0923D00004-算法设计与分析-2023版人才培养方案课程教学大纲.docxVIP

PAGE4

ADDINCNKISM.UserStyle《算法设计与分析》课程教学大纲

（理论课程·2023版）

一、课程基本信息

课程号

0923D00004

开课单位

数学与信息科学学院

课程名称

（中文）算法设计与分析

（英文）AnalysisandDesignofAlgorithms

课程性质

选修

考核类型

考试

课程学分

3

课程学时

51

课程类别

专业拓展课

先修课程

离散数学、数据结构、程序设计基础

适用专业（类）

软件工程

二、课程描述及目标

（一）课程简介

《算法分析与设计》是软件工程、计算机科学与技术及相关专业的基础课程。该课程的学习将为专业课程学习打下良好基础。本课程主要是讲授算法设计的基本原理、方法和算法分析技术。学生通过对算法设计策略的系统学习与研究，理解和掌握算法设计的主要方法，锻炼独立分析问题和解决问题的能力，为开发高效的软件系统奠定坚实的基础。

《算法分析与设计》是一门理论性与实践性兼顾的课程，通过本课程的学习，要求学生理解计算机算法效率分析与设计所涉及的基本概念和基础知识，掌握基本的算法分析的方法和常见的算法设计方法，通过大量对算法实例的分析，加深对算法设计方法的认识和理解，并通过不同的算法设计技术在同一问题中的应用进行比较，牢固掌握算法设计技术的基本策略，深刻体会算法设计技术的思想方法，培养学生综合利用多种算法设计技术更有效地解决问题的能力。

（二）教学目标

通过本课程的学习，要求学生理解计算机算法效率分析与设计所涉及的基本概念和基础知识，掌握基本的算法分析的方法和常见的算法设计方法，深刻体会算法设计技术的思想方法，培养学生综合利用多种算法设计技术更有效地解决问题的能力。

课程目标1：掌握算法复杂度分析的基本理论以及算法的计算复杂性分析方法，以及算法分析相关的数学基础，能够对所现有的或者设计出的算法从理论上进行复杂度分析；

课程目标2：理解、掌握常见的算法设计方法，能够综合利用多种算法设计技术更有效地解决实际问题；

课程目标3：培养学生算法分析的时空意识、离散的计算思维、以及在有限的计算资源上为实际问题选择或设计合适算法的能力。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

权重

1-2：掌握计算机科学与软件开发的基本理论和基础专业知识，具备常用软件及数据分析软件使用的相关知识，掌握常用软件开发语言，具备大数据环境下数据分析算法与软件系统的设计、开发与分析等相关知识。

课程目标1

0.4

2-2：具有较强的创新意识和批判意识，善于发现、提出问题，有意识涉猎相关学科的基本知识，并尝试将数据科学与大数据技术的理论和方法应用到具体问题分析、建模及求解中。

课程目标2

0.3

3-4：具有科学情怀，具备数学思维和数据思维素养，能胜任数据建模、数据分析与挖掘算法等问题的研究和大数据系统的开发工作，即可在科研机构或高校继续深造，从事数据科学相关的科研工作，也可在经济、管理、生物、交通、医疗等领域或业界从事大数据的采集、管理、分析与处理方面的工作。

课程目标3

0.3

四、教学方式与方法

由于本课程具有很强的理论和实践集合的特点，因此本课程采用教授式教学和探讨式教学、启发式教学、案例教学相结合的方式。在教学过程中，采用任务驱动模式，通过分析展示问题解决的过程，培养学生自主分析问题和解决问题的能力。

五、教学重点与难点

（一）教学重点

教学重点：算法的概念、算法效率的分析；分治策略的基本原理与应用、递归算法的效率分析；动态规划算法的设计策略；贪心策略的基本思想、适用条件及其应用、适用条件及其应用；回溯法的基本思想、限界函数、效率估计、适用条件及其应用；分支限界法的有哪些信誉好的足球投注网站策略、算法框架、典型问题的设计策略；数值概率算法、蒙特卡罗算法、拉斯维加斯算法和舍伍德算法。

（二）教学难点

算法时间复杂性和空间复杂性的度量、算法运行时间的估计；动态规划典型问题的应用；贪心算法典型问题的解决方法及时间复杂性的分析；分支限界法典型问题的设计策略。

六、教学内容、基本要求与学时分配

序号

教学内容

基本要求

学时

教学

方式

对应课程目标

1

第1章

算法概述

理解算法的概念、算法的时间复杂性和空间复杂性；掌握求解问题的基本步骤；掌握算法运行时间的估计。

4

讲授

课程目标1

2

第2章

递归与分治策略

掌握递归的概念与的基本原理；理解分治策略的基本原理和效率分析，掌握设计有效算法的分治策略。

8

讲授

+探讨

课程目标1

3

第3章

动态规划

理解动态规划算法的概念；掌握动态规划算法的基本要素；掌握设计动态规划算法的步骤以及典型问题的应用与分析。

8

讲授

+案例

课程目标2

课程目标3

4

第4章

贪心算法

理解贪心算法的基本思想、适用条件；掌握贪心算法的设计策略，掌握贪心算