中国科学技术大学-算法设计与分析基础 教学大纲

课程名称    算法设计与分析基础 +wO#'D  
英文名称    The Fundation of Design and Analysis of Algorithms $m| V :/  
课程编号    不填    总学时    60    学 分    不填 ?GT@puJS-  
预修课程    数 据 结 构    开课学期    不填 OJO!FH)  
大纲撰写人    顾 乃 杰 {b)~V3rsY  
一、教学目标和基本要求 4QHS{tj  
    目标：本课程是高等学校计算机系各专业的基础课, 其要求是使学生了解和掌握算法基础这门课程的基本内容, 知道算法设计的基本方法和技术, 学会算法性能分析中的具体方法和技巧, 为计算机应用和科学研究工作中有效求解问题, 以及为今后进一步学习打下基础。 %O[N}_XHEh  
    基本要求：使学生能够从的运算三个方面去掌握各种数据结构的特性, 对算法的时、空复杂性有一定的分析能力，使之能够针对具体的应用问题， 选择合适的数据结构及设计结构清晰、正确有效的算法解决之。 l$xxrb9P!  
二、课程简介 )_7>nuQ6  
本课程系统而全面地介绍了算法设计的基本策略和方法, 如:分治法、贪心法、动态规划、回溯法、分枝-限界等等, 并从解决大量计算机科学和应用中出现的问题出发, 描述了应用这些策略和方法而设计有效算法的过程, 并且给出了若于精典算法, 同时,对通过对这些典型算法的时间和空间复杂度的分析,逐步介绍了算法分析的方法和步骤, 以及提高算法性能的技巧, 着重强调了算法优化的思想。 PWr(*ZP>hI  
三、教学重点、难点
+A8j@d#:  
重点: 算法设计的基本思想和策略, 算法优化的技巧, 算法性能分析的方法; M8&}j  
难点: 将算法优化的思想贯穿在设计过程中, 算法平均性能的分析技巧。 s)J(/   
nY%5cJ`"  
四、教材名称及主要参考书 Qdk6Qubi!  
参考书:《计算机算法基础》,邹海明,余祥宣, 华中理工大学出版社 w'Tq3-%V  
    《计算机算法导引》,卢开澄 编著,   清华大学出版社 K2)!h.W  
.="bzgC3A  
}_'IE1bA  
五、课程章节主要内容及学时分配 YwEpy(}hJm  
YIRZ+H<Q  
第一章 绪 论              (2 学时) dihjpI_  
第一节 基本概念 '9p@vi{\  
第二节    算法的设计和性能度量 "r4AY  
第三节    标准记号与常用函数和公式 'dG%oDHX]P  
第二章 分治与递归策略       (5 学时) @$^bMIj@W  
  第一节 二分检索 1Na@|yY  
第二节    矩阵的快速乘法 n.MRz WJpZ  
第三节    快速傅里叶变换（FFT） =WbOwI)u  
第四节    广义表及递归算法 g#]" hn  
第三章 排序与选择       （5 学时） Q#I"_G&{  
第一节    简单排序和SHELL排序
_9 .(a
  
第二节    选择排序和堆排序 z;f2*F  
第三节    快速排序和归并排序 jl.p'$Fbn  
第四节    选择问题 O|IG_RL]  
第五节    桶排序和基数排序 $ i)bq6  
第四章 贪心策略       （4学时） jd]s<C3o  
第一节 文件存储     aimarU  
第二节 背包问题     E907fX[R~  
第三节 有限期的作业调度问题 /@ !CKh`  
第五章 串匹配         （4学时） E:sz$\Ht)  
第一节 一般算法 EC2+`HJ"  
第二节 Rabin-Karp算法 ;h6v@)#GX  
第三节 Knuth-Morris-Pratt算法 z?/1Kj}xG  
第四节 Boyer-Moore算法 +y7;81ND  
第六章 动态规划       （8学时） ?&G`{Ey  
第一节 多段图         ^'CPM6J  
第二节 最佳二分检索 N7'OPTKt&  
第三节 资源分配问题 kIw`P[  
第五节     0/1背包问题 .7'kw]{/  
第六节     货郎担问题     d2oh/j6`TA  
第七节    最长公共子序列 e0@6Pd  
第八节    作业调度问题    第七章 回溯法         （5学时） iLP 7!j  
第一节 一般算法 |b-9b&  
第二节 皇后问题 4c oJRqf=  
第三节 子集和数问题 /MY9 >  
第四节 图的着色 ~<<nz9}o_  
第五节 哈密顿环 +4[^!q* H  
第六节** 背包问题 /V3=KY`_J  
第八章 检索、遍历与分枝限界法（5学时） sK{l 9  
第一节 代码最优化 >AoK/(yL.  
第二节    对策树 ;^*Unyt[4]  
第三节    资源分配问题 xe7O/',pa=  
第四节    0/1背包问题 A7(hw~+@  
第五节    货郎担问题 `D9]*c !mO  
第九章 数组压缩存贮与数值计算（8学时） RoCfJ65  
第一节 数据的压缩存贮技术 [:xiZ  
第二节    压缩存贮时的矩阵运算 y=In?QN{6*  
第三节    多项式的快速乘法 h;=6VgXZ  
第四节    矩阵链乘问题 "ZTTg>r  
第五节    矩阵分解与逆矩阵 v9Xp97J2  
第十章 数论算法         （6学时） [tMZ G%h  
第一节    最大公约数与模运算 J=pztASt  
第二节    中国余数定理 )tC
X y4  
第三节    元素的幂运算 )c l5B{1P  
第四节    素数的判定算法 hp{OL<2M  
第五节    背包公钥密码 Wrrcx(  
第六节    RSA公钥密码 P2nft2/eu?  
}I@L}f5N  
六、系教学委员会意见 YeF1C/'hy  
=)hVn  
/y^7p9Z`  
=]-j;#'&  
组长签字：       年 月 日 vD 5vbl  
七、系主任意见 :s s,Hl  
97K[(KE  
PMfkA!.Y  
rQ=,y>-*  
系主任签字：       年 月 日