计算机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。
算法设计与分析课程教学大纲
算法设计与分析课程教学大纲【适用专业】计算机科学与技术【课时】理论课时：32【学分】 2【课程性质、目标和要求】《算法设计与分析》是计算机科学与技术专业的专业课。
无论是计算科学还是计算实践，算法都在其中扮演着重要角色。
本课程的教学目的是讲授在计算机应用中常常遇到的实际问题的解法，讲授设计和分析各种算法的基本原理、方法和技术，培养学生对算法复杂性进行正确分析的能力。
课程基本要求是⑴掌握算法分析的基本概念和理论。
⑵掌握算法设计技术和分析算法以及算法复杂性。
【教学时间安排】本课程计 2 学分，理论课时32, 学时分配如下：【教学内容要点】第一章算法引论一、学习目的要求1．了解算法的计算复杂性分析方法2．理解算法分析的基本理论3．掌握算法分析的基本概念二、主要教学内容1. 算法的基本概念2. 表达算法的抽象机制3. 采用Java语言与自然语言相结合的方式描述算法的方法4. 算法的计算复杂性分析方法第二章递归与分治策略一、学习目的要求1．理解典型范例中递归与分治策略应用技巧2．掌握递归与分治策略3．掌握数学归纳法证明算法正确性方法二、主要教学内容1. 递归的概念2. 分治法的基本思想3. 二分搜索技术4. 大整数的乘法5. Strassen阵乘法6. 棋盘覆盖7. 合并排序8. 快速排序9. 线性时间选择10. 最接近点对问题11. 循环赛日程表第三章动态规划一、学习目的要求1．理解典型范例中动态规划算法的设计思想2．掌握动态规划算法的基本要求以及算法的设计要点二、主要教学内容1. 矩阵连乘问题2. 动态规划算法的基本要素3. 最长公共子序列4. 最大子段和5. 凸多边形最优三角剖分6. 多边形游戏7. 图像压缩8. 电路布线9. 流水作业调度10. 0—l背包问题11. 最优二叉搜索树12. 动态规划加速原理三、课堂讨论选题1. 最长公共子序列2. 0—l背包问题第四章贪心算法一、学习目的要求1．了解贪心算法的理论基础及基本要素2. 理解典型范例中贪心算法的设计思想3. 掌握贪心算法的设计要点二、主要教学内容1. 活动安排问题2. 贪心算法的基本要素3. 最优装载4. 哈夫曼编码5. 单源最短路径6. 最小生成树7. 多机调度问题8. 贪心算法的理论基础三、课堂讨论选题1. 最优装载2. 单源最短路径第五章回溯法一、学习目的要求1．理解回溯法的效率分析方法2．掌握回溯法的算法框架和应用技巧二、主要教学内容1. 回溯法的算法框架2. 装载问题3. 批处理作业调度4. 符号三角形问题5. n后问题6. 0—l背包问题7. 最大团问题8. 图的m着色问题9. 旅行售货员问题10. 圆排列问题11. 电路板排列问题12. 连续邮资问题13. 回溯法的效率分三、课堂讨论选题1. 0—l背包问题2. 图的m着色问题第六章分支限界法一、学习目的要求1．理解分支限界法的基本思想2．掌握典型范例中分支限界法的应用技巧二、主要教学内容1. 分支限界法的基本思想2. 单源最短路径问题3. 装载问题4. 布线问题5. 0-1背包问题6. 最大团问题7. 旅行售货员问题8. 电路板排列问题9. 批处理作业调度三、课堂讨论选题1. 0-1背包问题2. 批处理作业调度第七章概率算法一、学习目的要求1．理解概率算法的基本思想2．掌握典型范例中概率算法的应用技巧二、主要教学内容1. 随机数2. 数值概率算法3. 舍伍德算法4. 拉斯维加斯算法5. 蒙特卡罗算法第八章 NP完全性理论一、学习目的要求1．了解P类与NP类问题2．了解典型的NP完全问题二、主要教学内容1. 计算模型2. P类与NP类问题3. NP完全问题4. 一些典型的NP完全问题第九章近似算法一、学习目的要求1．掌握近似算法的基本思想2．掌握常用近似算法的应用二、主要教学内容1. 近似算法的性能2. 顶点覆盖问题的近似算法3. 旅行售货员问题近似算法4. 集合覆盖问题的近似算法5. 子集和问题的近似算法第十章算法优化策略一、学习目的要求1．掌握算法优化策略2．掌握算法优化的基本方法二、主要教学内容1. 算法优化策略的比较与选择2. 动态规划加速原理3. 问题的算法特征4. 优化数据结构5. 优化搜索策略【教学（实验）内容要点】算法设计与分析实验是算法设计与分析课的一个实践性教学环节。
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。
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引言：算法设计与分析是计算机科学领域中的重要课程之一。
它涉及到计算机程序的设计、性能分析和优化，对于培养学生的计算思维和解决问题的能力至关重要。
本文将探讨算法设计与分析教学的目标、内容和方法。
一、教学目标1. 培养学生的算法设计能力：通过学习不同的算法设计方法，使学生能够运用适当的算法解决实际问题。
2. 提高学生的算法分析能力：学生应该能够分析算法的时间复杂度和空间复杂度，以便评估算法的效率。
3. 培养学生的团队合作和沟通能力：通过小组项目和讨论，学生将学会与他人合作解决问题，并能够清晰地表达他们的思想。
二、教学内容1. 算法基础知识：介绍算法的基本概念和术语，如输入、输出、控制结构、迭代和递归等。
2. 基本算法设计方法：介绍常见的算法设计方法，如贪心算法、分治算法、动态规划和回溯算法等。
3. 常见算法的实现与分析：通过实例讲解常见的排序算法、查找算法和图算法，并对它们的时间复杂度和空间复杂度进行分析。
4. 高级算法设计方法：介绍一些高级的算法设计方法，如分支限界法、随机化算法和近似算法等。
5. 算法的应用：通过实际案例，讨论算法在不同领域的应用，如网络优化、图像处理和人工智能等。
三、教学方法1. 理论讲解：通过课堂讲解，向学生介绍算法的基本概念和设计方法，并解释其原理和应用。
2. 编程实践：通过编写程序，学生将实际运用所学算法解决问题，并通过实验验证算法的正确性和效率。
3. 小组项目：学生将组成小组，共同解决一个复杂的问题，通过合作和讨论，培养团队合作和沟通能力。
4. 论文阅读与讨论：学生将阅读并讨论与算法设计与分析相关的研究论文，以拓宽他们的视野和思维。
结语：通过算法设计与分析的教学，学生将培养解决问题的能力和计算思维，为他们未来的学习和工作打下坚实的基础。
同时，通过小组项目和讨论，学生将学会与他人合作解决问题，并能够清晰地表达他们的思想。
希望学生们能够在这门课程中获得知识的同时，也能够培养出批判性思维和创新能力，为未来的发展做好准备。
算法设计与分析 教学大纲
算法设计与分析一、课程说明课程编号：130211Z10课程名称：算法设计与分析/Algorithm Design and Analysis课程类别：专业课学时/学分：48/3先修课程：数据结构、组合数学与图论、概率论、数理统计、程序设计基础适用专业：信息科学教材、教学参考书：1.《算法设计与分析基础》（第3版）Anany Levitin 著，潘彦译，清华大学出版社，20152.《算法设计技巧与分析》，M.H.Alsuwaiyel著，吴伟昶，方世昌等译，电子工业出版社，2005年3.《Introduction To Algorithms》（Second Edition），T.H.Cormen、C.E.Leiserson、R..L.Rivest and C.Stein，The MIT Press，20014.《计算机算法基础》（第二版），余祥宣、崔国华、邹海明，华中理工大学出版社，2003年。
二、课程设置的目的意义《算法设计与分析》是信息科学、计算机科学相关专业高年级本科生、研究生的一门重要专业基础课程。
通过本课程的学习，学生可以了解计算机应用中的各种常用算法，掌握设计和分析各种算法的基本原理、方法和技巧。
能运用所学到的知识熟练地分析各种算法并能指出解决同一问题的各种算法的好坏。
三、课程的基本要求知识要求：○1了解计算机应用中的各种常用算法。
○2了解评价算法的准则和方法。
○3掌握设计和分析算法的基本原理、方法和技巧。
○4用编程语言实现基本算法。
○5实际问题能够设计合理的算法并加以实现。
能力要求：○1培养学生利用算法设计的基本方法和理论等分析问题和解决实际问题的能力。
○2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。
素质要求：○1使学生在解决实际问题、处理实际数据、进行编程时具备把算法设计的基本方法和理论用于实际应用的思想。
○2培养学生对算法美的认识，运用不同的算法也许都能够得到正确的结果，好的算法是有数学美的。
《算法设计与分析》教学大纲
算法设计与分析一、说明（一）课程性质计算机科学是一种创造性思维活动，其教育必须面向设计。
计算机算法设计与分析正是一门面向设计，且处于计算机学科核心地位的教育课程。
设计一个高效的程序不仅需要编程小技巧，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与算法设计所研究的主要内容。
（二）教学目的通过对本课程的学习与研究,使学生掌握算法设计的主要方法，培养对算法的计算复杂性正确分析的能力，为独立设计算法和对算法复杂性分析奠定坚实的理论基础，对学生将来从事计算机系统结构、系统软件和应用软件的研究与开发提供一个广泛扎实的计算机算法知识基础。
（三）教学内容算法及算法复杂性基本概念,算法描述,有效算法最常用的设计策略——递归和分治法,动态规划法的设计要点与适用性，贪心算法，回溯法和分支限界法，许多难解问题的高效算法——概率算法，以及NP完全理论和NP难问题的近似解法.传统算法实例分析，算法领域研究热点介绍。
（四）教学时数课堂教学36学时，实验部分36学时，总计36+36/2=54学时（五）教学方式讲授+上机实验+课题设计对每一教学内容，首先介绍一种算法设计策略的基本思想，然后从解决计算机科学和应用中的实际问题入手，由简到繁地描述几个经典的精巧算法。
同时对每个算法所需的时间和空间进行分析,使学生既能学到一些常用的精巧算法，又能通过对算法设计策略的反复应用，牢固掌握这些算法设计的基本策略，以期收到融会贯通之效。
在为各种算法设计策略选择用于展示其设计思想与技巧的具体应用问题时,有意义重复选择某些经典问题，使学生能深刻地体会到一个问题可以用多种设计策略求解.同时通过对解同一问题的不同算法的比较，使学生更容易体会到每一种具体算法的设计要点。
随着内容的逐步展开，学生也将进一步感受到综合应用多种设计策略可以更有效地解决问题。
二、本文（一）课堂教学部分第一章算法概述教学要点：算法的基本概念,算法的计算复杂性教学时数：建议2学时7p29188 7204 爄］27848 6CC8 泈20258 4F22 伢教学内容：第一节算法与程序（0。
算法设计与分析课程教学大纲
算法设计与分析课程教学大纲课程名称：算法设计与分析英文名称：Algorithm Design and Analysis课程编号：2学时数：48其中实验（实训）学时数：16 课外学时数：0学分数：3适用专业：计算机科学与技术一、课程的性质和任务本课程是计算机科学与技术及相关专业的一门专业课，专业覆盖面较宽（如程序设计等课程）。
是一门训练程序设计基本思想的主要课程。
算法设计与分析是计算机科学的核心问题之一，数据结构主要研究组织大量数据的方法，而算法分析则是对算法运行时间的评估。
本课程的任务是通过对常用的、有代表性的算法的研究，让学生理解并掌握算法设计的基本技术；培养学生分析算法复杂度的初步能力，锻炼其逻辑思维能力和想象力，并使之了解算法理论的发展；鼓励学生运用算法知识解决实际问题，培养他们的独立科研的能力和理论联系实践的能力。
本课程特别提倡学生广泛阅读参考书、独立思考、结合实际问题展开讨论的教学方式，并以此达到教师精讲、学生宽学的目的。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点掌握算法分析与设计中每种方法的基本思想、基本方法和相关应用。
（一）算法及算法的复杂度掌握算法的定义和算法复杂度的计算。
掌握时间、空间渐进分析法。
会解递归方程。
重点：算法复杂性的时空分析。
难点：解递归方程。
（二）贪婪法掌握贪婪法的基本思想。
学习经典的贪婪法：背包问题和计算机网络的最短传输时间。
重点：贪婪法的基本思想，贪婪法的具体应用。
难点：贪婪法的应用。
（三）递归掌握递归的定义、递归调用的内部实现原理及递归程序的阅读的两种方法：模拟系统栈方式和指令流方法。
熟练掌握递归转非递归的方法。
学会递归算法的设计包括：简单0/1背包问题；N阶Hanoi塔问题；棋子移动问题；求N个元素的全排列和自然数分析。
重点：递归算法的内部实现、递归算法的设计。
难点：递归转非递归。
（四）回溯法掌握回溯法的基本思想及回溯法的经典问题：子集和问题；皇后问题；哈密顿回路问题。
- 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)。
《计算机算法设计与分析》教学大纲
一．课程性质与教学目的
本课程是计算机科学与技术专业研究生一年级的专业选修课，是研究计算机算法设计与分析的基本理论、方法和应用。
本课程的教学目的是，培养学生分析问题和解决问题的能力，使学生掌握算法设计的基本方法，熟悉算法分析的基本技术，并能熟练运用一些常用算法，为学生进一步学习后续课程奠定良好的基础。
二．课程要求
(1)掌握算法的定义及基本概念,计算模型和复杂度的衡量;
(2)为分析算法的复杂性做准备,要了解相应的数学知识;
(3)掌握算法设计的过程和方法;
(4)学会分析算法的时间复杂度,空间复杂度和稳定性;
(5)具有问题抽象和建模的初步能力.
四．使用教材和教学参考书
使用教材：
王晓东编，计算机算法设计与分析（第4版），电子工业出版社，2012年1月。
教学参考书：
1、Thomas H. Cormen等著，潘金贵等译，算法导论，机械工业出版社。
2、R.C.T.Lee等著，王卫东译，算法设计与分析导论，机械工业出版社。