算法分析与设计以大学生程序设计竞赛为例课程设计
算法分析与设计课程(本科)教学大纲
算法分析与设计课程（本科）教学大纲一、课程编号二、课程类别：选修课三、先修课程：程序设计、数据结构四、适用专业：计算机科学与技术，信息安全五、课程学分/学时： 2.5学分/40学时六、课程的性质与任务：计算机科学是一种创造性思维活动，其教育必须面向设计。
计算机算法分析与设计是面向设计的，因此，它是计算机科学和计算机应用的核心。
无论是计算机系统、系统软件和解决计算机的各种应用课题都可归结为算法的设计。
通过本课程的学习，使学生掌握计算机领域中许多常用的非数值的精确的描述：分治法、贪心法、动态规划、回溯法等。
并掌握算法分析的方法。
从而将学生分析问题和解决问题的能力提高到高层理论的高度。
七、教学主要内容及学时分配(一）、引论（4学时）1.算法的定义及其特点2.算法分析的方法(二）、分治法（8学时）1.分治法的思想2.二分检索、归并分类法、快速分类法及其它们的算法分析3.Strassen矩阵乘法4.其他问题(三）、贪心方法（6学时）1.贪心方法的思想2.背包问题、最小生成树、单源最短路径问题3.其他问题(四）、动态规划（6学时）1.动态规划的思想2.多段图、每队节点之间的最短路径、0/1背包问题和货郎担问题3.其他问题(五）、基本检索与周游方法（4学时）1.二元树周游、树周游、图的检索和周游的一般方法(六）、回溯法（6学时）1.回溯法的思想2.8-皇后问题、背包问题3.以上算法的算法分析4.其他问题(七）、N P难度和NP完全问题（2学时）1.NP难度和NP完全概念(八）、其他有关方法简介（4学时）1.常见概率算法2.并行算法基本概念3.其它相关知识八、教学基本要求(一）、掌握算法的定义及其特点；掌握算法分析的方法。
(二）、掌握分治法的思想；重点掌握二分检索、归并分类法、快速分类法及其它们的算法分析；了解Strassen矩阵乘法。
(三）、掌握贪心方法的思想；理解背包问题、最小生成树、单源最短路径问题；理解以上算法的算法分析。
基于ACM的《算法设计与分析》教学改革研究
合 能 力和教 学质 量 。
关 键 词 ： 法 教 学模 式 算 中 图分 类 号 ： Ｇ６
可 以 在 自主 探 索 的过 程 中掌 握 算 法 分 析方 法 和 常 见 的 算 法 设 计 策略 ， 应 用 到 实 际 并 问 题 ， 样 的 考 核 考 察学 生 的 实 践 能 力 ， 这 大 部 分 学 生 注 重 学 习过 程 ， 效 的 提 高 学 生 有 的创新能力和实践能 力。 （ ） 组 培 养 团 队 意识 和 协 作 能 力。 ５分 为 了 培 养 学 生 的 团 队 意 识 和 协 作 能 力 ， 每 个 竞 赛 单 元 前 后 ， 照Ａｃ 的 组 在 按 Ｍ 织方 式 ， 据 相 互特 长 ， 们 将 若干 名 学生 根 我 分 成 一 个 小 组 ， 照 “ 脑 风 暴 ” 方 法 一 按 头 的 起 讨 论 问 题 和 交 流解 决 问 题 的 心 得 。 讨论 问题 的 同 时 ， 生又 会 提 出新 的 问题 ， 阅 学 查 相 关资 料 主 动 学 习 ， 新 的 想 法 可 以 一 起 有 交 流 ， 的 知 识 和 方 法 也 给 老 师 带 来 了新 新 的 教 学 内 容 和 视 野 。 样 协 作 学 习的 方 式 这 提 高 了学 习 的效 率 ， 更提 高 了教 学 效 果 。 基于 Ａｃ 的 教 学 改 革 ， 效 的 提 高 了 Ｍ 有 学生 的综 合能 力 ， 到 了学生 的认 可。 得 算 法近 ２ 通过率 ｌ ０ ， 生在 全 国赛 ， 年 ％ 学 ０ 省 赛 中 多 次 获 奖 ， 以 后 的 教 学 提 供 了 较 为
计算机算法设计与分析第三版华中科技大学课程设计
计算机算法设计与分析第三版华中科技大学课程设计简介计算机算法设计与分析是一门重要的计算机科学基础课程，旨在帮助学生掌握算法设计与分析的基本方法和技巧，以及能力和素养。
本文档主要介绍华中科技大学计算机学院关于计算机算法设计与分析第三版的课程设计。
设计目的与意义在计算机科学与技术领域中，算法设计与分析是必不可少的技能。
本次课程设计旨在帮助学生更好地掌握这一技能，培养其解决实际问题的能力和创新思维。
具体来说，本课程设计的目的和意义包括：1.培养学生掌握算法设计和分析的基本方法和原理。
2.帮助学生掌握基本数据结构和算法的实现。
3.促进学生通过实践掌握各种算法的实际应用。
4.加强学生的团队合作能力和创新意识。
设计内容本次课程设计的主要内容是设计和实现一个算法，要求学生通过小组协作完成。
具体要求如下：1.组成1-3人的小组；2.自主设计一个算法，注意必须是创新性的，并要求主体思路清晰、关键步骤明确、正确性可靠；3.在算法设计的过程中体会算法分析的重要性，在实现过程中体现时间与空间复杂度的控制；4.设计并实现一个可以泛用的软件程序，用于演示各种数据集的实现过程和结果输出等；5.材料、可以的软件程序都可以参考课堂提供的学习资料，但需要体现出数学计算、算法分析的过程和结论，要求学生在合理使用资料的前提下，自主思考和解决问题。
设计流程设计流程如下：第一阶段：确定算法在本阶段，学生应该自主思考和讨论，确定一个合适的算法，并撰写算法设计文档。
可以参考课堂上相关的算法设计和分析内容，同时根据自己的思考和理解，结合实际应用场景，设计一种创新性的算法。
第二阶段：算法实现在本阶段，学生应该根据算法设计文档，完成软件程序的实现。
需要注意的是，在实现过程中，要注重时间复杂度和空间复杂度的控制，并进行相应的测试和优化。
第三阶段：数据测试在本阶段，学生应该使用不同的数据集对已实现的算法进行测试，并进行相应的测试结果分析和总结。
同时，要考虑对应不同场景的应用性能和效果。
《算法设计与分析》课程简介
算法分析与设计
(DesignandAna1ysisofA1gorithms)
总学时：48学时理论：48学时实验（上机、实习等）：0学时
学分:3
课程主要内容：
算法分析与设计是计算机专业的一门限选专业课程，是计算机科学与技术应用的核心。
它主要介绍了：贪心算法，动态规划，基本检索与周游方法，回溯法等几种常用算法。
设立本课程的是为了适应21世纪我国计算机科学技术及软件工程人才培养的需要，培养学生设计和分析算法的能力。
通过学习本课程，学生应比较系统地掌握算法设计的基本方法，加深对计算机领域中常用的非数值算法的理解和应用，并可以对算法的复杂性进行分析，从而能够在实际工作中根据具体问题设计和优化算法。
先修课程：
《高等数学》、《线性代数》、《程序设计语言》及《数据结构》。
适用专业：
计算机科学与技术
教材：
王晓东.《计算机算法设计与分析》（第1版）.北京：电子工业出版社，2001
教学叁考书：
[1]宋文，吴晟，杜亚军.《算法设计与分析》.重庆：重庆大学出版社，2001
[2]宋晏.《计算机算法基础》.北京：中国电力出版社，2003。
《计算机算法设计与分析》课程设计
《计算机算法设计与分析》课程设计用分治法解决快速排序问题及用动态规划法解决最优二叉搜索树问题及用回溯法解决图的着色问题一、课程设计目的：《计算机算法设计与分析》这门课程是一门实践性非常强的课程，要求我们能够将所学的算法应用到实际中，灵活解决实际问题。
通过这次课程设计，能够培养我们独立思考、综合分析与动手的能力，并能加深对课堂所学理论和概念的理解，可以训练我们算法设计的思维和培养算法的分析能力。
二、课程设计内容：1、分治法：（2）快速排序；2、动态规划：（4）最优二叉搜索树；3、回溯法：（2）图的着色。
三、概要设计：分治法—快速排序：分治法的基本思想是将一个规模为n的问题分解为k个规模较小的子问题，这些子问题互相独立且与原问题相同。
递归地解这些子问题，然后将各个子问题的解合并得到原问题的解。
分治法的条件：（1) 该问题的规模缩小到一定的程度就可以容易地解决；（2) 该问题可以分解为若干个规模较小的相同问题，即该问题具有最优子结构性质；（3) 利用该问题分解出的子问题的解可以合并为该问题的解；（4) 该问题所分解出的各个子问题是相互独立的，即子问题之间不包含公共的子子问题。
抽象的讲，分治法有两个重要步骤：（1）将问题拆开；（2）将答案合并；动态规划—最优二叉搜索树：动态规划的基本思想是将问题分解为若干个小问题，解子问题，然后从子问题得到原问题的解。
设计动态规划法的步骤：（1）找出最优解的性质，并刻画其结构特征；（2）递归地定义最优值（写出动态规划方程）；（3）以自底向上的方式计算出最优值；（4）根据计算最优值时得到的信息，构造一个最优解。
●回溯法—图的着色回溯法的基本思想是确定了解空间的组织结构后，回溯法就是从开始节点（根结点）出发，以深度优先的方式搜索整个解空间。
这个开始节点就成为一个活结点，同时也成为当前的扩展结点。
在当前的扩展结点处，搜索向纵深方向移至一个新结点。
这个新结点就成为一个新的或节点，并成为当前扩展结点。
算法分析与设计教学大纲
算法分析与设计教学大纲一、课程概述二、预修条件1.数据结构基础知识。
2.编程语言基础。
三、授课目标1.掌握算法分析的基本方法和工具。
2.理解常见算法的设计思想和实现技巧。
3.能够独立设计、实现和优化算法解决实际问题。
四、教学内容1.算法基础知识（1）算法的概念和分类（2）算法分析的基本概念和方法（3）复杂度分析（4）递归与递归算法（5）分治法与减治法2.基本算法设计（1）贪心算法（2）动态规划算法（3）回溯算法3.高级算法设计（1）图算法：最短路径、最小生成树等（2）网络流算法：最大流、最小割等（4）近似算法：近似算法的基本思想与应用4.数据结构与算法分析（1）线性表和链表（2）栈和队列（3）树和二叉树（4）图和图的遍历算法五、教学方法1.理论课讲授：通过教师讲解、演示和示范等方式，让学生掌握算法基本知识和分析方法。
2.实践教学：通过课程设计和编程实践，让学生动手实践算法设计与实现，并对其进行分析和优化。
3.讨论与交流：组织学生进行小组讨论和互动交流，培养学生的合作学习能力和问题解决能力。
六、教学评估1.平时成绩：考察学生的课堂参与、作业完成情况和实验报告质量。
2.期中考试：考察学生对课程内容的掌握和理解。
3.期末考试：考察学生对课程内容的整体把握和综合应用能力。
七、参考教材1. 算法导论（第3版）- Thomas H. Cormen等2. 算法设计与分析基础（第4版）- Levitin A. V.八、教学资源1.电子课件和习题集。
2.在线编程平台和算法分析工具。
九、教学进度安排1.第1-2周：算法基础知识2.第3-5周：基本算法设计3.第6-8周：高级算法设计4.第9-11周：数据结构与算法分析5.第12-14周：综合应用与实践6.第15周：复习与总结备注：以上为算法分析与设计教学大纲的基本框架和内容，具体教学安排和进度可根据实际情况进行调整补充。
以ACM—ICPC竞赛为依托的算法设计与分析课程改革
以ＡＣ ＩＰ Ｍ—Ｃ Ｃ竞赛为依托 的算法设计与分析课程改革 算机科学与工程学院 ， 安徽 淮南 ２ ２ ０ ） ３０ １
摘要 ： 针对提 高算法设计 与分析课程教 学效果 的问题 ， 文给 出了以ＡＣ Ｉ Ｐ 本 Ｍ—Ｃ Ｃ为依托的算法设计 与分析的课 程改革方法． 本文通 过分析算法分析与设计课 程教 学 中存在 的问题， 出了建立兴趣 小组， 提 构建ＡＣ Ｉ Ｐ Ｍ—Ｃ Ｃ在 线测评 系统， 以及 新的考核 方式促进 学生 自主学 习的教 学方法。改革方法能够有效地挖 掘学生的潜能 ， 实际的教学 中取得 了良好的教 学效果 。 在 关键词 ： 法设计与分析 ； Ｍ—ＣＰ 教 学改革 ； 线测评 系统 算 ＡＣ Ｉ Ｃ； 在 中图分类号 ： ４ 文献标识码 ： 文章编号 ：０ ９ ３ ４ （０２０ — ７ ８ ０ Ｇ６ ２ Ａ １０ — ０ ４２ １ ）７ １ ０ — ２
Ｃｕ ｒ ｃ ｌ ｍ ｆ ｒ ｏ ｇ ｒ ｔ ｍ ｓｇ ｎ ａ ｙ ｉ Ｂａ ｅ ｎ ＡＣＭ — ＣＰＣ ｒ ｉ ｕ ｕ Ｒｅ ｏ ｍ ｆ Ａｌ ｏ ｉ ｈ Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ａｎ ｌ ｓｓ ｓ ｄｏ Ｉ
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计算机教学论文：聚焦计算思维的算法分析与设计课程教学改革
计算机教学论文：聚焦计算思维的算法分析与设计课程教学改革0 引言算法是计算机科学中最具方法论性质的核心概念，被誉为计算机学科的灵魂。
图灵奖获得者Niklaus Wirth提出：算法+数据结构=程序，强调了算法在计算机领域的重要性。
在现实生活中，算法、算据和算力组成了人工智能技术的三要素；算法的新颖性和性能决定了学术论文在高水平期刊或会议上发表的可能性；算法能力测试是研究生复试和求职面试等场合常见的环节。
因此，学习并掌握好算法相关知识，对一名本科生的综合能力培养和职业发展来说非常重要。
国内外各大高校计算机专业在培养方案中，普遍开设了算法分析与设计（以下简称算法）课程，该课程以高级程序设计和数据结构为先导课程，又为人工智能等专业课程提供算法支撑，是培养方案的重要枢纽之一。
算法课程既包含抽象的理论，又强调算法的实践，对学生的逻辑思维和计算建模等能力有较高的要求，因此有必要聚焦计算思维，开展面向能力提升的课程教学改革。
1 课程教学和改革现状1.1 共性问题目前，采取小班化策略开展算法课程教学已比较普遍；多数高校选用MIT经典书籍《Introduction to Algorithms》作为教材；依托在线平台开展编程训练取得了良好的教学效果。
但在教学过程中，还存在一些共性问题。
（1）学生在理论学习时普遍存在畏难心理。
算法要求学生不仅掌握算法的实施，更强调对算法原理的理解；一些关键的算法要进行证明，如主方法、最优前缀码等，这需要大量的理论知识，涉及不少数学符号，学生容易感到枯燥和抽象，降低了学习兴趣。
（2）学生难以灵活运用算法解决实际问题。
学生往往能够较好地掌握教材中的经典问题和相应的算法，并完成课后习题和部分在线训练题，但遇到复杂的现实问题或工程问题时，要么没有思路，要么依赖直觉，无法准确构建输入输出间的解析关系。
（3）学生的基础水平和学习需求差异明显。
修读课程的学生水平参差不齐，学习动力和学习方法也各不相同，因此处在两极的学生的学习需求通常难以得到精细满足；另外，创新实验活动和程序设计竞赛吸引了部分学有余力的学生，但课程教学和第二课堂缺乏深度结合。
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算法分析与设计以大学生程序设计竞赛为例课程设计
1、项目背景
随着信息技术的高速发展，计算机编程已成为当代人们日常生活和工作必不可
少的一部分。
而程序设计竞赛则是考验计算机编程能力的一种形式，它可以帮助学生加强对计算机程序设计的认识和理解，提高编程能力和团队协作能力，培养创新思维和解决问题的能力。
因此，在大学计算机科学教育中，将程序设计竞赛纳入课程体系中是非常必要的。
2、项目目的
目前，许多高校都会组织学生参加各类程序设计竞赛，比如ACM、ICPC、NOI 等，这些比赛涉及到高级算法和数据结构、高效程序设计和优化等方面的知识点。
本课程设计旨在通过深入研究程序设计竞赛的相关知识和技巧，来帮助学生进一步提高自己的编程能力和竞赛水平，为日后从事计算机相关行业工作打下坚实的基础。
3、项目内容
本课程设计以大学生程序设计竞赛为例，主要包括以下内容：
3.1、算法分析和设计基础
本部分主要介绍程序设计竞赛中涉及到的常见算法和数据结构，以及它们的基
本原理和应用场景。
比如：常见的排序算法、图论算法、动态规划等。
3.2、高效程序设计和优化
本部分主要介绍如何在竞赛中设计高效的程序，提高程序的执行效率和减小程
序的内存占用等问题。
比如：如何合理地使用数据结构、算法和面向对象编程等技术来优化程序性能。
3.3、实战演练和团队协作
本部分主要是通过课程设计的实战演练，来锻炼学生的团队协作和解决问题的能力。
在课程的实践中，学生将会分成小组，选择一些国内外知名的程序设计竞赛题目进行独立的解题和优化，最终提交自己的程序代码。
4、学习方法
本课程设计将采用以下学习方法：
4.1、理论授课
本课程设计将结合案例分析和代码实践，通过讲解和演示，来帮助学生深入理解和掌握程序设计竞赛中常见的算法和数据结构，并学习如何在竞赛中设计高效的程序。
4.2、实践演练
本课程设计中的实践演练环节非常重要，通过小组合作的方式，让学生在竞赛题目中实践所学的知识，同时也锻炼了学生的团队协作和解决问题的能力。
4.3、课后作业
为了加强学生的巩固和应用，本课程设计将会布置一些课后作业，包括代码实现、文献阅读和思考题等。
5、评价方式
本课程设计的评价方式主要包括：
5.1、上课表现和参与度
在课程中，学生应认真听讲、积极参与讨论和课堂互动等，以此来体现自己的参与度和学习态度。
5.2、课堂实践和作业完成情况
学生在实践演练和课后作业中，能够准确理解问题、分析问题、解决问题等能力，以此来体现学生的编程和解决问题的能力。
5.3、课程设计报告
学生需要撰写一份课程设计报告，详细记录自己在课程中的实践过程和收获，
以此来体现学生的思考和总结能力。
6、总结
大学生程序设计竞赛是一项重要的计算机教育活动，通过本课程设计的学习，
可以让学生更深入地了解程序设计竞赛中的算法和数据结构，以及如何在竞赛中设计高效的程序。
同时，在实践演练中，学生还可以锻炼团队协作和解决问题的能力，为以后从事计算机相关行业工作打下坚实的基础。