《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程教學大綱

《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》教學大綱課程名稱：算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（AlgorithmsandDataStructure）課程編碼：1501ZY037課程類別：專業(yè)基礎(chǔ)--必修學分：2.5分總學時：40學時，其中，理論學時：28學時；上機學時：12學時適用專業(yè)：電子信息工程先修課程：C語言程序設(shè)一、課程性質(zhì)《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是電子信息工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課，具有很強的實踐性。通過課程的學習，幫助學生建立算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的概念，掌握算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計方法和基本分析方法，著重培養(yǎng)學生能對實際電子信息系統(tǒng)的軟件模塊進行抽象建模和分析系統(tǒng)中復(fù)雜工程問題的能力，為學習后續(xù)專業(yè)課程及從事計算機應(yīng)用領(lǐng)域的工作打下堅實的理論基礎(chǔ)。二、課程目標（一）育人目標從培養(yǎng)學生的辯證思維方式、社會責任、工程倫理、愛國教育等方面入手，將與人要素融于算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程教學，通過引入計算機科學領(lǐng)域科學家故事和算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的典型案例，重點培養(yǎng)學生刻苦求學、追求真理、嚴謹踏實、勇于創(chuàng)新的優(yōu)秀品質(zhì)，同時培養(yǎng)學生樹立正確的人生觀、價值觀，引導(dǎo)學生樹立正確的道德意識和法律意識。（二）知識和能力目標具體目標如下：掌握算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概論、基本理論等基礎(chǔ)知識，能夠?qū)⑵鋺?yīng)用于電子信息系統(tǒng)單元的軟件分析、設(shè)計和仿真（畢業(yè)要求1.3）；針對實際應(yīng)用場景，選擇合理的邏輯與存儲結(jié)構(gòu)、設(shè)計并實現(xiàn)相應(yīng)的算法，并對算法進行分析與評價，達到解決實際問題的目的（畢業(yè)要求3.2）。課程目標與畢業(yè)要求指標點對應(yīng)關(guān)系課程目標畢業(yè)要求指標點課程目標11.3能運用計算機相關(guān)基礎(chǔ)知識對電子信息系統(tǒng)單元模塊進行推演與分析。課程目標23.2能夠根據(jù)電子信息系統(tǒng)特定性能指標需求設(shè)計系統(tǒng)的各單元模塊。三、基本要求本課程的教學是以電子信息系統(tǒng)的軟件模塊開發(fā)為背景、以幾種經(jīng)典數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為主線，講述軟件模塊開發(fā)中的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、基本算法和算法性能的分析方法，使學生理解和掌握軟件模塊開發(fā)中各種常見的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其算法。本課程主要內(nèi)容包括線性表、棧和隊列、串和數(shù)組、樹、圖、查找和內(nèi)部排序等章節(jié)。教學過程中要注意與先修課程基礎(chǔ)知識的聯(lián)系，掌握算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念、基本設(shè)計方法、基本分析方法。在線性表、棧和隊列、樹、圖等典型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的講述中，注意培養(yǎng)學生綜合運用所學知識的能力，掌握存儲結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法，掌握基本算法的設(shè)計與分析方法，能夠?qū)浖O(shè)計中的問題進行推理和分析。掌握查找和內(nèi)部排序的基本方法，并能夠更加時間應(yīng)用場景的需要，選擇并設(shè)計合理的查找與排序算法。在上機中，應(yīng)結(jié)合實際應(yīng)用場景需求，能夠設(shè)計算法與程序，并對上機結(jié)果進行評價。三、教學內(nèi)容12課堂授課，課后練習題126434214215546圖437查22題8內(nèi)部排3第一章緒論1、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概念；2、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)展歷史；3、算法描述和算法分析。本章重點：了解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)展歷史；掌握數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通信基本概念。能力：掌握算法描述和分析基本方法，能夠?qū)浖K進行算法描述和分析。第二章線性表1、線性表的邏輯結(jié)構(gòu)；2、線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)；3、線性表的鏈式存儲結(jié)構(gòu)；4、線性表的應(yīng)用舉例。本章重點：理解線性表的邏輯結(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)；掌握線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈式存儲結(jié)構(gòu)。能力：能夠針對實際應(yīng)用場景，選擇合理的順序或鏈式存儲結(jié)構(gòu)，并設(shè)計算法。第三章棧和隊列1、棧的定義、順序存儲結(jié)構(gòu)及其操作；2、棧的鏈式存儲結(jié)構(gòu)及其操作；3、隊列的順序存儲結(jié)構(gòu)及其操作；4、隊列的鏈式存儲結(jié)構(gòu)及其操作；5、循環(huán)隊列。本章重點：理解棧和隊列的定義，理解循環(huán)隊列的定義；掌握棧的順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈式存儲結(jié)構(gòu)，掌握隊列的順序存儲結(jié)構(gòu)和鏈式存儲結(jié)構(gòu)。能力：能夠根據(jù)實際應(yīng)用需要，正確選擇?；蛘哧犃写鎯吞幚頂?shù)據(jù)。第四章串和數(shù)組1、串的定義、存儲結(jié)構(gòu)及其操作；2、數(shù)組的定義、存儲結(jié)構(gòu)及其操作。本章重點：了解串和數(shù)組的定義；理解串和數(shù)組的存儲結(jié)構(gòu)；掌握串和數(shù)組的操作。能力：能夠應(yīng)用字符串和數(shù)組存儲和處理數(shù)據(jù)。第五章樹和二叉樹1、樹和二叉樹的定義；2、遍歷二叉樹；3、樹和森林；4、哈夫曼樹及其應(yīng)用；本章重點：理解樹和二叉樹的定義，理解樹和森林的定義；掌握二叉樹的遍歷方法，掌握二叉樹與樹的相互轉(zhuǎn)換方法，掌握哈夫曼樹的構(gòu)造方法及其應(yīng)用。能力：能夠根據(jù)實際應(yīng)用需要，正確選擇樹存儲數(shù)據(jù)，并設(shè)計出相應(yīng)的算法。第六章圖1、圖的定義和基本術(shù)語；2、圖的存儲結(jié)構(gòu)；3、圖的遍歷；4、圖的應(yīng)用；本章重點：理解圖的定義和基本術(shù)語；掌握圖的存儲結(jié)構(gòu)，掌握圖的遍歷方法，掌握圖的應(yīng)用。能力：能夠根據(jù)實際應(yīng)用需要，選擇圖存儲數(shù)據(jù)，能夠理解圖的基本算法。第七章查找1、查找的基本概念；2、線性表的查找；3、樹表的查找；4、散列表的查找；本章重點：了解查找的基本概念；理解樹表的查找和散列表的查找方法；掌握線性表的查找方法。能力：能夠針對實際應(yīng)用場景，選擇并設(shè)計合理的查找算法。第八章內(nèi)部排序1、基本概念與基本方法；2、插入排序；3、交換排序；4、選擇排序；5、歸并排序本章重點：了解內(nèi)部排序的基本概念和基本方法；理解插入排序、交換排序、選擇排序、歸并排序。能力：能夠針對實際應(yīng)用場景，選擇并設(shè)計合理的排序算法。五、上機內(nèi)容與學時分配上機項目與類型序號上機項目學時上機性質(zhì)驗證綜合設(shè)計1線性表的存儲結(jié)構(gòu)定義及基本操作2√2線性表的綜合應(yīng)用2√3棧和隊列的定義及基本操作2√4二叉樹的定義及基本操作2√5圖及其應(yīng)用2√6查找和排序算法的實現(xiàn)2√上機一線性表的存儲結(jié)構(gòu)定義及基本操作目的要求掌握線性表的邏輯特征；掌握線性表順序存儲結(jié)構(gòu)的特點，熟練掌握順序表的基本操作；熟練掌握線性表的鏈式存儲結(jié)構(gòu)定義及基本操作。主要上機軟件VisualStudio。3．實驗內(nèi)容編程實現(xiàn)線性表的順序存儲結(jié)構(gòu)定義、順序存儲結(jié)構(gòu)的基本操作、順序存儲結(jié)構(gòu)應(yīng)用；編程實現(xiàn)線性表的鏈式存儲結(jié)構(gòu)定義、鏈式存儲結(jié)構(gòu)的基本操作、鏈式存儲結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。上機二線性表的綜合應(yīng)用目的要求掌握順序表和鏈表的概念，學會對問題進行分析，選擇恰當?shù)倪壿嫿Y(jié)構(gòu)和存儲結(jié)構(gòu)；加深對順序表和鏈表的理解，培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。主要上機軟件VisualStudio。實驗內(nèi)容編程實現(xiàn)一元多項式的表示及其基本操作，包括建立、銷毀、輸出、加法、減法、乘法等操作。上機三棧和隊列的定義及其基本操作目的要求熟悉棧的定義和基本操作；熟悉隊列的定義和基本操作；掌握遞歸和非遞歸算法的實現(xiàn)技術(shù)和實際應(yīng)用；加深對棧結(jié)構(gòu)的理解，培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。主要上機軟件VisualStudio。3．實驗內(nèi)容編程實現(xiàn)棧的順序存儲結(jié)構(gòu)定義、順序存儲結(jié)構(gòu)的基本操作、順序存儲結(jié)構(gòu)應(yīng)用；編程實現(xiàn)隊列的鏈式存儲結(jié)構(gòu)定義、鏈式存儲結(jié)構(gòu)的基本操作、鏈式存儲結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。上機四二叉樹的定義及基本操作目的要求熟練掌握二叉樹的二叉鏈表存儲結(jié)構(gòu)；掌握二叉樹的非線性和遞歸特點；熟練掌握二叉樹的遞歸操作的實現(xiàn)方法；加深對二叉樹結(jié)構(gòu)的理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。主要上機軟件VisualStudio。3．實驗內(nèi)容編程實現(xiàn)二叉樹的二叉鏈表存儲結(jié)構(gòu)及其基本操作，利用二叉樹的二叉鏈表存儲結(jié)構(gòu)編寫程序解決實際問題。上機五圖及其應(yīng)用目的要求熟練掌握圖的兩種存儲結(jié)構(gòu)（鄰接矩陣和鄰接表）的表示方法；掌握圖的基本運算及應(yīng)用；加深對圖的理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。主要上機軟件VisualStudio。3．實驗內(nèi)容編程實現(xiàn)圖的鄰接矩陣存儲結(jié)構(gòu)的定義、基本操作和應(yīng)用；編程實現(xiàn)圖的鄰接表存儲結(jié)構(gòu)的定義、基本操作和應(yīng)用。上機六查找和排序算法的實現(xiàn)目的要求掌握有序表、無序表查找的基本思想及存儲、運算的實現(xiàn)；熟練掌握常用排序算法的基本思想及實現(xiàn)；加深對查找和排序算法的理解，逐步培養(yǎng)解決實際問題的編程能力。主要上機軟件VisualStudio。3．實驗內(nèi)容編程實現(xiàn)常見的查找和排序算法，并對結(jié)果進行分析，記錄相關(guān)上機結(jié)果，并能對上機結(jié)果有預(yù)期的正確判斷。六、教學方法為了提高教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生的理論分析能力和實踐動手能力，采用課堂講授與學生討論相結(jié)合、理論教學和上機實踐相結(jié)合等多種教學方式方法，達到掌握算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本理論和基本動手實踐能力的教學目標。主要教學包括課堂教學、課堂研討、隨堂練習和課后練習、上機實操。課堂教學課堂教學以“互動式”方法為主導(dǎo)，在這一教學環(huán)節(jié)，學生以聽課為主，并參與討論，每次課程開始或課程中間進行提問，課后留有思考題。教師主要講授課程的基本概念、基本理論和基本方法。同時，有意識設(shè)計一些討論性問題，引導(dǎo)學生運用已有的知識進行思考。本課程采用多媒體教學手段，注重提高課堂效率。課堂研討本課程采用研究型教學，授課過程中采用教師引導(dǎo)、學生自習、課堂討論、教師總結(jié)、課后答疑的教學方式。隨堂練習和課后習題課堂上，教師結(jié)合教學內(nèi)容給出針對性的習題，學生當堂完成，通過隨堂練習加深理解、鞏固知識。對于本課程的重要知識點和重難點，適當布置課后習題，使學生進一步理解和鞏固，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。上機實操算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一門理論聯(lián)系實際的課程。為了加深學生對理論教學內(nèi)容的理解、訓練學生的動手能力和綜合分析能力。本課程配合理論學習外，安排有12學時的上機。上機要求學生在教師的指導(dǎo)下，能獨立編程完成各種常見數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其基本操作、常見的查找與排序算法。七、考核與評價方式及標準考核標準與成績評定課程考核由平時成績、期末考試兩個部分進行成績評定。平時成績（百分制），包括課堂測驗、作業(yè)、上機等。平時成績評價標準優(yōu)秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）掌握算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本概概念清晰，分析得主要概念清晰，但基本概念基本基本概念未掌念，線性表、棧和隊列、樹、當。方案能夠解決部分分析有誤。方清晰。尚能制握。不能制定圖等典型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)問題，思路清晰，案主要思路、算法定方案。極小方案。大部分構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)、基本算法及其算法設(shè)計正確。獨設(shè)計正確。獨立完部分抄襲，算抄襲或者作業(yè)典型應(yīng)用方法，掌握查找和排立完成作業(yè)，書寫成作業(yè)，書寫清晰，法描述基本規(guī)不完整或未序的基本概念和典型實現(xiàn)方工整、清晰符合規(guī)算法描述符合規(guī)范。交。法。范。范。上機成績評價標準基本要求評價標準優(yōu)秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）目能夠根據(jù)上機項目1~4能夠根據(jù)各種數(shù)能夠根據(jù)各種數(shù)基本上能夠根據(jù)基本上能夠標的內(nèi)容開展上機，觀察據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏輯結(jié)各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的根據(jù)各種數(shù)1/2現(xiàn)象，分析結(jié)果；根據(jù)構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)及基構(gòu)、存儲結(jié)構(gòu)及基邏輯結(jié)構(gòu)、存儲結(jié)據(jù)結(jié)構(gòu)的邏上機項目5、6的內(nèi)容，本算法開展上機，本算法開展上機，構(gòu)及基本算法開輯結(jié)構(gòu)、存儲給出上機方案，并開展上機結(jié)果正確，結(jié)上機結(jié)果較正確，展上機，上機結(jié)果結(jié)構(gòu)及基本編寫程序，得出有效實果分析全面。結(jié)果分析較全面?；菊_，結(jié)果分算法開展上驗結(jié)果。析比較全面。機，上機結(jié)果不正確，結(jié)果分析不全面。期末考試成績：70%，考試方式為閉卷，題型包括：單選題、填空題、判斷對錯題、簡答題、應(yīng)用題。課程考試考核內(nèi)容與要求評價標準比基本要求例（%）優(yōu)秀（0.9-1）良好（0.7-0.89）合格（0.6-0.69）不合格（0-0.59）目掌握算法和數(shù)據(jù)結(jié)算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法與數(shù)據(jù)結(jié)算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法與數(shù)據(jù)結(jié)標構(gòu)的基本概論、基本基本概念回答、判構(gòu)基本概念回基本概念回答、構(gòu)基本概念回1理論等基礎(chǔ)知識，能斷問題正確，算法答、判斷問題判斷問題基本正答、判斷問題錯夠?qū)⑵鋺?yīng)用于電子與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基較正確，算法確，算法與數(shù)據(jù)誤較多，算法與信息系統(tǒng)單元的軟本原理、基本分析與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的基本原數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基60件分析、設(shè)計和仿真方法正確，語言簡基本原理、基理、基本分析方本原理、基本分練。算法描述規(guī)本分析方法較法基本正確。算析方法不正確。范。正確。算法描法描述基本規(guī)算法描述不正述較規(guī)范。范。確。目針對實際應(yīng)用場景，針對實際應(yīng)用場針對實際應(yīng)用針對實際應(yīng)用場針對實際應(yīng)用標選擇合理的邏輯與景，選擇合理的場景，選擇合景，選擇基本合場景，選擇的邏2存儲結(jié)構(gòu)、設(shè)計并實邏輯與存儲結(jié)構(gòu)、理的邏輯與存理的邏輯與存儲輯與存儲結(jié)構(gòu)現(xiàn)相應(yīng)的算法，并對算法設(shè)計正確，算儲結(jié)構(gòu)、算法結(jié)構(gòu)、算法設(shè)計不正確、算法設(shè)算法進行分析與評法分析與評價正設(shè)計較正確，基本正確，算法計不正確，算法40價，達到解決實際問確算法分析與評分析與評價基本分析與評價不題的目的。價較正確正確正確注：該表格中的比例為期末考試試卷成績比例。成績評定為：考試成績*70%+平均平時成績*30%。2．課程目標達成評價《算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程目標達成評價分析報告課程名稱算法與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程性質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)，必修學時學分40/2.5開課學期專業(yè)班級考核方式考試，閉卷任課教師：評價人員：課程組長，命題教師，閱卷教師二、課程目標達成評估課程目標支撐指標點課程目標評價數(shù)據(jù)源評價依據(jù)