Fakulta informačních technologií VUT v Brně

Detail předmětu

Algoritmy

IAL Ak. rok 2011/2012 zimní semestr 5 kreditů

Aktuální akademický rok

Přehled základních datových struktur a jejich použití. Principy dynamického přidělování paměti. Specifikace abtraktních datových typů (ADT). Specifikace a implementace ADT: seznamy, zásobník, fronta, množina, pole, vyhledávací tabulka, graf, binární strom. Algoritmy nad binárním stromem. Vyhledávání: sekvenční, v neseřazeném a seřazeném poli, vyhledávání se zarážkou, binární vyhledávání, binární vyhledávácí strom, vyvážený strom (AVL). Vyhledávání v tabulkách s rozptýlenými položkami. Řazení, principy, řazení bez přesunu položek, řazení podle více klíčů. Nejznámější metody řazení: Select-sort, Bubble-sort, Heap-sort, Insert-sort a jeho varianty, Shell-sort, Quick sort v rekurzívní a nerekurzívní notaci, Merge-sort, List-merge-sort, Radix-sort. Sekvenční metody řazení. Rekurze a algoritmy s návratem. Vyhledávání podřetězců v textu. Dokazování programů, tvorba dokázaných programů.

Garant předmětu

Jazyk výuky

česky, anglicky

Zakončení

zápočet+zkouška (písemná)

Rozsah

39 hod. přednášky, 13 hod. projekty

Bodové hodnocení

51 zkouška, 14 půlsemestrální test, 35 projekty

Zajišťuje ústav

Přednášející

Cvičící

Ďurfina Lukáš, Ing. (UIFS FIT VUT)
Koutný Jiří, Ing. (UIFS FIT VUT)
Křena Bohuslav, Ing., Ph.D. (UITS FIT VUT)
Křivka Zbyněk, Ing., Ph.D. (UIFS FIT VUT)
Křoustek Jakub, Ing. (UIFS FIT VUT)
Masařík Karel, Ing., Ph.D. (UIFS FIT VUT)
Vrábel Lukáš, Ing. (UIFS FIT VUT)

Získané dovednosti, znalosti a kompetence z předmětu

  • Student porozumí významu metod dokazování správnosti programů a s tvorby dokázaných programů. 
  • Porozumí základním principům a významu složitosti algoritmů.
  • Seznámí se se základními abstraktními datovými typy a strukturami, naučí se je implementovat a používat.
  • Seznámí se s principy dynamického přidělování paměti.
  • Naučí se rekurzívní a nerekurzívní zápisy základních algoritmů.
  • Naučí se vytvářet a analyzovat algoritmy vyhledávání a řazení.

Dovednosti, znalosti a kompetence obecné

  • Student se naučí odborné terminologii v českém i anglickém jazyce
  • Student se naučí vytvářet malé projekty v malém týmu
  • Student se naučí prezentaci a obhajobě výsledků v malém projektu

Cíle předmětu

Seznámit se s principy metod dokazování správnosti programů a s tvorby dokázaných programů. Seznámit se základními principy složitosti algoritmů. Seznámit se s principy dynamického přidělování paměti. Seznámit se základními abstraktními datovými typy a strukturami, naučit se je implementovat a používat.  Naučit se rekurzívní a nerekurzívní zápisy základních algoritmů. Naučit se vytvářet a analyzovat algoritmy vyhledávání a řazení.

Požadované prerekvizitní znalosti a dovednosti

  • Znalost základů programování v procedurálně orientovaném programovacím jazyce.
  • Středoškolské znalosti z matematiky

Literatura studijní

  • Honzík, J., Hruška, T., Máčel, M.: Vybrané kapitoly z programovacích technik, Ed.stř.VUT Brno,1991.

Literatura referenční

  • Knuth, D.: The Art of Computer programming, Vol.1,2,3. Addison Wesley, 1968
  • Wirth, N.: Alorithms+Data Structures=Programs, Prentice Hall, 1976
  • Horovitz, Sahni: Fundamentals of Data Structures.
  • Amsbury, W: Data Structures: From Arrays to Priority Queues.
  • Cormen, T.H., Leiserson, Ch.E., Rivest, R.L.: Introduction to Algorithms.
  • Aho A.V., Hoppcroft J.E., Ullman J.D.: Data Structures and Algorithms.
  • Kruse, R.L.: Data Structures and Program Design. Prentice- Hall,Inc. 1984
  • Baase, S.: Computer Algorithms - Introduction to Design and Analysis. Addison Wesley, 1998
  • Sedgewick,R.:Algoritmy v C. (Základy. Datové struktury. Třídění. Vyhledávání.) Addison Wesley 1998. Softpress 2003.

Osnova přednášek

  • Základy algoritmického jazyka. Přehled datových struktur. Abstraktní datový typ a jeho specifikace.
  • Specifikace, implementace a použití ADT seznam.
  • Specifikace, implementace a použití ADT zásobník, fronta. Vyčíslení výrazů s použitím zásobníku.
  • ADT pole, množina, graf, binární strom.
  • Algoritmy nad binárním stromem.
  • Vyhledávání, sekvenční, v poli, binární vyhledávání.
  • Binární vyhledávácí stromy, AVL strom.
  • Vyhledávání v tabulkách s rozptýlenými položkami.
  • Řazení, principy, bez přesunu, s vícenásobným klíčem.
  • Známé metody řazení polí I 
  • Známé metody řazení polí II, řazení souborů.
  • Rekurze, algoritmy s návratem.
  • Dokazování správnosti programů, tvorba dokázaných programů.

Osnova ostatní - projekty, práce

  • Dvě domácí úlohy
  • Projekt s miniobhajobou skupiny studentů.

Průběžná kontrola studia

  • Opravované domácí úlohy - 20 bodů
  • Půlsemestrální písemná zkouška - 14 bodů
  • Hodnocený projekt s obhajobou - 15 bodů
  • Závěrečná písemná zkouška - 51 bodů; Pro získání bodů ze závěrečné písemné zkoušky je nutné zkoušku vypracovat tak, aby byla hodnocena nejméně 20 body. V opačném případě bude zkouška hodnocena 0 body.

Podmínky zápočtu

  • získání minimálně 20 bodů za semestr
  • Pokud bude odhaleno plagiátorství nebo nedovolená spolupráce na projektech či domácích úlohách, zápočet nebude udělen a dále bude zváženo zahájení disciplinárního řízení.

Nahoru