УТВЕРЖДАЮ Зам. директора Института кибернетики по учебной работе

УТВЕРЖДАЮ
Зам. директора Института кибернетики
по учебной работе
________________ С.А. Гайворонский
«___»_____________2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
Алгоритмы и структуры данных
НАПРАВЛЕНИЕ ООП
230400 Информационные системы и технологии
ПРОФИЛИ ПОДГОТОВКИ
Информационные системы и технологии в бизнесе
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ)
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА
КУРС 3
СЕМЕСТР 6
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ
ПРЕРЕКВИЗИТЫ
КОРЕКВИЗИТЫ
бакалавр
2011 г.
4 кредита ECTS
Б2.Б1
Б3.В.1, Б3.Б4
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
Лекции
27 час.
Лабораторные занятия
27 час.
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
54 час.
54 час.
ИТОГО
108 час.
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ
очная
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ
ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ
зачет
кафедра АиКС
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ АиКС ____________ Цапко Г.П.
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП
____________ Гайворонский С.А.
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
____________ Дмитриева Е.А.
2011 г.
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Формирование знаний и умений в области методов представления данных в памяти ЭВМ
и основных алгоритмов, оперирующих с ними, что полностью соответствует цели Ц1
ООП.
2. МЕСТО МОДУЛЯ В СТРУКТУРЕ ООП
Дисциплина «Алгоритмы и структуры данных» (Б2.В.3) входит в состав вариативной
части математического и естественнонаучного цикла дисциплин учебного плана.
Пререквизитами данной дисциплины являются: Информатика.
Кореквизиты – Программирование на языке высокого уровня, технологии
программирования.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Результаты освоения дисциплины позволят студенту:
Формируемые
компетенции в
соответствии с
ООП*
Результаты освоения дисциплины
З.2.2.2
В результате освоения дисциплины студент должен знать:
 Основных структур представления данных в ЭВМ; алгоритмов,
У.2.2.2
Результаты освоения дисциплины позволят студенту уметь:
 Разрабатывать оптимальные алгоритмы для решения поставленных
задач; формализовывать описание поставленных задач.
Результаты освоения дисциплины позволят студенту владеть:
 Разрабатывать оптимальные алгоритмы для решения поставленных
используемых для обработки структур
В.2.2.2
задач; формализовывать описание поставленных задач
В процессе
компетенции:
освоения
дисциплины
у
студентов
развиваются
следующие
1. Универсальные (общекультурные):
 владение культурой мышления; способность к обобщению, анализу,
восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения;
умение логически верно, аргументированно и ясно строить устную и
письменную речь (ОК-1 ФГОС);
 понимание социальной значимости своей будущей профессии, обладание
высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-3
ФГОС);
 владение широкой общей подготовкой (базовыми знаниями) для решения
практических задач в области информационных систем и технологий (ОК-6
ФГОС);
2. Профессиональные:


способность проводить предпроектное обследование объекта проектирования,
системный анализ предметной области, их взаимосвязей (ПК-1);
способность
разрабатывать
средства
реализации
информационных
технологий
(методические,
информационные,
математические,
алгоритмические, технические и программные) (ПК-12);
4. Структура и содержание модуля (дисциплины)
4.1 Приводится аннотированное содержание разделов модуля (дисциплины):
1. Классификация структур данных. Операции над структурами данных.
2. Типы данных линейной структуры. Типы данных линейной структуры с
прямым доступом к данным.
Типы данных линейной структуры с последовательным доступом к данным: Стеки,
Очереди, Очереди приоритетов, Дек, Связанные линейные списки, Односвязный
линейный список, Циклические списки, Двусвязный линейный список. Мультисписки.
3. Алгоритмы обработки данных линейной структуры. Сортировка. Алгоритмы
сортировка массивов: Сортировка посредством выбора, Сортировка обменом (пузырек),
Сортировка вставками, Сортировка с разделением (быстрая сортировка). Сравнение
алгоритмов сортировки массивов. Слияние сортированных последовательностей.
Поиск: Последовательный поиск, Бинарный поиск.
4. Файлы. Операции с данными на внешних носителях: Внешний поиск, Внешняя
сортировка. Сортировка прямым слиянием. Сортировка естественным слиянием.
Сбалансированное многопутевое слияние.
5. Типы данных нелинейной структуры. Деревья. Терминология деревьев.
Способы отображения деревьев. Двоичные (бинарные) деревья. Структура бинарного
дерева. Идеально сбалансированные деревья. Двоичные деревья выражений. Деревья
двоичного поиска. Операции с двоичными деревьями: поиск по дереву, алгоритмы обхода
дерева, копирование и удаление деревьев, удаление из дерева. Бинарные деревья,
представляемые массивами. Оптимальные деревья поиска.
Сбалансированные деревья. Основные определения. Узлы AVL-дерева. Включение
в сбалансированное дерево. Повороты. Удаление из сбалансированного дерева.
6. Графы. Основные понятия и определения. Способы задания графов. Алгоритмы
на графах. Поиск в глубину. Поиск в ширину.
Оптимизационные алгоритмы. Кратчайшие пути. Достижимость и алгоритм Уоршолла.
Кратчайшие пути между всеми парами вершин. Нахождение центра ориентированного
графа.
4.2 Структура дисциплины по разделам и формам организации обучения приведена в
таблице 1.
Таблица 1
Структура дисциплины
по разделам и формам организации обучения
Структура модуля (дисциплины)
по разделам и формам организации обучения
Название раздела/темы
Аудиторная работа (час)
СРС
Колл,
Итого
(час) Контр.Р.
Лекции Лабор.
Занятия
1. Классификация структур 2
2
4
8
данных.
2. Типы данных линейной 4
4
8
12
структуры
3. Алгоритмы обработки
данных линейной структуры
4. Файлы
5. Типы данных нелинейной
структуры
6. Графы
6
6
15
27
4
6
4
6
8
16
16
28
4
26
4
26
8
54
16
108
4.3 Распределение компетенций по разделам дисциплины
Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения по основной
образовательной программе, формируемых в рамках данной дисциплины и указанных в
пункте 3.
Таблица 2.
Распределение по разделам дисциплины планируемых результатов обучения
№
1.
2.
3.
Формируемые
компетенции
З.3.3.2
1
+
Разделы дисциплины
2
3
4
5
+
+
+
+
У.3.3.2
+
+
В.3.3.2
+
+
+
+
+
6
+
+
+
+
+
+
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
В таблице 2 приведено описание образовательных технологий, используемых в
данном модуле.
Таблица 3
Методы и формы организации обучения (ФОО)
ФОО
Лек Лаб. Пр. зан./ Тр*.,
ц. раб. Сем.,
Мк**
Методы
IT-методы
Работа в команде
Case-study
Игра
Методы проблемного обучения.
Обучение на основе опыта
Опережающая самостоятельная работа
Проектный метод
Поисковый метод
Исследовательский метод
Другие методы
* - Тренинг, ** - Мастер-класс
+
+
+
+
+
СРС
+
+
+
+
+
+
К. пр.
6. ОРГАНИЗАЦИЯ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ
6.1 Самостоятельную работу студентов (СРС) можно разделить на текущую и
творческую.
Текущая СРС – работа с лекционным материалом, подготовка к лабораторным
работам; опережающая самостоятельная работа; изучение тем, вынесенных на
самостоятельную проработку; подготовка к экзамену.
Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа
(ТСР) – поиск, анализ, структурирование и презентация информации по теме реферата.
Содержание самостоятельной работы студентов
Темы на самостоятельное изучение
 «Ассоциативные списки»;
 «Реорганизация списков»;
 «Построение упорядоченного списка».
 Вертикальная печать дерева;
 Бинарные Б-деревья;
 «Паросочетания графов»;
 Задача «триангуляции»;
 Задача о «рюкзаке»;
 Метод ветвей и границ.
6.3 Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм:
самоконтроль и контроль со стороны преподавателя.
Самоконтроль в обучающей программе, контроль знаний, полученных с помощью
обучающей программы.
6.2



6.4
Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Вирт, Никлаус. Алгоритмы и структуры данных : пер. с англ. / Н. Вирт. — 2-е изд.,
испр. — СПб. : Невский Диалект, 2001. — 351 с.
Уильям Топп, Уильям Форд. Структуры данных в С++: Пер. сильям Топп, Уильям
Форд. Структуры данных в С++: Пер. с англ. – М.: ЗАО «Издательство БИНОМ»,
2000. – 816 с.
Ахо Альфред В., Хопкрофт Джон, Ульман Джеффри Д. Структуры данных и
алгоритмы.: Пер. с англ.: Уч.пос. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2000. – 384 с.
7. СРЕДСТВА (ФОС) ТЕКУЩЕЙ И ИТОГОВОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА
ОСВОЕНИЯ МОДУЛЯ
7.1. Текущий контроль
Текущий контроль изучения дисциплины состоит из следующих видов:
 контроль за своевременным и правильным выполнением лабораторных работ и
сдачей отчетов;
 контроль усвоения теоретического материала – проведение контрольных работ.
По результатам проведенных видов контроля формируется допуск студента к итоговому
контролю – экзамену.
7.2. Итоговый контроль
Итоговый контроль по дисциплине осуществляется по результатам выполнения
лабораторных, контрольных работ и сдачи теоретической части зачета.
8. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
МОДУЛЯ
Перечень рекомендуемой литературы
1. Вирт, Никлаус. Алгоритмы и структуры данных : пер. с англ. / Н. Вирт. — 2-е изд.,
испр. — СПб. : Невский Диалект, 2001. — 351 с.
2. Уильям Топп, Уильям Форд. Структуры данных в С++: Пер. сильям Топп, Уильям
Форд. Структуры данных в С++: Пер. с англ. – М.: ЗАО «Издательство БИНОМ»,
2000. – 816 с.
3. Ахо Альфред В., Хопкрофт Джон, Ульман Джеффри Д. Структуры данных и
алгоритмы.: Пер. с англ.: Уч.пос. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2000. – 384 с.
Перечень дополнительной литературы
1. Трамбле Ж., Соренсон П. Введение в структуры данных: Пер.с англ. - М.:
Машиностроение, 1982. - 784 с.
2. Костюк Ю.Л. Основы алгоритмизации: Учебное пособие. - Томск: Изд.ТГУ, 1996. 124 с.
3. Орлов В.А. Теория графов и комбинаторика: Учебное пособие. - Томск: Изд.ТПИ,
1988. - 96 с.
4. Райли Д. Абстракция и структуры данных: Вводный курс: Пер.с англ. - М.: Мир,
1993. - 752 с.
5. Брой М. Информатика. Теоретическая информатика, алгоритмы и структуры
данных, логическое программирование, объектная ориентация: В 4-х частях. Ч.4/
Пер.с нем. - М.:Диалог-МИФИ, 1998. - 224 с.
6. Евстигнеев В.А. Применение теории графов в программировании/ Под ред.
А.П.Ершова. - М.: Наука. Гл. Ред. ФМЛ, 1985. - 352 с.
7. Алгоритмы и программы решения задач на графах и сетях./ Нечепуренко М.И.,
Попков В.К. и др. - Новосибирск: Наука. Сиб.отделение, 1990. - 515 с.
8. Н. Кристофидес. Теория графов. Алгоритмический подход. – М.: Мир, 1978. – 432
с.
9. Оре, Ойстин. Теория графов: пер. с англ. / О. Оре. — 2-е изд., стереотип. — М. :
Наука : Физико-математическая лит-ра, 1980. — 336 с. ил.
10. Пападимитриу, Христос Х. Комбинаторная оптимизация; Алгоритмы и сложность:
пер. с англ. / Х. Х. Пападимитриу, К. Стайглиц ; Пер. В. Б. Алексеева. — М. : Мир,
1985. — 510 с. : ил.
11. М.Свами, К.Тхуласираман. Графы, сети и алгоритмы. – М.: Мир, 1984. – 454 с.
12. Ф.Харари. Теория графов. – М.:Мир, 1973. – 300 с.
13. Кондратьева С.Д. Введение в структуры данных: лекции и упражнения по курсу. –
М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2000. – 376 с.
Программное обеспечение и Internet-ресурсы
Среда программирования на языке С++.
9. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МОДУЛЯ
Лабораторные работы выполняются в компьютерном классе, оснащенном 22-мя
компьютерами.
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями
ФГОС по направлению 230400 «Информационные системы и технологии»
Программа одобрена на заседании кафедры АиКС
(протокол №
от « »
2011 г.).
Автор
Дмитриева Е.А.
Рецензент
Кочегурова Е.А.