13《算法设计与分析》教学大纲
算法设计与分析教学大纲
算法设计与分析教学大纲一、课程介绍1.1 课程背景算法设计与分析是计算机科学的一门重要课程，其主要目的是教授学生算法设计的基本原理、常用算法的实现技巧以及算法性能的分析方法。
本课程旨在培养学生的算法设计能力和问题解决能力，为其今后从事计算机领域的研究和开发工作打下坚实的基础。
1.2 课程目标本课程的目标是使学生：- 掌握算法设计的基本思想和方法；- 熟悉常见的算法设计和实现技巧；- 理解算法的正确性和效率分析方法；- 能够运用所学算法解决实际问题。
二、教学内容2.1 算法基础- 算法的定义与特性；- 算法的表示方法；- 算法设计的基本思想；- 算法分析的基本概念。
2.2 常见算法设计技巧- 递归与分治法；- 贪心法；- 动态规划；- 回溯法。
2.3 数组与矩阵算法- 线性查找；- 二分查找；- 排序算法（如冒泡排序、快速排序等）；- 矩阵运算与应用。
2.4 图算法- 图的基本概念与表示方法；- 图的遍历算法（如深度优先搜索、广度优先搜索等）；- 最短路径算法（如Dijkstra算法、Floyd算法等）；- 最小生成树算法（如Prim算法、Kruskal算法等）。
2.5 字符串算法- 字符串匹配算法（如朴素匹配算法、KMP算法等）；- 字符串编辑距离算法；- 字符串压缩与编码算法。
三、教学方法3.1 理论讲授通过课堂讲授，介绍算法设计与分析的基本概念、原理和方法，并结合具体案例进行讲解，帮助学生深刻理解算法的设计思想和实现技巧。
3.2 课堂练习在理论讲授的基础上，组织学生进行算法设计的实践与练习，通过编写代码解决问题，培养学生的分析和解决问题的能力。
3.3 实验教学设置相关实验项目，让学生通过实验操作来巩固和应用所学算法知识，培养学生独立分析和解决实际问题的能力。
3.4 作业与考核布置实践作业，要求学生独立完成算法设计与实现，以检验学生对所学知识的掌握程度。
通过考核测试学生对算法设计和分析的理解与应用能力。
《算法设计与分析教学》课程教学大纲
算法设计与分析课程教学大纲(DesignandAna1ysisofA1gorithms)48实验学时：0课外学时：03计算机科学与技术一、课程的性质、目的和任务《算法分析与设计》课程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。
设立本课程的目的是适应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，学生应该掌握计算机软件常用的几种算法,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。
二、课程教学的基本要求通过本课程的学习，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。
这对于培养学生在计算机科学与技术领域的兴趣、提高他们动手进行程序设计的能力以及解决实际问题的技能技巧无疑有着深远的意义。
学生在学习本课程时，要善于把算法设计的基本理论与解决实际问题现实结合起来。
通过学习和研究经典的数学、计算机问题，如何使用具体的算法进行求解。
为了较好地理解和掌握不同的算法,要勤于思考、联系实际，能够对比较经典问题使用不同的算法进行求解，从中得到启迪和借鉴，提高算法的设计和分析能力。
必要的时候要强化一些算法设计的模式和框架，以求达到对相关算法分析与设计的融会贯通。
三、课程的教学内容、重点和难点本课程的重点：贪心算法，动态规划，基本检索与周游方法，回溯法。
本课程的难点：回溯法，分枝-限界法。
第1章算法概述（2学时）教学内容：1.算法与程序2 .表达算法的抽象机制3 .描述算法4 .算法复杂性分析。
基本要求：理解算法的概念；理解什么是程序，程序与算法的区别和内在联系；掌握求解问题的基本步骤；掌握算法在最坏情况、最好情况和平均情况下的计算复杂性概念；掌握算法复杂性的渐近性态的数学表述；掌握用C++语言描述算法的方法。
学时数: 其中: 学分数:适用专业:第2章递归与分治策略（10学时）教学内容：1.递归的概念2 .分治法的基本思想3 .二分搜索技术4 .棋盘覆盖5 .合并排序6 .快速排序7 .线性时间选择8 .最接近点对问题9 .循环赛日程表基本要求：理解递归的概念；掌握设计有效算法的分治策略；通过二分搜索技术、Strassen 矩阵乘法、合并排序和快速排序、线性时间选择等范例的学习掌握分治策略设计技巧。
算法设计与分析实验教学大纲
《算法设计与分析》实验教学大纲（2007年修订）课程代码：0502121014，0504321013课程性质：非独立设课课程分类：专业课程实验学分： 1 学分实验学时：36适用专业：计算机科学与技术开课单位：数学与计算机科学学院计算机网络管理一、实验教学目标《算法设计与分析》旨在教会学生处理各种问题的方法，而通过实验，使学生能够把所学的方法用于具体的问题，并对所用算法进行比较分析，从而提高学生分析问题、解决问题的能力。
只有通过实验，学生才能判定自己所拟算法是否正确，是否算得上一个较优算法。
通过该课程的实验，使学生对课堂中所讲述的内容有一个直观的认识，更好地掌握所学的知识。
同时培养学生的实际动手能力，加强学生创新思维能力的培养。
二、主要仪器设备名称计算机、C语言或C++语言。
三、实验基本要求《算法设计与分析》是计算机专业的专业核心课程，其先修课程有数据结构和至少一门高级语言。
算法设计与分析课程将覆盖计算机软件实现中的大部分算法，并具有一定的深度和广度，使学生对计算机常用算法有一个全盘的了解；通过此课的学习，学生应该具有针对所给的问题设计和实现高效算法的能力。
通过上机实验，将使学生熟悉、掌握课堂教学中所学的大部分算法。
同时，上机实习是对学生在软件设计方面的综合训练，包括问题分析，总体结构设计，用户界面设计，程序设计基本技能和技巧等，以培养良好的编程风格和科学作风。
通过理论联系实际，以最终提高学生动手操作的能力以及分析问题的能力。
四、实验项目设置与内容五、实验考核结合平时实验过程中的程序调试、实验报告，期末进行上机考试，实验成绩占课程总成绩的20%。
六、教材及主要教学参考书严蔚敏、吴伟民著，《数据结构》（第二版），北京：清华大学出版社严蔚敏、吴伟民著，《数据结构题集》（第二版），北京：清华大学出版社执笔人：唐万梅 2007年6月审定人：张高亮 2007年6月院（系）负责人：李世宏 2007年 6月。
《算法设计与分析》教学大纲
《算法设计与分析》教学大纲一、课程概述算法设计是计算机科学的一门分支学科，是软件技术的一个重要方向。
算法设计既是软件设计的关键，也是培养学生成为未来软件工程师所不可或缺的一门专业知识。
算法设计与分析课程将高级语言程序设计、数据结构和计算方法等内容密切地融合在一起，全面培育学生分析问题、解决问题的能力。
这门学科的重点就是在培育和培训学生学会经典算法方面的科学知识与应用领域，因此它对学生的专业发展具备极其重要的意义。
算法设计与分析的先修课程是高级语言程序设计、数据结构、高等数据、组合数学。
二、课程目标1.知道《算法设计与分析》这门学科的性质、地位和独立价值。
知道这门学科的研究范围、分析框架、研究方法、学科进展和未来方向。
2.理解这门学科的主要概念，尤其是算法的时间复杂度和空间复杂度。
3.初步学会运用数学的方法推导和证明算法的时间复杂度和空间复杂度。
4.掌控常用的经典算法，培育学生在软件设计时对算法设计的注重，并能把所学的知识应用到具体的软件设计实践中去。
三、课程内容和建议这门学科的知识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。
这四个层次的一般涵义表述如下：晓得―――就是所指对这门学科和教学现象的心智。
理解―――是指对这门学科涉及到的概念、原理、策略与技术的说明和解释，能提示所涉及到的教学现象演变过程的特征、形成原因以及教学要素之间的相互关系。
掌控―――就是指运用已认知的教学概念和原理表明、表述、以此类推同类教学事件和现象。
学会―――就是另一类恶搞或在教师指导下单一制地顺利完成某些教学科学知识和技能的操作方式任务，或能够辨识操作方式中的通常差错。
教学内容和要求表中的“√”号表示教学知识和技能的教学要求层次。
本标准中打“*”号的内容可以做为自学，教师可以根据实际情况确认建议或不布置建议。
教学内容及教学要求表教学内容1算法详述1.1算法与程序1.2算法复杂性分析2递回与策略2.1递回的概念2.2析法的基本思想2.3二分搜寻技术2.4小整数的乘法2.5strassen矩阵乘法2.6棋盘全面覆盖2.7分拆排序2.8快速排序2.9线性时间挑选2.10最吻合点对问题2.11循环赛日程表3动态规划3.1矩阵连乘问题3.2动态规划算法的基本要素3.3最久公共子序列3.4最小子段和3.5凸多边形最优三角剖分3.6多边形游戏3.7图像压缩3.8电路布线3.9流水作业调度3.100-1背包问题3.11最优二叉搜寻一棵晓得√认知√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√掌控学会教学内容3.12动态规划快速原理晓得√认知掌控学会4自我中心算法4.1活动精心安排问题4.2自我中心算法的基本要素4.3最优装载4.4哈夫曼编码单源最长路径最轻分解成一棵多机调度问题自我中心算法的理论基础5追溯法5.1追溯法的算法框架5.2装载问题5.3批处理作业调度5.4符号三角形问题5.5n后问题5.60-1背包问题5.7最小团问题5.8图的m着色问题5.9旅行售货员问题5.10圆排序问题5.11电路板排序问题5.12已连续邮资问题5.13追溯法的效率分析√√√√√√√√√√√√√√√√√√√√教学内容6分支限界法6.1分支限界法的基本思想6.2单源最长路径问题6.3装载问题6.4布线问题6.50-1背包问题6.6最小团问题6.7旅行售货员问题6.8电路板排序问题6.9批处理作业调度7线性规划与网络流7.1线性规划问题和单纯形算法7.2最小网络流问题7.3最轻费用问题晓得√认知√√√√√√√√掌控学会√√√四、课程实行数据库系统是计算机专业和通信工程专业的必修课。
《算法设计与分析》教学大纲
《算法设计与分析》教学大纲教学内容及要求一、课程简介设计良好的程序不仅仅需要语言的学习，更需要合理的数据组织和清晰高效的算法,这正是计算机科学领域里数据结构和算法设计所研究的主要内容。
此门课程面向计算机软件工程专业，目前设置为专业基础课程。
该课程覆盖了计算机软件开发中使用到的大部分算法，并且具有一定的深度和广度，侧重于理论与技能的相互结合。
课程主要包含了时空复杂度分析、递归与分治、动态规划、贪心算法、回溯法、分支限界法等内容。
二、教学目的与要求通过本课程的学习，学生可以对软件实现中常用算法有一个比较全面的了解，在能够解决问题的基础上学会分析算法、估算相应的时空复杂度、调整相应的算法结构以达到较好的效果。
该门课程的学习要求掌握一门高级计算机语言的基本应用，以及具备常用数据结构的基本知识。
三、主要内容与学时分配第1章算法引论 (6课时)[目的与要求]：了解计算机算法的概念、算法复杂度渐进表示的含义以及计算方法、分析方法[重点与难点]：算法复杂度的计算[内容]：算法的概念、算法与其他计算机课程之间的关系、算法复杂度的表示、分析与计算第2章递归与分治策略 (8课时)[目的与要求]：了解和掌握最基本的算法设计方法、递归算法的复杂度计算方法、分而治之算法的设计和分析[重点与难点]：递归算法的实现过程与机制、分治法的计算效率[内容]：递归的概念、分治法的基本思想、二分搜索技术、合并排序、快速排序第3章动态规划 (8课时)[目的与要求]：了解和掌握动态规划算法的基本要素、解决最优化问题的基本过程与思路[重点与难点]：最优解性质与结构特征的刻画、最优值的递归定义与计算[内容]：动态规划算法的基本思想、最长公共子序列、0-1背包问题第4章贪心算法 (8课时)[目的与要求]：了解和掌握贪心算法的基本要素、贪心算法与动态规划算法的主要差别、算法问题的解决思路与计算复杂性[重点与难点]：算法问题的贪心选择性质、最优子结构性质[内容]：贪心算法的基本思想、活动安排问题、单源最短路径、最小生成树第5章回溯法 (8课时)[目的与要求]：了解和掌握回溯法的解空间、基本思想、递归与迭代回溯、子集树与排列树、算法应用的典型问题[重点与难点]：解空间的深度优先实现、剪枝函数的确定[内容]：回溯法的算法框架、批处理作业调度、0-1背包问题第6章分支限界法 (8课时)[目的与要求]：了解和掌握分支限界法的基本思想、分支限界与回溯法的区别、具体代码实现[重点与难点]：扩展节点的生成方式及其实现[内容]：分支限界法的基本思想、单源最短路径问题、0-1背包问题第7章高级主题（10课时)[目的与要求]：了解概率算法、NP算法、近似算法等非经典但很实用的算法设计思想，在遇到实际问题时能知道如何求解问题[重点与难点]：概率算法、NP算法、近似算法的基本思想[内容]：数值概率算法等等、典型NP完全问题介绍、旅行售货员问题近似算法等等。
《算法设计与分析》实验教学大纲
《算法设计与分析》实验教学大纲
一、实验课的任务、性质与目的：
本课程实验目的是验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识。
培养学生初步具备独立设计算法和对给定算法进行复杂性分析的能力，为实际工作打下基础。
实验的安排和要求是：用程序实现经典算法，学习算法设计的主要策略方法、原理并根据实例加以调试，培养动手设计、分析和综合实验结果以及撰写实验报告的能力。
在实验中养成严肃认真的治学态度和踏实细致、实事求是的作风。
二、主要仪器设备及环境：
仪器设备：任何计算机及网络终端。
环境：windows操作系统、任一种编程语言
四、教材、实验教材（指导书）：
1. 教材
[1] 郑宗汉等著，算法设计与分析，清华大学出版社，2005年
2. 实验指导书
[1] 王晓东，算法设计与实验题解，电子工业出版社，2006年
[2] 王晓东，计算机算法设计与分析（第三版），电子工业出版社，2007年
五、考核方式与评分办法：
本课程的考核分为平时成绩及期末考试成绩两部分，其中平时成绩包括考勤、实验成绩等，期末考试以闭卷笔试为主。
总成绩按以下公式计算：
总成绩＝平时成绩×(30%~40%)＋期末成绩×(70%~60%)
六、大纲审核人：
1 / 2。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
13《算法设计与分析》教学大纲
一、课程概述
本课程是计算机科学与技术专业的一门重要课程，旨在培养学生的算法设计与分析能力。
通过本课程的学习，学生将掌握常见的算法设计与分析方法，能够有效地解决实际问题，并具备进一步深入研究算法领域的基础。
二、课程目标
1.了解算法设计与分析的基本概念和思想；
2.掌握常见的算法设计与分析方法，如贪心算法、分治算法、动态规划算法等；
3.能够分析算法的时间复杂度和空间复杂度；
4.能够应用所学知识解决实际问题，并在实践中灵活运用；
5.培养学生创新思维和问题解决能力；
6.培养学生团队合作与沟通能力。
三、教学内容及安排
1.算法基础知识
1.1算法的定义与性质
1.2算法的时间复杂度和空间复杂度
1.3递归与迭代
2.贪心算法
2.1贪心算法的基本概念和思想
2.2贪心算法的应用及实例分析
3.分治算法
3.1分治算法的基本概念和思想
3.2分治算法的应用及实例分析
4.动态规划算法
4.1动态规划算法的基本概念和思想
4.2动态规划算法的应用及实例分析
5.图算法
5.1图的基本概念和表示方法
5.2最短路径算法
5.3最小生成树算法
6.算法优化
6.1基本的算法优化方法
6.2优化实例分析
7.算法设计与问题求解实践
7.1实际问题的算法分析和设计
7.2算法实现与调试
7.3算法效果评估及优化
四、教学方法
1.讲授法：通过讲课的方式向学生传授基本的算法原理和知识；
2.实例分析法：通过实际的案例分析，引导学生深入理解和应用所学
的算法方法；
3.课堂讨论：鼓励学生在课堂上积极提问和讨论，与教师和其他学生
进行交流，共同解决问题；
4.实践操作：布置课后作业和实验，要求学生独立完成实践任务，并
撰写实验报告；
5.小组合作：组织学生进行小组合作，开展研讨活动，提高学生的团
队合作与沟通能力。
五、评估方式
1.平时成绩：包括课堂表现、作业成绩和实验报告等，占总评成绩的30%；
2.期中考试：对学生的理论知识掌握情况进行考核，占总评成绩的30%；
3.期末考试：对学生的综合能力进行考核，占总评成绩的40%。
六、教材及参考资料
教材：
1. Thomas H.Cormen等，《算法导论》，人民邮电出版社，2024年版。
2.陈海波，《算法设计与分析教程》，清华大学出版社，2024年版。
参考资料：
1.曾磊，《算法设计与分析实例解析》，机械工业出版社，2024年版。
2. Steven S.Skiena，《算法设计手册：解决问题的方法与技巧》，机械工业出版社，2024年版。
七、备注。