Wydział Informatyki - Inżynieria cyfryzacji (S1)
Sylabus przedmiotu Podstawy algorytmizacji i programowania I:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria cyfryzacji | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | nauk technicznych, studiów inżynierskich | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Podstawy algorytmizacji i programowania I | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Inżynierii Oprogramowania | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Włodzimierz Chocianowicz <Wlodzimierz.Chocianowicz@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Włodzimierz Chocianowicz <Wlodzimierz.Chocianowicz@zut.edu.pl>, Mirosław Mościcki <Miroslaw.Moscicki@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 7,0 | ECTS (formy) | 7,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Podstawowa wiedza z zakresu informatyki. |
| W-2 | Student powinien znać podstawowe pojęcia matematyki i informatyki: zbiory i operacje na zbiorach, relacje, funkcje, indukcja i iteracja, budowa i funkcjonowanie komputera (w tym procesora), stosu programowego |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Praktyczne opanowanie zasad tworzenia algorytmów |
| C-2 | Nabycie umiejętności oceny i porównywania algorytmów ze względu na czaso- i pamięciochłonność |
| C-3 | Zapoznanie studenta z zasadami formułowania zadań algorytmicznych, projektowania algorytmów do ich rozwiązywania i oceny tych algorytmów |
| C-4 | Zapoznanie studenta z podstawowymi algorytmami sortowania oraz strukturami danych (stos, kolejka, lista, struktury drzewiaste, itp.) |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Schematy blokowe algorytmów i pseudokody | 4 |
| T-L-2 | Naturalna ocena złozonosci algorytmów (przypadek optymistyczny, pesymistyczny, oczekiwany) | 6 |
| T-L-3 | Konfrontacja iteracyjnych i rekurencyjnych wersji algorytmów | 4 |
| T-L-4 | Asymptotyczna ocena złozonosci algorytmów i twierdzenie o rekurencji uniwersalnej | 4 |
| T-L-5 | Metody rozwiazywania równan rekurencyjnych | 2 |
| T-L-6 | Formalne badanie poprawnosci algorytmów | 4 |
| T-L-7 | Formułowanie asercji, niezmienników i zbiezników oraz dowodzenie ich prawdziwosci | 3 |
| T-L-8 | Wpływ zmiany typu danych wejściowych na algorytm, obliczenia równoległe i randomizowane | 3 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Wprowadzenie: specyfikacja i sposoby opisu algorytmów, kryteria porównania algorytmów, pojęcie struktury danych i systemu algebraicznego, przegląd fundamentalnych idei i metod projektowania algorytmów | 3 |
| T-W-2 | Rekurencja i algorytmy rekurencyjne | 4 |
| T-W-3 | Poprawność algorytmu | 3 |
| T-W-4 | Sprawność algorytmów (analiza algorytmów) | 2 |
| T-W-5 | Projektowanie algorytmu | 3 |
| T-W-6 | Wybrane metody sortowania | 2 |
| T-W-7 | Abstrakcyjne podstawowe struktury danych (stos, kolejka, listy) | 2 |
| T-W-8 | Drzewa i drzewa binarne (ogólna definicja drzewa, drzewa binarne: kopce i drzewa poszukiwan binarnych, implementacja drzew binarnych, wyszukiwanie w drzewie, przechodzenie drzewa, operacje wstawiania i usuwania elementów drzewa, wywazanie drzew poszukiwan binarnych, drzewa AVL, samoorganizujace sie drzewa poszukiwan) | 6 |
| T-W-9 | Grafy (reprezentacja grafów, przechodzenie grafów, grafy wazone, drzewa rozpinajace grafów, algorytmy wyszukiwania sciezek) | 2 |
| T-W-10 | Złozonosc obliczeniowa (definicja klas złozonosci problemów oblicze-niowych, klasy P, NP, NP-zupełna, coNP, problemy NP-trudne, zwiazki miedzy złozonoscia czasowa i pamieciowa, klasy złozonosci algorytmów niedeterministycznych, nierozstrzygalnosc i niezupełnosc) | 3 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-L-2 | Wykonanie programów poza zajęciami | 60 |
| A-L-3 | Konsultacje | 10 |
| A-L-4 | Samodzielne uzupełe wiedzy i umiejętnośi | 20 |
| 120 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 30 |
| A-W-2 | Samodzielne studiowanie tematyki wykładów | 15 |
| A-W-3 | Przygotowanie się do egzaminu | 10 |
| A-W-4 | Udział, dyskusje i rozwiazywanie problemów formułowanych podczas wykładów | 20 |
| A-W-5 | Przygotowanie do egzaminu i udział w egzaminie | 15 |
| A-W-6 | Udział w konsultacjach do wykładu | 2 |
| 92 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjno-konwersatoryjny |
| M-2 | Ćwiczenia przedmiotowe |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena formująca: Ocena na podstawie umiejętności rozwiązywania zadań formułowanych podczas ćwiczeń |
| S-2 | Ocena formująca: Udział w dyskusjach prowadzonych w trakcie zajęć |
| S-3 | Ocena podsumowująca: Egzamin - test (jednokrotnego lub wielokrotnego wyboru) oraz pytania otwarte (zadania problemowe) |
Zamierzone efekty kształcenia - wiedza
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IC_1A_B/03/01_W01 Student rozumie pojęcia złożoności, sprawności i poprawności oraz ich praktyczne znaczenie w analizie algorytmów | IC_1A_W04 | T1A_W01, T1A_W03, T1A_W07 | InzA_W02 | C-2 | T-W-3, T-W-4 | M-1, M-2 | S-1, S-2, S-3 |
| IC_1A_B/03/01_W02 Student potrafi definiować zadania algorytmiczne oraz zaproponować odpowiednią technikę algorytmiczną do jego rozwiązania | IC_1A_W04 | T1A_W01, T1A_W03, T1A_W07 | InzA_W02 | C-1, C-3 | T-W-1, T-W-5 | M-1, M-2 | S-1, S-2, S-3 |
| IC_1A_B/03/01_W03 Student zna podstawowe algorytmy sortowania oraz struktury danych (stos, kolejka, lista) | IC_1A_W04 | T1A_W01, T1A_W03, T1A_W07 | InzA_W02 | C-1, C-4 | T-W-2, T-W-6, T-W-7 | M-1, M-2 | S-1, S-3 |
Zamierzone efekty kształcenia - umiejętności
| Zamierzone efekty kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów kształcenia prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IC_1A_B/03/01_U01 Student formułować i rozwiązywać zadania algorytmiczne | IC_1A_U25 | T1A_U13, T1A_U15 | InzA_U05, InzA_U07 | C-1, C-3 | T-W-1, T-W-2, T-W-3 | M-1, M-2 | S-1, S-2, S-3 |
| IC_1A_B/03/01_U02 Student potrafi badać poprawność algorytmów i ich sprawność, ulepszać ich działanie | IC_1A_U25 | T1A_U13, T1A_U15 | InzA_U05, InzA_U07 | C-1, C-3 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5, T-W-7 | M-1, M-2 | S-1, S-2, S-3 |
| IC_1A_B/03/01_U03 Student potrafi zastosować podstawowe struktury danych do rozwiązywania zadań algorytmicznych | — | — | — | C-4 | T-W-6, T-W-7 | M-1, M-2 | S-1, S-2, S-3 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| IC_1A_B/03/01_W01 Student rozumie pojęcia złożoności, sprawności i poprawności oraz ich praktyczne znaczenie w analizie algorytmów | 2,0 | nie spełnia kryteriów okreslonych dla oceny 3 |
| 3,0 | potrafi wymienić i zdefiniować wybrane podstawowe pojęcia dotyczące złożoności, sprawności i poprawności oraz ich praktyczne znaczenie w analizie algorytmów | |
| 3,5 | potrafi wymienić i zdefiniować dowolne podstawowe pojęcia dotyczące złożoności, sprawności i poprawności oraz ich praktyczne znaczenie w analizie algorytmów | |
| 4,0 | potrafi precyzyjnie opisać wybrane podstawowe pojęcia dotyczące złożoności, sprawności i poprawności oraz ich praktyczne znaczenie w analizie algorytmów | |
| 4,5 | potrafi precyzyjnie opisać dowolne podstawowe pojęcia dotyczące złożoności, sprawności i poprawności oraz ich praktyczne znaczenie w analizie algorytmów | |
| 5,0 | spełnia wymagania na ocenę 4,5 oraz dodatkowo a poziomie podstawowym zna metody formalnego dowodzenia poprawności algorytmów | |
| IC_1A_B/03/01_W02 Student potrafi definiować zadania algorytmiczne oraz zaproponować odpowiednią technikę algorytmiczną do jego rozwiązania | 2,0 | nie spełnia kryteriów okreslonych dla oceny 3 |
| 3,0 | potrafi wymienić i definiować wybrane podstawowe zadania algorytmiczne oraz proponować odpowiednie techniki algorytmiczne do ich rozwiązania | |
| 3,5 | potrafi wymienić i definiować dowolne podstawowe zadania algorytmiczne oraz proponować odpowiednie techniki algorytmiczne do ich rozwiązania | |
| 4,0 | potrafi precyzyjnie opisać wybrane podstawowe zadania algorytmiczne oraz proponować odpowiednie techniki algorytmiczne do ich rozwiązania | |
| 4,5 | potrafi precyzyjnie opisać dowolne podstawowe zadania algorytmiczne oraz proponować odpowiednie techniki algorytmiczne do ich rozwiązania | |
| 5,0 | spełnia wymagania na ocenę 4,5 oraz dodatkowo na poziomie podstawowym potrafi zaproponować i wytłumaczyć działanie metody programowania dynamicznego na przykładzie wskazanego problemu algorytmicznego | |
| IC_1A_B/03/01_W03 Student zna podstawowe algorytmy sortowania oraz struktury danych (stos, kolejka, lista) | 2,0 | nie spełnia kryteriów określonych dla oceny 3 |
| 3,0 | zna wybrane podstawowe struktury danych (stos, kolejka) oraz potrafi wyjaśnić działanie wybranych podstawowych iteracyjnych algorytmów sortowania | |
| 3,5 | zna dowolne podstawowe struktury danych (stos, jedno - dwukierunkowe kolejki i listy) oraz potrafi wyjaśnić działanie wybranych podstawowych iteracyjnych algorytmów sortowania | |
| 4,0 | potrafi opisać dowolne podstawowe struktury danych (stos, jedno - dwukierunkowe kolejki i listy) oraz wyjaśnić działanie wybranych podstawowych iteracyjnych i rekurencyjnych algorytmów sortowania | |
| 4,5 | potrafi precyzyjnie opisać dowolne podstawowe struktury danych (stos, jedno - dwukierunkowe kolejki i listy) oraz precyzyjnie wyjaśnić działanie wybranych podstawowych iteracyjnych i rekurencyjnych algorytmów sortowania | |
| 5,0 | spełnia wymagania na ocenę 4,5 oraz dodatkowo potrafi opisać Student potrafi wyjaśnid działanie wybranych algorytmów sortowania wykraczajacych poza podstawowy zestaw algorytmów sortowania |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt kształcenia | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| IC_1A_B/03/01_U01 Student formułować i rozwiązywać zadania algorytmiczne | 2,0 | nie spełnia kryteriów określonych dla oceny 3 |
| 3,0 | potrafi formułować i rozwiązywać wybrane podstawowe zadania algorytmiczne | |
| 3,5 | potrafi formułować i rozwiązywać dowolne podstawowe zadania algorytmiczne | |
| 4,0 | potrafi zastosować metodę projektowania dziel i zwyciężaj do rozwiązania wybranych podstawowych zadań algorytmicznych | |
| 4,5 | potrafi zastosować metodę projektowania zachłannego oraz dziel i zwyciężaj do rozwiąznaia dowolnych zadań algorytmicznych | |
| 5,0 | potrafi zastosować metodę programownaia dydnamicznego do zaprojektowania wybranych podstawowych zadań algorytmicznych | |
| IC_1A_B/03/01_U02 Student potrafi badać poprawność algorytmów i ich sprawność, ulepszać ich działanie | 2,0 | nie spełnia kryteriów określonych dla oceny 3 |
| 3,0 | potrafi obliczyć złożoność czasową wybranych podstawowych algorytmów | |
| 3,5 | potrafi obliczyć złożoność czasową dowolnych podstawowych algorytmów | |
| 4,0 | spełnia wymagania na ocenę 3,5 oraz dodatkowo potrafi zweryfikować poprawność wybranych podstawowych algorytmów | |
| 4,5 | spełnia wymagania na ocenę 3,5 oraz dodatkowo potrafi zweryfikować poprawność dowolnych podstawowych algorytmów | |
| 5,0 | pospełnia wymagania na ocenę 4,5 oraz dodatkowo potrafi wprowadzić usprawnienia podnoszące sprawność działania algorytmów | |
| IC_1A_B/03/01_U03 Student potrafi zastosować podstawowe struktury danych do rozwiązywania zadań algorytmicznych | 2,0 | nie spełnia kryteriów określonych dla oceny 3 |
| 3,0 | potrafi zastosować tablicowe implementacje wybranych podstawowych liniowych struktur danych do zaimplementowania wybranych podstawowych zadań algorytmicznych | |
| 3,5 | potrafi zastosować tablicowe implementacje dowolnych podstawowych liniowych struktur danych do zaimplementowania wybranych podstawowych zadań algorytmicznych | |
| 4,0 | potrafi zastosować dynamiczne (np. wskażnikowe) implementacje wybranych podstawowych liniowych struktur danych do zaimplementowania wybranych podstawowych zadań algorytmicznych | |
| 4,5 | potrafi zastosować dynamiczne (np. wskażnikowe) implementacje dowolnych podstawowych liniowych struktur danych do zaimplementowania wybranych podstawowych zadań algorytmicznych | |
| 5,0 | potrafi zastosować dynamiczne (np. wskażnikowe) implementacje dowolnych podstawowych liniowych struktur danych do zaimplementowania dwolnych podstawowych zadań algorytmicznych |
Literatura podstawowa
- T.H. Cormen, Ch.E.Leiserson, R.I.Rivest, Wprowadzenia do algorytmów, WNT, Warszawa, 2004
- Kyle Loudon, Algorytmy w C, Helion, Warszawa, 2003
Literatura dodatkowa
- Richard Neapolitan, Kumarss Naimipour, Podstawy algorytmów z przykładami w C++, Helion, Warszawa, 2004
- Alfred V. Aho, John E. Hopcroft, Jeffrey D. Ullman, Algorytmy i struktury danych, Helion, Warszawa, 2003
- Piotr Wróblewski, Algorytmy, struktury danych i techniki programowania, 2009, Wyd. IV