算法分析与设计教学大纲.doc

《算法分析与设计》课程教学大纲 一 课程说明 1、课程基本情况 课程名称：算法分析与设计 英文名称：Design and Analysis of Algorithms 课程编号：2413228 开课专业：计算机科学与技术 开课学期：第5学期 学分/周学时：4/4 课程类型：专业方向任选课 2、课程性质（本课程在该专业的地位作用） 专业方向选修课（任选课）。 3、本课程的教学目的和任务 通过本课程的学习，使学生理解和掌握算法设计的主要方法，培养学生对算法复杂性进行正确分析的基本能力，为独立地设计求解问题的最优算法和对给定算法进行复杂性分析奠定坚实的基础。 4、本课程与相关课程的关系、教材体系特点及具体要求 算法分析与设计是计算机科学与技术专业的专业方向任选课，要求学生先修：高级语言程序设计，高等数学，离散数学，数据结构等课程。 5、教学时数及课时分配（含实验时数） 章（专题） 主要内容 学时安排 第一部分 导引与基本数据结构 6 第二部分 分治法 14 第三部分 贪心方法 14 第四部分 动态规划 14 第五部分 回溯法 14 第六部分 分支-限界法 10 合计学时 72 二 教材及主要参考书 1．吴哲辉 等编吕国英 编算法设计与分析（第2版）清华大学出版社教学方法手段,然后用贪心设计策略解决背包问题、作业排序问题、归并问题、最小生成树问题、最短路径问题，并给出了相应的算法，要求学生理解这些算法。 二、教学重点 贪心设计策略的一般方法，归并算法、最小生成树算法。 三、教学难点 最小生成树算法、最短路径算法。 四、讲授要求 通过本部份的学习，使学生理解并掌握贪心方法,然后用贪心设计策略解决背包问题、作业排序问题、归并问题、最小生成树问题、最短路径问题，并给出了相应的算法，要求学生理解这些算法。 五、讲授要点 本部分的知识要点主要包括：贪心法的一般方法、背包问题、带有限期的作业排序、最优归并模式、最小生成树、单源点最短路径。 六、实验及实践要求 实验三：贪心法求解背包问题 实验项目名称：贪心法求解背包问题 实验类型：设计性 学时分配：4学时 每组人数：1人 实验内容及要求：有一个背包容量为，输入个物品，每个物品有重量，以及物品放入背包中所得的收益。问选择放入的物品，不超过背包的容量，且得到的收益最好。 实验四：贪心法求最短路径 实验项目名称：贪心法求最短路径 实验类型：设计性 学时分配：2学时 每组人数：1人 实验内容及要求：已知图，边的权值矩阵，求某点到其他各点的路径最短。 第四部分 动态规划（理论10学时，实验4学时） 一、教学目的 通过本部份的学习，使学生理解并掌握动态规划的一般方法，理解用动态规划解决多段图、每对结点之间的最短路径、最优二分检索树等问题的算法。 二、教学重点 动态规划的一般方法、最优二分检索树、0/1背包问题、可靠性设计。 三、教学难点 多段图、最优二分检索树、流水线调度问题。 四、讲授要求 通过本部份的学习，使学生理解并掌握动态规划的一般方法，理解用动态规划解决多段图、每对结点之间的最短路径、最优二分检索树等问题的算法。 五、讲授要点 一般方法、多段图、每对结点之间的最短路径、最优二分检索树、0/1背包问题、可靠性设计、货郎担问题、流水线调度问题。 六、实验及实践要求 实验五：使用动态规划算法求解0/1背包问题 实验项目名称：使用动态规划算法求解0/1背包问题 实验类型：设计性 学时分配：4学时 每组人数：1人 实验内容及要求：有一个背包容量为，输入个物品，每个物品有重量，以及物品放入背包中所得的收益。问选择放入的物品，要么全部放入，要么不放，不超过背包的容量，且得到的收益最好。 第五部分 回溯法（理论10学时，实验4学时） 一、教学目的 通过本部份的学习，使学生理解并掌握回溯的一般方法，掌握用回溯法解决8-皇后问题、子集和数的问题、图着色问题、哈密顿环问题、背包问题的方法，并理解相应的算法，了解相应算法的效率。 二、教学重点 回溯的一般方法、8-皇后问题、图的着色。 三、教学难点 8-皇后问题、图的着色。 四、讲授要求 通过本部份的学习，使学生理解并掌握回溯的一般方法，掌握用回溯法解决8-皇后问题、子集和数的问题、图着色问题、哈密顿环问题、背包问题的方法，并理解相应的算法，了解相应算法的效率。 五、讲授要点 本部分的知识要点主要包括：回溯算法的一般方法、回溯的一般方法、效率估计、8-皇后问题、子集和树的问题、图的着色、哈密顿环、背包问题。 六、实验及实践要求 实验六：使用回溯算法求解8-皇后问题 实验项目名称：使用回溯算法求解8-皇后问题 实验类型：设计性 学时分配：4学时 每组人数：1人 实验内容及要求：在国际象棋盘上放八个皇后，要求任一皇后吃不到别人，也不受其他皇后的攻击，