《数据结构》教学大纲.docx

《数据结构》教学大纲

课程编号英文名称：DataStructure

学分：5

学时：总学时96学时，其中理论64学时，实践32学时

先修课程：高级语言

课程类别：专业基础课

授课对象：计算机科学与技术专业学生

教学单位：机械与电气工程学院

修读学期：第2学期

一、课程描述和目标

本课程是计算机科学与技术专业的专业基础课和核心课程，理论性和实践性都很强，既要掌握理论知识，又要进行算法设计与实现，还要上机调试运行。通过本课程的学习，使学生具备较扎实的软件技术知识和技能；使学生基本具备从现实问题抽象到信息范畴再到计算机中数据组织和处理的转换，并编程实现解决问题的能力；培养学生分析和解决较复杂问题、算法设计和程序调试的能力，为学生的专业素质和分析及解决问题的能力奠定基础。

通过学习本课程，达到以下课程目标：

课程目标1：学习线性结构、树结构和图结构等常用的数据结构的逻辑结构、存储结构与基于这两种结构的算法，学习查找、排序等常用算法，培养算法设计和评价的初步能力。

课程目标2：能根据实际问题选择合适的数据逻辑结构和存储结构，能运用数据结构相关知识编程求解实际问题，对复杂工程问题具有一定的算法设计能力和程序调试能力。

二、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

指标点1-3：能够将算法设计、面向对象程序设计思想等知识与方法，用于计算机相关领域的复杂工程问题的分析、设计与实现

课程目标1

课程目标2

H

指标点2-2：能够对计算机相关领域的复杂工程问题进行有效的表达和建模、分析和评价，具备获得有效结论的能力

课程目标1

课程目标2

M

指标点4-1：能够通过文献阅读和实验设计并采用计算机专业知识，就复杂工程应用中涉及的局部性功能或性能问题进行研究，并对结果或数据进行分析与解释

课程目标2

H

三、教学内容、基本要求与学时分配

序号

教学内容

基本要求及重、难点（含德育要求）

学时

教学方式

对应课程目标

1

绪论：基本概念与术语；算法的概念及其分析方法。

理解数据结构、逻辑结构、存储结构、算法等基础知识；能初步理解算法分析的方法。

树立学好专业知识、助力中国梦的信念；获取仰望星空、探索创新的精神动力。

4

讲授式

讨论式

课程目标1

2

线性表：线性表的基础知识；顺序表；链表；STL之vector、list。

理解线性表、顺序表和链表的概念及结构特征等知识；理解顺序表和单链表的基本操作及其算法；能应用线性表及vector、list求解实际问题。

树立攻坚克难、勇于挑战的信念；获取脚踏实地、精诚合作的精神动力。

8

讲授式

启发式

探究式

讨论式

练习式

课程目标1

课程目标2

3

栈与队列：顺序栈；链栈；循环队列；链式队列；STL之stack、queue。

理解栈/队列的概念和结构特点；理解栈/队列的在顺序/链式存储结构下的基本操作方法及算法；能应用栈/队列结构及stack、queue求解实际问题。

获取团队合作、探索创新的精神动力；深刻理解社会主义核心价值观。

8

讲授式

启发式

探究式

讨论式

练习式

课程目标1

课程目标2

4

其他线性结构：串；STL之string；数组；广义表。

理解串、数组和广义表的概念与术语；理解数组元素存储地址的计算方法；理解求广义表的表头、表尾、长度和深度的方法；能应用string及串相关算法求解实际问题。

养成脚踏实地、精益求真的习惯；获取奋发向上、探索创新的精神动力。

2

讲授式

讨论式

练习式

课程目标1

课程目标2

5

树结构：树的基本概念与术语；二叉树的概念、性质、存储结构、遍历；哈夫曼树和哈夫曼编码；树、森林与二叉树的转换。

理解树的基本概念与术语；理解二叉树的概念及基础知识；理解二叉树的遍历方法和算法；理解树、森林与二叉树的转换方法；理解哈夫曼树和哈夫曼编码的构造方法和算法；能应用二叉树的相关算法求解实际问题。

树立爱国情怀、文化自信；获取奋发向上、探索创新的精神动力。

12

讲授式

启发式

探究式

讨论式

练习式

课程目标1

课程目标2

6

图结构：图的基本概念与术语；图的存储结构；图的遍历；最小生成树；最短路径；拓扑排序。

理解图的基本概念与术语；理解图的邻接矩阵与邻接表；理解最小生成树、最短路径和拓扑排序的方法和算法；能应用图的遍历算法、最小生成树和最短路径的算法求解实际问题。

体会勤奋学习、洞察研究的价值；获取奋发向上、探索创新的精神动力。

12

讲授式

启发式

探究式

讨论式

练习式

课程目标1

课程目标2

7

查找：查找基础知识；顺序查找；二分查找；二叉排序树；平衡二叉树；哈希查找；STL之set、map。

理解查找的有关概念及性能分析方法；理解各种查找的基础知识和相关算法的方法；理解顺序查找、二分查找、二叉排序树和哈希