Министерство образования Московской области
ГБОУ СПО «МОсковский областной колледж информационных технологий, экономики и управления» МО
ПРОГРАММа УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Теория алгоритмов
2012 г.
Программа учебной дисциплины «Теория алгоритмов» разработана на основе Федеральных государственных образовательных стандартов (далее – ФГОС) по специальности среднего профессионального образования (далее СПО) 230115 Программирование в компьютерных системах – базовый уровень, укрупненная группа 230000 Информатика и вычислительная техника.
Организация-разработчик: ГБОУ СПО «Московский областной колледж информационных технологий, экономики и управления» МО.
Разработчики:
Кузьмина Е. Е., преподаватель дисциплин информатики и программирования ГБОУ СПО «Московский областной колледж информационных технологий, экономики и управления» МО, г. Ликино-Дулево.
СОДЕРЖАНИЕ
| стр. |
- ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
| 4 |
- СТРУКТУРА и содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
| 4 |
- условия реализации программы учебной дисциплины
| 8 |
- Контроль и оценка результатов Освоения учебной дисциплины
| 8 |
1. паспорт ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Теория алгоритмов
1.1. Область применения программы
Программа учебной дисциплины является частью примерной основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности СПО, 230115 Программирование в компьютерных системах – базовый уровень, укрупненная группа 230000 Информатика и вычислительная техника.
1.2. Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы: дисциплина входит в профессиональный цикл, общепрофессиональные дисциплины.
1.3. Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:
уметь:
знать:
основные модели алгоритмов;
методы построения алгоритмов;
методы вычисления сложности работы алгоритмов.
1.4. Рекомендуемое количество часов на освоение программы дисциплины:
максимальной учебной нагрузки обучающегося 66 часов, в том числе:
обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 48 часов;
самостоятельной работы обучающегося 18 часов.
2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
| Вид учебной работы | Количество часов |
| Максимальная учебная нагрузка (всего) | 66 |
| Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего) | 48 |
| в том числе: | |
| лабораторные занятия | - |
| практические занятия | 18 |
| контрольные работы | 2 |
| Самостоятельная работа обучающегося (всего) | 18 |
| в том числе: | |
| реферат | |
| индивидуальное практическое задание | 6 |
| домашняя работа | 12 |
| Итоговая аттестация в форме зачета |
2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины «Теория алгоритмов»
| Наименование разделов и тем | Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся | Объем часов | Уровень освоения |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Раздел 1. Основы алгоритмизации | | 32 | |
| Тема 1.1. Алгоритмы и величины | Введение. Понятие алгоритма. Свойства, способы записи алгоритмов. Базовые алгоритмические структуры. | 2 | 1 |
| Этапы решения задач на ЭВМ. Данные и величины. | 1 |
| Тема 1.2. Линейные вычислительные алгоритмы | Понятие линейного алгоритма. Примеры линейных алгоритмов. | 2 | 2 |
| Алгоритмические команды присваивания, ввода, вывода данных. Свойства команды присваивания. | 2 |
| Практические работы | 2 |
| Анализ линейных алгоритмов математических задач. | 2 | |
| Составление линейных алгоритмов математических задач. |
| Тема 1.3. Ветвление в вычислительных алгоритмах | Свойство универсальности алгоритма. Общий вид команды ветвления на алгоритмическом языке и в блок-схеме. | 2 | 1 |
| Структурная команда ветвления. Структура вложенных ветвлений. | 2 |
| Практические работы | 3 |
| Составление алгоритмов, содержащих ветвление. | 2 | |
| Составление алгоритмов с вложенным ветвлением. |
| Тема 1.4. Циклы в вычислительных алгоритмах | Алгоритм циклической структуры. | 4 | 1 |
| Понятие итерации. Тело цикла. Шаг цикла. | 1 |
| Команда цикла с предусловием. Использование цикла с предусловием в задачах. | 2 |
| Команда цикла с постусловием. Использование цикла с постусловием в задачах. | 2 |
| Практические работы | 3 |
| Анализ и составление алгоритмов с использованием цикла с предусловием. | 2 | |
| Анализ и составление алгоритмов с использованием цикла с постусловием. |
| Контрольная работа по теме «Базовые алгоритмические структуры» | 2 |
| Тема 1.5. Вспомогательные алгоритмы и процедуры | Понятия основного и вспомогательного алгоритмов. Понятие процедуры. | 4 | 1 |
| Обращение к вспомогательному алгоритму и процедуре из основного алгоритма. | 2 |
| Фактические и формальные параметры. | 1 |
| Правила соответствия между фактическими и формальными параметрами. | 2 |
| Практические работы | 3 |
| Анализ и составление алгоритмов с вспомогательными алгоритмами. | 2 | |
| Анализ и составление алгоритмов с процедурами. |
| | Самостоятельная работа: выполнение домашних заданий по разделу 1 | 8 |
| Раздел 2. Методы построения алгоритмов | | 34 |
| Тема 2.1. Основные понятия структурного программирования | Этапы изготовления программного продукта. | 6 | 1 |
| Теорема, лежащая в основе структурного программирования. | 1 |
| Сложный алгоритм. Способы соединения базовых алгоритмических структур. Глубина вложенности структур. | 1 |
| Стандарты изображения блок-схем алгоритмов. Наглядность построения программ. | 1 |
| Декомпозиция задачи. Способы построения алгоритма: метод последовательной детализации и сборочный метод. | 2 |
| Отладка и тестирование алгоритма. | 2 |
| Практические работы | 2 |
| Построение и чтение блок-схем сложных алгоритмов. | 2 | |
| Применение методов отладки, разработка системы тестов для алгоритма. |
| Тема 2.2. Рекурсивные методы построения алгоритмов | Понятие рекурсии. Рекурсивные вспомогательные алгоритмы. | 2 | 1 |
| Задача «Ханойская башня». | 1 |
| Практические работы | 2 |
| Использование рекурсивных алгоритмов в вычислительных задачах. | 2 | |
| Составление алгоритмов с рекурсией. |
| Тема 2.3. Методы перебора в задачах поиска | Проблема поиска информации. Критерий поиска. | 2 | 1 |
| Методы полного перебора и перебора без повторений. Метод перебора с возвратом. | 2 |
| Практические работы | 2 |
| Использование метода полного перебора в вычислительных задачах. | 2 | |
| Использование метода перебора без повторений и перебора с возвратом в вычислительных задачах. |
| Тема 2.4. Сложность алгоритма | Понятия временной и объемной сложности алгоритма. | 2 | 1 |
| Оценка временной сложности алгоритма. | 1 |
| Практические работы | 2 |
| Расчет временной сложности алгоритма. | 2 | |
| Расчет объемной сложности алгоритма. |
| Тема 2.5. Методы сортировки данных | Понятие сортировки данных в массивах. Сортировка простым включением. | 2 | 2 |
| Алгоритм быстрой сортировки. Оценка сложности алгоритмов сортировки. | 2 |
| Практические работы | 2 |
| Применение алгоритмов сортировки данных в вычислительных задачах. | 2 | |
| Расчет сложности алгоритмов сортировки. |
| | Самостоятельная работа: выполнение домашних заданий по разделу 3 Примерная тематика внеаудиторной самостоятельной работы Эвристические методы. Методы сортировки данных | 10 |
Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения:
1. – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);
2. – репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством)
3. – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач)
3. условия реализации программы дисциплины 3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению
Реализация программы дисциплины требует наличия учебного кабинета «Информатики и ИКТ».
Оборудование учебного кабинета:
- посадочные места по количеству обучающихся;
- рабочее место преподавателя;
- комплект учебно-наглядных пособий «Информатика и ИКТ».
Технические средства обучения:
- компьютеры с лицензионным программным обеспечением;
-мультимедиапроектор.
3.2. Информационное обеспечение обучения Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы
Основные источники:
Семакин И.Г., Шестаков А.П. Основы программирования: учебник. – М.: Мастерство, 2011.
Т. Кормен, Ч. Лейзерсон, Р. Ривест, К. Штайн Алгоритмы. Построение и анализ. - Вильямс, 2005.
Колдаев В.Д. Основы алгоритмизации и программирования: Учебное пособие. / Под ред. проф. Л.Г. Гагариной. – М.: ИД «ФОРУМ»: ИНФРА-М, 2006.
Дополнительные источники:
Голицына О.Л., Попов И.И. Программирование на языках высокого уровня: учебное пособие. – М.: ФОРУМ, 2008.
Голицына О.Л., Партыка Т.Л., Попов И.И. Языки программирования: учебное пособие. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2008.
4. Контроль и оценка результатов освоения Дисциплины Контроль и оценка результатов освоения дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий, тестирования, контрольных работ, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий, домашней работы.
| Результаты обучения (освоенные умения, усвоенные знания) | Формы и методы контроля и оценки результатов обучения |
| 1 | 2 |
| Умения: | |
| разрабатывать алгоритмы для конкретных задач | практические занятия, контрольные работы, домашняя работа, зачет |
| определять сложность работы алгоритмов | практические занятия, контрольные работы, домашняя работа, зачет |
| Знания: | |
| основные модели алгоритмов; методы построения алгоритмов; методы вычисления сложности работы алгоритмов | практические занятия, контрольные работы, домашняя работа, зачет |