《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。
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《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紧密地结合在一起，全面培养学生分析问题、解决问题的能力。
这门学科的重点是在培养和培训学生学会经典算法方面的知识与应用，因此它对学生的专业发展具有极其重要的意义。
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.掌握常用的经典算法，培养学生在软件设计时对算法设计的重视，并能够把所学的
知识应用到具体的软件设计实践中去。
三、课程内容和要求
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：
知道———是指对这门学科和教学现象的认知。
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。
掌握———是指运用已理解的教学概念和原理说明、解释、类推同类教学事件和现象。
学会———是指能模仿或在教师指导下独立地完成某些教学知识和技能的操作任务，或能识别操作中的一般差错。
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“*”号的内容可作为自学，教师可根据实际情况确定要求或不布置要求。
教学内容及教学要求表
四、课程实施
数据库系统是计算机专业和通信工程专业的必修课。
一般情况下，计算机专业为54课时，函授为36课时。
课时安排及教学方法表
五、教材和参考书目
1.王晓东. 计算机算法设计与分析（第3版）北京：电子工业出版社，2007
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，1996
3. Bruno R . Preiss 数据结构与算法. 胡广斌等译. 北京：电子工业出版社，2000
六、课程评价
1．这门学科的评价依据是本课程标准规定的课程目标、教学内容和要求。
2．考试时间：120分钟。
3．这门学科的评价依据是本课程标准规定的课程目标、教学内容和要求。
考试时间：120分钟。
考试方式、分制与分数解释：采用开卷、笔试的方式，以百分制评分，60分为及格，满分为100分。
建议题型比例：计算题20%；算法的时间复杂度函数12%；根据给定的算法求出问题的解6小题48% 综合分析题20%。
样题与目标定位示例
A. 计算题：（着重考查学生运用数学知识求解递归方程的能力）
例：给定一个递推方程，要求求解后用O、θ、Ω表示。
B．算法的时间复杂度函数：（着重考查学生对简单算法的理解程度）
例：给定一个具体的算法，要求写出算法的时间复杂度函数。
C．根据给定的算法求出问题的解：（着重考查学生对经典算法的理解程度）例：用ＬＣ分枝－限界法求解带限期作业问题。
D．综合分析题简答题：（着重考查学生对知识的综合理解与掌握程度）例：画出定长解的０／１背包问题的状态空间树，并列出所有可能的解。
制定该课程标准小组成员：
审核者：。