算法设计教学大纲

1、安徽科技学院理学院教 学 大 纲课程名称：算法设计适用专业：计算机科学与技术（本科）计算机科学技术专业教研室制2006.6算法设计理论课教学大纲 课程名称：算法设计（Algrithm Design）课程编号：课程类别：选修课学 时：36 学时（理论36学时）学 分：2学分考核方式：考试适用专业：计算机科学与技术本科专业前修课程：高等数学 离散数学 线形代数 C语言程序设计 数据结构建设开课学期：第6学期 一、课程性质、目的任务随着计算机的广泛应用，对计算机算法的研究变得日益重要。算法设计是计算机科学与技术专业的一门选修课，本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

2、对计算机常用算法有一个全盘的了解；本课程的任务是：培养学生具有针对给定问题设计和实现高效算法的能力。二、教学基本要求通过本课程教学，应使学生：1）熟悉、掌握课堂教学中所学的大部分算法设计思想；2）具有针对所给的问题设计和实现高效算法的能力。三、教学内容与学时分配 教学内容学时第一章 算法基础3第二章 递归与分治策略10第三章 动态规划8第四章 贪心法7第五章 回溯法4第六章 分支限界法4第七章 NP完全性问题0四、参考教材及图书资料1.王晓东.计算机算法设计与分析.北京:电子工业出版社2.卢开澄.计算机算法导引设计与分析. 北京:清华大学出版社3.顾立尧.霍义兴.算法设计分析的理论与方法.上海

3、:上海交通大学出版社4.霍红卫.分布式算法导论. 北京:机械工业出版社五、教学方法与考核1.教学方法 为充分发挥学生的积极性、主动性，启发引导、培养学生具有自我开拓和获得知识的能力，在内容的讲授上本着“少而精”的原则，突出重点，分解难点，深入浅出，举一反三，着重培养学生分析问题和解决问题能力。并就课程的各部分内容，分别采用细讲法，培养学生的基本功；采用精讲法，培养学生主动获取知识的能力；采用引导启发式，培养学生分析问题、解决问题的能力。另不同程度采取课堂讨论式、自学提问式。2课程考核方法主要有：理论课考查、作业评定。 平时占20%:理论课考查、作业评定；期末考试占80%：综合笔试。六、大纲正文

4、第一章 算法基础目的要求1. 了解算法与程序的概念；2. 掌握算法复杂性分析及其有关的概念； 基本内容1. 算法的定义、特征,算法与程序；2. 冒泡排序；3. 伪代码使用约定；4. 算法复杂度分析；5. 算法的运行时间； 重点难点1重点： 算法的定义与特征、冒泡排序、算法复杂度分析2. 难点： 算法复杂度分析课时安排 建议：3学时。第二章 递归与分治策略目的要求1.理解递归的概念；2.掌握递归方程构建的思想；3.掌握递归方程的求解方法；4.了解分治法的基本思想；5.掌握二叉查找算法；6.掌握用分治法求最大值与最小值的算法；7.掌握Strassen矩阵算法；8.理解整数相乘算法；9.掌握合并排序

5、和快速排序算法；10.了解线性时间选择算法；11.了解最近点对问题算法 基本内容1.递归的概念；2.递归方程构建的思想；3.递归方程的求解方法（递归树与主方法）；4.分治法的基本思想；5.二叉查找算法；6.用分治法求最大值与最小值的算法；7.Strassen矩阵算法；8.整数相乘算法；9.合并排序和快速排序算法；10.线性时间选择算法；11.最近点对问题算法 重点难点1重点： 递归方程的求解方法（递归树与主方法）、二叉查找算法、Strassen矩阵算法、合并排序和快速排序算法2. 难点： 递归方程构建、递归方程的求解方法（递归树与主方法）、Strassen矩阵算法、合并排序和快速排序算法、线性

6、时间选择算法、最近点对问题算法课时安排 建议：10学时。第三章 动态规划目的要求1.掌握动态规划算法的概念和步骤； 2.掌握0-1背包问题的算法设计和分析；3.掌握矩阵链乘算法设计和分析； 4.掌握动态规划算法的基本要素；5.理解备忘录方法； 6.了解装配线调度问题算法设计和分析； 7.理解最长公共子序列问题算法设计和分析； 8.掌握最优二分检索树算法设计和分析。 9.了解凸多边形最优三角剖分算法；基本内容1.动态规划算法的概念和步骤； 2.0-1背包问题；3.矩阵链乘； 4.动态规划算法的基本要素；5.备忘录方法； 6.装配线调度问题； 7.最长公共子序列问题； 8.最优二分检索树。 9.凸

7、多边形最优三角剖分； 重点难点1重点： 动态规划算法的概念和步骤、0-1背包问题、矩阵链乘、动态规划算法的基本要素、最优二分检索树2. 难点： 0-1背包问题、矩阵链乘课时安排 建议：8学时。第四章 贪心法目的要求1.掌握贪心算法的概念、思想；2.掌握贪心算法的基本要素； 3.掌握背包问题的算法设计和分析；4.理解活动选择问题算法设计和分析； 5.理解哈夫曼编码的算法分析；6.掌握最小生成树的Prim和Kruskal算法的设计与分析；7.了解最小生成树的Boruvka算法的设计与分析； 8.掌握单源最短路径的Dijkstra算法的设计与分析； 9.理解贪心算法的理论基础；基本内容1.贪心算法的

8、概念、思想；2.贪心算法的基本要素； 3.背包问题的算法设计和分析；4.活动选择问题算法设计和分析； 5.哈夫曼编码的算法分析；6.最小生成树的Prim、Kruskal算法和Boruvka算法； 7.单源最短路径的Dijkstra算法； 8.贪心算法的理论基础；重点难点1重点： 贪心算法的概念、思想、贪心算法的基本要素、背包问题、最小生成树的Prim和Kruskal算法、单源最短路径的Dijkstra算法、贪心算法的理论基础2. 难点： 贪心算法的思想、背包问题、单源最短路径的Dijkstra算法、贪心算法的理论基础课时安排 建议：7学时。第五章 回溯法目的要求1.掌握回溯法的概念、思想；2.

9、掌握子集树、排列树、搜索树的构造； 3.理解N皇后问题的算法设计和分析；4.理解子集和数问题算法设计和分析； 5.理解0-1背包问题算法设计和分析；6.了解着色问题算法的设计与分析； 基本内容1.回溯法的概念、思想；2.子集树、排列树、搜索树的构造； 3.N皇后问题；4.子集和数问题； 5.0-1背包问题；6.着色问题； 重点难点1重点： 回溯法的思想、子集树的构造、排列树的构造、搜索树的构造、N皇后问题、子集和数问题、背包问题2. 难点： 回溯法的思想、N皇后问题、子集和数问题、背包问题课时安排 建议：4学时。第六章 分枝限界法目的要求1.掌握分枝限界法的概念、思想；2.理解0-1背包问题算法设计和分析； 3.理解作业调度问题的算法设计和分析；基本内容1.分枝限界法的概念、思想(先进先出状态空间树、优先队列状态空间树)；2.0-1背包问题算法设计和分析； 3.作业调度问题的算法设计和分析； 重点难点1重点： 分枝限界法的思想、0-1背包问题算法设计和分析2. 难点： 分枝限界法的思想、0-1背包问题算法设计和分析课时安排 建议：4学时。第七章 NP完全性问题目的要求1.了解NP完全性问题的概念； 2.了解P类问题和NP类问题；3.了解NP完全问题；4.了解一些典型的NP完全