課程內(nèi)容：

本課程涵蓋了計(jì)算機(jī)科學(xué)中有關(guān)算法及其正確性和性能的基礎(chǔ)內(nèi)容。這是一門為期兩個(gè)學(xué)期的實(shí)踐課程，包含一些視頻和閱讀資源、大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室支持。學(xué)生需要尋找材料來支持課程的學(xué)習(xí)，從而促進(jìn)“算法素養(yǎng)”的發(fā)展。算法的實(shí)現(xiàn)用 C、Java 和 Python 進(jìn)行說明。

課程目標(biāo)：

1、通過鼓勵(lì)主動(dòng)學(xué)習(xí)和以最有效的方式傳遞信息，充分利用現(xiàn)有的學(xué)習(xí)時(shí)間。

2、讓學(xué)生意識(shí)到算法問題在現(xiàn)實(shí)生活的計(jì)算機(jī)科學(xué)情境中的重要性。

3、強(qiáng)調(diào)實(shí)際問題，而不是數(shù)學(xué)分析。

4、使學(xué)生對(duì)各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法充滿信心，并能將其應(yīng)用于實(shí)際任務(wù)中。

教學(xué)大綱：

1、算法：是什么以及如何表達(dá)（用偽代碼和選定的編程語言：Java、C 或 Python）。

2、設(shè)計(jì)、評(píng)估和使用算法的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)：來自廣泛應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)例；尋找適當(dāng)?shù)乃惴ê蛿?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；發(fā)明適當(dāng)?shù)乃惴ê蛿?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

3、"算法素養(yǎng)"方面的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)：知道如何使用有關(guān)算法的大量文獻(xiàn)，識(shí)別在應(yīng)用中使用的算法并評(píng)估其效用。

4、一系列基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)組、列表、樹（包括有序樹、平衡樹和堆）以及各種圖?；緮?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在編程語言中的表示。

5、一系列基本算法：搜索和排序算法、樹遍歷和操作算法、一些基本圖算法。還將通過實(shí)際例子探討其他算法領(lǐng)域。

6、算法性能：空間和時(shí)間要求，最壞情況、平均情況和最佳情況估計(jì)。測(cè)量和預(yù)測(cè)性能的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)：計(jì)數(shù)操作。

7、算法推理：對(duì)算法進(jìn)行非正式推理以確定其正確性的經(jīng)驗(yàn)。

學(xué)習(xí)成果：

成功完成本課程后，學(xué)生將能夠：

1、分析問題，確定并實(shí)施最合適的算法解決方案。

2、定義漸近復(fù)雜性的標(biāo)準(zhǔn)概念，并利用這些概念推理算法的復(fù)雜性。

3、使用偽代碼表示算法，并對(duì)其正確性進(jìn)行非正式推理 。

4、回憶基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義和表示方法，以及對(duì)其進(jìn)行操作的復(fù)雜性。

5、使用實(shí)際應(yīng)用的例子，解釋來自不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的排序和搜索、圖形操作和數(shù)論的標(biāo)準(zhǔn)算法問題。

6、從一組教過的算法中找出在特定情況下應(yīng)采用的算法，解釋應(yīng)如何采用，并將解決方案與可能的替代方案進(jìn)行比較 。

7、解釋分而治之、動(dòng)態(tài)編程、貪婪算法和線性編程等算法技術(shù)，討論何時(shí)適合使用這些技術(shù)，并應(yīng)用其解決問題。

8、回顧并解釋可操作性和 NP-完備性的概念，特別關(guān)注經(jīng)典的NP-完備性問題，并應(yīng)用這些概念來證明新問題的 NP-完備性。