<tag>, <commit3>, "->")
    edge(<main>, <commit4>, "->")
  }),
  caption: [Ko ustvarimo nov vnos, se aktivna veja `main` premakne naprej, značka `v-1.0` pa ostane tam, kjer je bila. ],
)

#note[
  Veje in značke nimajo v Gitu nobenega posebnega pomena, razen tega, da so reference na vnose. Pomen posamenznih vej je stvar dogovora med uporabniki. Tako se pogosto uporablja različne veje za različne namene: `main` ali `master` je navadno glavna veja razvoja, veje z imeni `stable`, `production`, `development` in podobno označujejo različne stopnje razvoja programske opreme, veje s predpono `feature-` označujejo razvoj novih funkcionalnosti.

  Vse te pomene damo vejam ljudje, ki sodelujemo v nekem Git repozitoriju. Za Git so vse veje in značke zgolj preprosti kazalci na določen vnos.
]

*HEAD* je posebna referenca, ki kaže na trenutno aktiven vnos. Vnos, na katerega kaže _HEAD_ bo starševski vnos naslednjeg vnosa, ki ga bomo dodali.

#figure(
  diagram(node-stroke: 0.5pt, {
    node((-1, 0), [`e23d19`], shape: pill, name: <commit1>)
    node((0, 0), [`3943eb`], shape: pill, name: <commit2>)
    node((1, 0), [`98ff21`], shape: pill, name: <commit3>)
    node((2, 0), [`4e96a1`], shape: pill, name: <commit4>, stroke: (dash: "dotted"))
    node((1, -1), [main], shape: chevron, name: <main>)
    node((1, 1), [HEAD], shape: chevron, name: <head>)
    node((2, 1), [index], shape: rect, name: <index>, stroke: (dash: "dotted"))

    edge(<commit2>, <commit1>, "->")
    edge(<commit3>, <commit2>, "->")
    edge(<commit4>, <commit3>, "->", stroke: (dash: "dotted"))
    edge(<index>, <commit4>, "->", stroke: (dash: "dotted"))
    edge(<head>, <commit3>, "->")
    edge(<main>, <commit3>, "->")
  }),
  caption: [*HEAD* je referenca na trenutno aktiven vnos/vejo.],
)

== Delo z Git

Opis dela z Gitom presega namen tega dokumenta. Zato vas raje preusmerimo na uradno dokumentacijo:

#align(center, text(size: 1.5em)[https://git-scm.com/cheat-sheet])


== Povzetek
Samostalniki:
- *Vnos* (angl. *commit*) je posnetek trenutnega stanja projekta, shranjen kot vozlišče v zgodovinskem grafu (DAG), ki vsebuje spremembe datotek ter metapodatke (avtor, čas, sporočilo).
- *Zgoščena vrednost vnosa* (angl. *commit hash*) je 40-mestna heksadecimalna vrednost, izračunana s SHA-1, ki enolično identificira vnos na podlagi njegove vsebine.
- *Veja* (angl. *branch*) je premična oznaka, ki kaže na določen vnos v zgodovini in se samodejno premakne naprej, ko dodajamo nove vnose. Veje omogočajo vzporedne razvojne linije z različnimi spremembami.
- *Oznaka* (angl. *tag*) je statična oznaka, ki trajno kaže na določen vnos. Za razliko od veje se oznaka, nikoli ne premika samodejno, zato se uporablja predvsem za označevanje pomembnih točk v zgodovini, kot so izdaje ali stabilne verzije.
- *Delovna kopija* (angl. *workout copy*) je direktorij v katerem urejamo datoteke, ki jih nato vnesemo v Git. V delovni kopiji imajo na začetku datoteke isto vsebino kot je vsebina trenutno aktivnega vnosa (`HEAD`). Spremembe, ki jih naaredimo na delovni kopiji lahko zabeležimo v nov vnos.
- *Oddaljen repozitorij* (angl. *remote*) je povezava(url) na oddaljen repozitorij, s katerim izmenjujemo vsebino.

Glagoli (akcije):
- *Checkout* prenese vsebino vnosa v delovno kopijo: `git checkout neka-veja`
- *Commit* ustvari nov vnos: `git commit -m 'Sporočilo'`
- *Add* doda vsebino, ki bo v naslednjem vnosu: `git add dodaj_me.txt`
- *Pull* poberi vsebino iz oddaljenega repozitorija in uskladi lokalno vejo z oddaljeno: `git pull`
- *Push* potisni lokalne vnose na oddaljeni repozitorij in uskladi oddaljeno vejo z lokalno: `git push`
- *Fetch* pobere nove vnose, veje in oznake iz oddaljenega repozitorija: `git fetch`
- *Reset* spremeni kam kaže trenutno izbrana veja: `git reset a239f9e91`
- *Merge* ustvari nov vnos, ki združi dve ločeni veji v eno: `git merge main`
- *Rebase* prestavi vnose v trenutno izbrani veji na izbran vnos: `git rebase main`


Opis dela z Gitom presega namen tega dokumenta. Zato vas raje preusmerimo na uradno dokumentacijo:

#align(center, text(size: 1.5em)[https://git-scm.com/cheat-sheet])

Pri pripravi dokumenta sem uporabil Gemini 3. Vse odgovore sem preveril in uredil po svoje.

Sledi še skica, ki povzame vse komponente Git repozitorija.
#include "git-figure.typ"