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《算法设计与分析》课程教学大纲
一、课程简介
课程中文名
算法设计与分析
课程英文名
AlgorithmDesignandAnalysis
双语授课
□是?否
课程代码课程学分
3
总学时数
48（含实践0）
课程类别
□通识教育课程
□公共基础课程
?专业教育课程
□综合实践课程
□教师教育课程
课程性质
□必修
?选修
□其他
课程形态
□线上
?线下
□线上线下混合式
□社会实践
□虚拟仿真实验教学
考核方式
?闭卷□开卷□课程论文□课程作品□汇报展示□报告
?课堂表现?阶段性测试?平时作业□其他（可多选）
开课学院
大数据与智能工程学院
开课
系(教研室)
计算机科学与技术
面向专业
计算机科学与技术
数据科学与大数据技术
开课学期
第5学期
先修课程
无
后续课程
无
选用教材
王幸明,张晓霞.算法设计与分析[M].北京：人民邮电出版社,2018
参考书目
吴哲辉,崔焕庆,马炳先,吴振寰.算法设计方法[M].北京：机械工业出版社,2008.
课程资源
中国大学MOOC—北京大学：/course/PKU-1002534001
课程简介
算法设计与分析课程是计算机科学与技术专业的选修课程，主要介绍算法的设计和分析方法，包括用算法设计策略、贪心算法、动态规划等。通过算法设计与分析的学习，学生能够掌握算法的设计和分析方法，具备设计高效算法解决实际问题的能力。此外，课程还强调团队协作和沟通能力的培养，通过分组项目和讨论等方式，提高学生的表达和交流能力。
二、课程目标
表2-1课程目标
序号
具体课程目标
课程目标1
能够掌握算法设计和分析中的问题分析方法，包括问题定义、问题分解、算法复杂度分析等。通过课程的学习，学生可以培养出对问题的识别和抽象能力，能够准确分析问题的本质和特征，为后续的算法设计和分析提供基础。
课程目标2
能够掌握算法设计和实现的技能，具备设计高效算法解决实际问题的能力。课程将通过多种算法设计策略和复杂度分析方法的学习和实践，帮助学生掌握算法设计和分析的技巧，能够设计和实现针对不同问题的有效算法。
课程目标3
能够了解算法设计与分析领域的前沿研究成果，包括必威体育精装版的算法设计和分析技术、应用场景等。通过文献阅读、研究报告等方式，培养学生的研究能力，让他们能够跟踪和掌握该领域的发展动态，为未来的研究和开发工作打下基础。
表2-2课程目标与毕业要求对应关系（计算机科学与技术专业）
毕业要求
指标点
课程目标
毕业要求2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析计算机复杂工程问题，以获得有效结论。【H】
2.2能够识别与表达计算系统中的关键问题，针对计算系统设计与实现的需求进行系统分析和模拟。
课程目标1
毕业要求3.设计/开发解决方案：能够针对计算机复杂工程问题的解决方案，设计并实现满足特定需求的软件系统，并能够在设计和实现环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。【L】
3.2能够识别计算机软件系统设计与实现中的关键问题，并对方案进行持续优化，体现创新性。
课程目标2
毕业要求4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对计算机复杂工程问题进行研究，设计实验、分析与解释数据，并能通过信息综合得到合理有效结论。【M】
4.3能够对实验结果进行分析和解释，并综合相关信息，给出合理、有效的结论，并对结论进行规范的表述。
课程目标3
三、课程学习内容与方法
（一）理论学习内容及要求
表3-1课程目标、学习内容和教学方法对应关系
序号
课程模块
学习内容
学习任务
课程目标
学习重点难点
教学方法
学时
1
算法基础
1.算法的基本概念
个人作业：汉诺塔、斐波那契数列的时间复杂度分析
课程目标1
重点：
算法和算法复杂度的基本概念
难点：
算法时间复杂度的估算方法
讲授法
案例教学
8
2.算法设计与分析的基本方法
课程目标1
3.算法的定量分析（时间复杂度，空间复杂度）
课程目标3
4.递归与归纳定义及一般方法
课程目标2
2
分治算法
1.分治算法的思想
个人作业：编程实现快速排序算法
课程目标1
重点：
1.分治算法的思想
难点：
2.快速排序、折半查找算法
讲授法
案例教学
10
2.排序问题中的分治算法
课程目标2
3.查找问题中的分治算法
课程目标3
4.组合问题中的分治算法
课程目标2
3
贪心算法
1.贪心算法的思想
个人作业：编程实现单源最短路径算法、最小生成树算法
课程目标1
重点：
1.贪心算法的思想
难点：
2.背包问题、单源最短路径问题、最小生成树问题
讲授法
案例教学
10
2.组合问
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