FI:IV003 Algoritmy a dat. struktury II - Informace o předmětu

IV003 Algoritmy a datové struktury II

Rozsah

2/2. 4 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Ivana Černá, CSc. (přednášející)
RNDr. Nikola Beneš, Ph.D. (cvičící)
RNDr. Tomáš Effenberger, Ph.D. (cvičící)
Mgr. Jan Horáček (cvičící)
RNDr. Jan Mrázek (cvičící)
RNDr. Samuel Pastva, Ph.D. (cvičící)
RNDr. Martin Jonáš, Ph.D. (pomocník)
RNDr. David Klaška (pomocník)

Garance

prof. RNDr. Mojmír Křetínský, CSc.
Katedra teorie programování – Fakulta informatiky
Dodavatelské pracoviště: Katedra teorie programování – Fakulta informatiky

Rozvrh

St 20. 2. až St 15. 5. St 12:00–13:50 D2

• Rozvrh seminárních/paralelních skupin:

IV003/A: Čt 21. 2. až Čt 16. 5. Čt 12:00–13:50 B411, N. Beneš
IV003/01: Čt 21. 2. až Čt 16. 5. Čt 14:00–15:50 B410, T. Effenberger, J. Horáček
IV003/02: Čt 21. 2. až Čt 16. 5. Čt 16:00–17:50 A217, S. Pastva
IV003/03: Čt 21. 2. až Čt 16. 5. Čt 10:00–11:50 A318, S. Pastva
IV003/04: St 18:00–19:50 B410, J. Mrázek

Předpoklady

( IB002 Algoritmy a datové struktury || PROGRAM(N-MA)) && ! IB108 Algoritmy a dat. struktury II
Kurz navazuje na přednášku IB002 Algoritmy a datové struktury I.

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Aplikovaná informatika (program FI, B-AP)
• Bioinformatika (program FI, B-AP)
• Informatika a druhý obor (program FI, B-EB)
• Informatika a druhý obor (program FI, B-FY)
• Informatika a druhý obor (program FI, B-IO)
• Informatika a druhý obor (program FI, B-MA)
• Informatika a druhý obor (program FI, B-TV)
• Informatika ve veřejné správě (program FI, B-AP)
• Matematická informatika (program FI, B-IN)
• Paralelní a distribuované systémy (program FI, B-IN)
• Počítačová grafika a zpracování obrazu (program FI, B-IN)
• Počítačové sítě a komunikace (program FI, B-IN)
• Počítačové systémy a zpracování dat (program FI, B-IN)
• Programovatelné technické struktury (program FI, B-IN)
• Programovatelné technické struktury (program FI, N-IN)
• Služby - výzkum, řízení a inovace (program FI, N-AP)
• Sociální informatika (program FI, B-AP)
• Umělá inteligence a zpracování přirozeného jazyka (program FI, B-IN)

Cíle předmětu

Kurz navazuje na úvodní kurz Algoritmy a datové struktury I. Prezentuje algoritmické koncepty a konstrukty bez jejich přímé návaznosti na jakýkoliv programovací jazyk a bez požadavků na jejich praktickou programovou realizaci. Cílem je naučit studenta konstruovat a analyzovat algoritmy v kontextu pseudokódů, což umožní studentovi rozlišit mezi obecnými koncepty a specifikami konkrétních programovacích jazyků. Kurz uvádí pokročilé techniky analýzy algoritmů. Rozšiřuje seznam algoritmických strategií a charakterizuje typ problémů, pro které jsou jednotlivé strategie vhodné. Nové datové struktury jsou prezentovány spolu s příklady algoritmů, které je využívají, přičemž důraz je kladen na propojenost návrhu algoritmu a návrhu datové struktury.

Výstupy z učení

Student bude po absolvování předmětu schopen:
- aktivně používat, modifikovat a analyzovat pokročilé algoritmy pro průzkum grafů a pro práci s řetěczi,
- aktivně používat pokročilé techniky návrhu algoritmů (dynamické programování, hladové techniky) při konstrukci algoritmů a bude rozlišovat jejich specifika a vzájemné rozdíly,

- aktivně používat a modifikovat pokročilé dynamické datové struktury a používat je při návrhu efektivních algoritmů,

- analyzovat časovou složitost a dokazovat korektnost algoritmů,

Osnova

• Techniky analýzy algoritmů: složitost algoritmů, amortizovaná analýza složitosti.
• Techniky návrhu algoritmů: rozděl a panuj, dynamické programování, hladové strategie, backtracking, lokální vyhledávání.
• Datové struktury: binomiální a Fibonacciho haldy, datové struktury pro reprezentaci disjunktních množin.
• Grafové algoritmy: problém nejkratších cest z jednoho zdroje (Bellmanův-Fordův algoritmus), obecný problém nejkraších cest (Floydův-Warhallův algoritmus, násobení matic, Johnsonův algoritmus pro řídké grafy). Toky v sítích (Fordova-Fulkersonova metoda, metoda push-relabel), párování.
• Algoritmy pro práci s řetězci: přímý algoritmus, užití konečných automatů, Rabin-Karpův algoritmus, algoritmus KMP.

Literatura

povinná literatura
• KLEINBERG, Jon a Éva TARDOS. Algorithm design. Boston: Pearson/Addison-Wesley, 2006, xxiii, 838. ISBN 0321372913. URL info

doporučená literatura
• DASGUPTA, Sanjoy, Christos Ch. PAPADIMITRIOU a Umesh Virkumar VAZIRANI. Algorithms. 1st ed. Boston: McGraw-Hill Companies, 2008, x, 320. ISBN 9780073523408. info
• CORMEN, Thomas H., Charles Eric LEISERSON a Ronald L. RIVEST. Introduction to algorithms. Cambridge: MIT Press, 1989, xvii, 1028. ISBN 0070131430. info

Výukové metody

přednášky a cvičení. Studenti samostatně řeší algoritmické problémy.

Metody hodnocení

Výuka probíhá formou přednášky a cvičení. V průběhu semestru student samostaně řeší zadané algoritmické problémy. Kurz je ukončen písemnou zkouškou. Podmínkou přístupu ke zkoušce je získání určeného počtu bodů ze samostatně řešených problémů.

Navazující předměty

• IA101 Algoritmika pro těžké problémy

Informace učitele

https://is.muni.cz/auth/el/1433/jaro2018/IV003/index.qwarp

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět byl dříve vypisován pod kódem IB108.

• Statistika zápisu (jaro 2019, nejnovější)
  
• Permalink: https://is.muni.cz/predmet/fi/jaro2019/IV003