Algorithms and Algorithmic Languages

2022/2023

Academic Year

RUS

Instruction in Russian

5

ECTS credits

Delivered by:

Joint Department with the RAS Institute for System Programming

Type:

Compulsory course

When:

1 year, 1, 2 module

Instructors

Белеванцев Андрей Андреевич

Гребнев Николай Юрьевич

Егоров Данила Игоревич

Иконникова Мария Кирилловна

Terlych, Nikita

Программа дисциплины

Аннотация

Курс является первой частью годового базового курса программирования, целью которого является заложить системные основы понимания архитектуры компьютера, основ теории алгоритмов, базовых алгоритмов и структур данных. В качестве языка программирования для этого используется язык С. Изучаются самые вводные понятия теории алгоритмов (формализации алгоритмов, алгоритмическая неразрешимость, универсальный вычислитель), язык программирования С, а также основные структуры данных (списки, деревья, хеш-таблицы) и соответствующие алгоритмы (сортировка, поиск).

Цель освоения дисциплины

• ● Знать базовые понятия теории алгоритмов
• ● Знать основы языка С, в том числе утилиты сборки – компилятор, компоновщик
• ● Знать базовые алгоритмы и структуры данных
• ● Научиться писать и отлаживать программы на С, понимать, какие структуры данных использовать, какова сложность работы с ними

Планируемые результаты обучения

• Знания основы языка С

Содержание учебной дисциплины

• Цели и задачи курса. Характеристика разделов курса.
• Структура программного файла. Системные библиотеки и их использование. Описание Си-машины. Типы данных языка Си.
• Приведение типов при вычислении выражений (явное и неявное). Операторы: выражение-оператор, составный оператор, условный оператор, оператор выбора, циклы, оператор перехода.
• Обработка строк. Операция sizeof. Указатели. Адресная арифметика.
• Возврат из функции. Рекурсия. Хвостовая рекурсия. Встраивание функций. Указатели на функцию.
• Схема компиляции программ на языке Си. Препроцессор. Директивы препроцессора. Динамическое выделение и освобождение памяти.
• Инструменты поиска ошибок с динамической памятью. Представление данных с плавающей точкой. Стандарт IEEE 754.
• Организация типа данных «стек» на динамической памяти. Реализация стека как библиотеки. Использование стека для построения обратной польской записи.
• Простейшие алгоритмы сортировки (выбором, вставками, обменами). Оценка сложности алгоритмов сортировки.
• "Прошитое" двоичное дерево и его обход. Двоичные деревья поиска и операции над ними.
• Красно-черные деревья, их высота и вставка в красно-черное дерево.
• Хеширование. Хеширование цепочками.

Элементы контроля

• Самостоятельная работа
  Две самостоятельные работы в модуле.
• Контрольная работа
  Одна контрольная работа в 1-м модуле. Две контрольные работы во 2-м модуле.
• Домашние задания
  По три домашних задания в 1-м и 2-м модулях.
• Итоговый экзамен
  Экзамен состоит из нескольких задач (обычно между 8 и 12). Каждая задача оценивается в некоторое количество баллов. Оценка за экзамен вычисляется как сумма баллов по всем решенным задачам, поделенная на сумму баллов по всем задачам.

Промежуточная аттестация

• 2022/2023 учебный год 1 модуль
  П1 = 1/8*(С1 + С2) + 1/4*K1 + 1/6*(ДЗ1 + ДЗ2 + ДЗ3)
• 2022/2023 учебный год 2 модуль
  П2 = 4/7*Э + 3/28*(К2 + К3) + 1/14*(ДЗ4+ДЗ5+ДЗ6)

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Керниган, Б. В. Язык программирования C : учебник / Б. В. Керниган, Д. М. Ричи. — 2-е изд. — Москва : ИНТУИТ, 2016. — 313 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/100543 (дата обращения: 00.00.0000). — Режим доступа: для авториз. пользователей.

Рекомендуемая дополнительная литература

• Алгоритмы : построение и анализ, 2-е изд., 1290 с., Кормен, Т., Лейзерсон, Ч., Ривест, Р., Штайн, К., 2012