SYLLABUS. NOMBRE DE LOS DOCENTES: Deicy Alvarado, Luis Emilio Montenegro, Julio Flórez, César Becerra

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1 UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD DE INGENIERIA SYLLABUS PROYECTO CURRICULAR: Ingeniería de Sistemas ASIGNATURA: Ciencias de la computación 2 NOMBRE DE LOS DOCENTES: Deicy Alvarado, Luis Emilio Montenegro, Julio Flórez, César Becerra ESPACIO ACADÉMICO (Asignatura): Obligatorio ( ) : Básico ( X ) Complementario ( ) Electivo ( ) : Intrínsecas ( ) Extrínsecas ( ) NUMERO DE ESTUDIANTES: NÚMERO DE CREDITOS: 3 TIPO DE CURSO: TEÓRICO ( ) PRACTICO ( ) TEO-PRAC (X) CÓDIGO: GRUPO: Alternativas metodológicas: Clase Magistral (X), Seminario ( ), Seminario Taller ( ), Taller (X), Prácticas (X), Proyectos tutoriados(x), Otro: HORARIO: DIA HORAS SALON I. JUSTIFICACIÓN DEL ESPACIO ACADÉMICO Las Ciencias de la Computación constituyen un área que involucra gran diversidad de aspectos relacionados con la Informática. Para el caso de esta materia dentro del currículo de Ingeniería de sistemas, se toman aspectos tales como la organización de información y algoritmos para la búsqueda y recuperación eficiente de información almacenada, se estudian diversos aspectos acerca de la utilización y representación de grafos ya que son de vital importancia por su aplicabilidad en los procesos computacionales tales como organización de datos, inteligencia artificial y Bases de datos, etc. Pues constituyen un elemento fundamental en la solución de gran cantidad de problemas a través de la utilización de algoritmos. Todos estos son conceptos actualizados y fundamentales para el desempeño profesional de los ingenieros de sistemas. II. PROGRAMACION DEL CONTENIDO OBJETIVO GENERAL Adquirir y profundizar los conocimientos relacionados con la organización, representación, almacenamiento y recuperación de la información, así como la representación y solución de problemas por medio de grafos, a través de la utilización y optimización de algoritmos. OBJETIVOS ESPECÍFICOS Identificar las diferentes técnicas de dispersión que se pueden utilizar en la organización de datos. Identificar e implementar algoritmos de búsqueda y recuperación de información, eficientes tanto en memoria principal como en memoria secundaria Evidenciar la importancia de utilizar grafos en la representación y solución de problemas en diversas áreas del conocimiento

2 COMPETENCIAS DE FORMACIÓN: 1. Desarrollar y adaptar algoritmos eficientes para búsqueda y recuperación de información. 2. Desarrollar e implementar algoritmos de las diferentes funciones de dispersión 3. Aplicar las estructuras como soluciones computacionales en diferentes problemas reales. 4. Escoger la estructura que resulta más eficiente en solución de problemas. A partir de conceptos teóricos, conocer y desarrollar algoritmos computacionales mediante los cuales se manipulen en forma práctica las estructuras de datos no lineales, para luego proceder a su aplicación en solución de problemas y como apoyo al conocimiento y desarrollo de otras áreas de la computación. PROGRAMA SINTÉTICO: 1. Algoritmos de búsqueda - Búsquedas internas y externas: Secuencial, binaria, por transformación de claves. Algoritmos, análisis de complejidad - Funciones hash o de dispersión (en binario y en decimal): Módulo, cuadrado, truncamiento, conversión de bases. Análisis de complejidad y diferenciación con respecto a los tiempos de acceso de los algoritmos o Solución de colisiones internas: Reasignación, Arreglos anidados, Encadenamiento secuencial. Algoritmos y análisis de los mismos. - Otras búsquedas internas: Búsquedas por residuos, árboles de búsqueda digital, por residuos múltiple, tablas de índices, métodos elementales: método de la rejilla, árboles 2D. Algoritmos y su respectivo análisis - Índices para archivos: Definición, índices primarios, secundarios, multiniveles. Calculo de accesos a disco en cada caso. Algoritmos y análisis de los mismos. 2. Grafos: Se hace énfasis en el análisis y la implementación de algoritmos para los siguientes temas: - Definiciones básicas: Definiciones elementales en grafos tales como grafo, incidencia, grado, rutas, subgrafo, caminos, circuitos, isomorfismo, aplicaciones de los grafos en la solución de algunos problemas sencillos, grafo y circuito de Euler, camino y circuito Hamiltoniano. Representación en memoria, Algoritmos y su análisis - Operaciones entre grafos: Uniòn, intersección, suma de anillo, eliminación de vértices o aristas, fusión de vértices. Algoritmos y su análisis. - Árboles como grafos: propiedades, distancia excentricidad y centro de un árbol y en general de un grafo - Árboles de expansión, Distancia entre dos árboles de expansión, Árbol de expansión central, Definición de rango y nulidad, Circuitos fundamentales, árboles de expansión en un grafo ponderado, Algoritmos de Prim y Kruskal para árboles generadores más cortos, análisis de dichos algoritmos. - Conjuntos de corte: definición, características, propiedades, relación con los circuitos fundamentales, vértices de corte, conectividad y separabilidad de un grafo, aplicación en redes de diverso tipo, Algoritmos. - Representación de grafos: o matrices: De incidencia, de adyacencia, de circuitos, de circuitos fundamentales, de conjuntos de corte, de conjuntos de corte fundamental, matriz camino, relaciones entre las matrices y la posibilidad de obtener información de una a partir de la otra. o Estructura de Adyacencia o Implementación computacional y aplicaciones. - Coloreado y particionamiento de grafos: número cromático, particionamiento cromático, conjuntos maximalmente independientes, número de independencia, Grafo únicamente coloreable, Conjunto dominante, conjunto dominante mínimo, polinomio cromático, Algoritmos para hallar cada uno de estos números y conjuntos así como su análisis. - Pareamientos: Definiciòn, características y propiedades, aplicaciones y algoritmos para dichas aplicaciones, análisis de los algoritmos. - Envolventes: Definiciòn, propiedades y características, aplicación y algoritmos para dichas aplicaciones, análisis de los algoritmos

3 Metodología Pedagógica y Didáctica: III. ESTRATEGIAS Exposiciones magistrales por parte del docente Exposiciones por parte de los estudiantes Revisión de algoritmo y análisis de algoritmos existentes Talleres en laboratorio Trabajo independiente por parte del estudiante Tipo de Curso Horas Horas profesor/s emana TD TC TA (TD + TC) Horas Estudiante/semana (TD + TC +TA) Total Horas Estudiante/seme stre X 16 semanas Créditos Trabajo Presencial Directo (TD): Trabajo de aula con plenaria de todos los estudiantes. Trabajo Mediado_Cooperativo (TC): Trabajo de tutoría del docente a pequeños grupos o de forma individual a los estudiantes. Trabajo Autónomo (TA): Trabajo del estudiante sin presencia del docente, que se puede realizar en distintas instancias: en grupos de trabajo o en forma individual, en casa o en biblioteca, laboratorio, etc.) IV. RECURSOS Medios y Ayudas: Presentación (ya sea en fotocopias, video Beam, documentos digitales, programas) de los algoritmos clásicos. Trabajos en grupo sobre análisis de algoritmos en búsquedas, dispersión, índices y grafos. Trabajos individuales de búsqueda bibliográfica o en Internet sobre aplicaciones de los diversos conceptos en la solución de problemas pertenecientes a diferentes áreas. Prácticas computacionales donde se evidencie la utilización y aplicación de los conceptos teóricos. Utilización de aulas virtuales.. BIBLIOGRAFÍA TEXTOS GUÍA AHO, A. ULLMAN, J. HOPCROFT, J. Estructuras de datos y algoritmos. Addison Wesley. BECERRA, C. Estructuras de datos en C. Editorial Por Computador. CAIRÓ, O. GUARDATI, S. Estructuras de Datos. McGraw-Hill. CORMEN, T. et al. Introduction to Algorithms. The MIT press. McGraw-Hill TEXTOS COMPLEMENTARIOS SEDGEWICK R. Algoritmos en C++. Addison Wesley AHO A., ULLMAN J. Análisis y diseño de algoritmos. Addison Wesley CORMEN, Thomas H. et al. Introduction to Algorithms. The MIT press. McGraw-Hill WEISS, M. Estructuras de datos y algoritmos. Addison Wesley VILLALOBOS, J. Estructuras de Datos. Mc-Graw-Hill. LANGSAM, Y. TENENBAUM, A. Estructuras de datos con C y C++. Prentice Hall. NIKLAUS, W. Algoritmos y estructuras de datos. Prentice Hall CAIRÓ, O., GUARDATI, S. Estructuras de Datos. McGraw-Hill. BRASSARD, G. BRADLEY, P. Fundamentos de Algoritmia. Prentice Hall. BAASE, S. VAN GELDER, A. Algoritmos computacionales. Addison Wesley JOYANES, L. Fundamentos de programación. Mc Graw Hill GOODRICH, M. TAMASIA, R. Estructuras de datos en Java. Compañía editorial Continental (CECSA) ELMASRI, R. Sistemas de bases de datos. Prentice Hall. JOHNSONBAUGH, R. Matemáticas Discretas. Grupo Editorial Iberoamericano. WILSON, R. Introducción a la teoría de grafos. Alianza Universidad GRASSMAN, W. TREMBLAY, J. Matemática Discreta y lógica. Prentice Hall. ULLMAN, J. Diseño de compiladores. Addison Wesley AHO A. ULLMAN J. HOPCROFT J. Estructuras de datos y algoritmos. Addison Wesley.

4 REVISTAS DIRECCIONES DE INTERNET ACM Special Interest Group on Algorithms and Computation Theory SIGACT-:

5 Espacios, Tiempos, Agrupamientos: V. ORGANIZACIÓN / TIEMPOS Se recomienda trabajar una unidad cada cuatro semanas, trabajar en pequeños grupos de estudiantes, utilizar Internet para comunicarse con los estudiantes para revisiones de avances y solución de preguntas (esto considerarlo entre las horas de trabajo cooperativo). 1 Algoritmos de búsqueda Búsquedas internas y externas. Secuencial, binaria. Por trasformación de claves. Funciones hash o de dispersión (en binario y en decimal): módulo. Cuadrado. Truncamiento. conversión de bases. Análisis de los algoritmos y diferenciación con respecto a los tiempos de acceso Solución de colisiones internas: Reasignación. Arreglos anidados. Encadenamientos. Secuencial. Zona de colisiones. Algoritmos y análisis de los mismos. Otras búsquedas internas: Búsquedas por residuos. Árboles de búsqueda digital, tries de búsqueda por residuos. Códigos de Huffman como ejemplo de Tries. Árboles de búsqueda por residuos múltiple. Tablas de índices. Métodos elementales, método de la rejilla, árboles 2D (KD). Algoritmos y análisis de los mismos Índices para archivos. Concepto general. Índices primarios. índices de agrupación. índices secundarios. índices multiniveles. Cálculo del número de accesos a disco en cada caso. 3 Grafos Definiciones básicas: Definiciones elementales en grafos tales como grafo, incidencia, grado, rutas, subgrafo, caminos, circuitos, isomorfismo, aplicaciones de los grafos en la solución de algunos problemas sencillos, grafo y circuito de Euler, camino y circuito Hamiltoniano. Representación en memoria, Algoritmos y su análisis Operaciones entre grafos: Uniòn, intersección, suma de anillo, eliminación de vértices o aristas, fusión de vértices. Algoritmos y su análisis. Árboles como grafos: propiedades, distancia excentricidad y centro de un árbol y en general de un grafo

6 Árboles de expansión, Distancia entre dos árboles de expansión, Árbol de expansión central, Definición de rango y nulidad, Circuitos fundamentales, árboles de expansión en un grafo ponderado, Algoritmos de Prim y Kruskal para árboles generadores más cortos, análisis de dichos algoritmos. Conjuntos de corte: definición, características, propiedades, relación con los circuitos fundamentales, vértices de corte, conectividad y separabilidad de un grafo, aplicación en redes de diverso tipo, Algoritmos. Representación de grafos: o matrices: De incidencia, de adyacencia, de circuitos, de circuitos fundamentales, de conjuntos de corte, de conjuntos de corte fundamental, relaciones entre las matrices o Estructura de Adyacencia o Implementación computacional y aplicaciones para hallar si hay camino o el camino más corto entre los vértices del grafo: Algoritmos de Dijkstra, Floyd y Warshall. Coloreado y particionamiento de grafos: número cromático, particionamiento cromático, conjuntos maximalmente independientes, número de independencia, Grafo únicamente coloreable, Conjunto dominante, conjunto dominante mínimo, polinomio cromático, Algoritmos para hallar cada uno de estos números y conjuntos así como su análisis. Pareamientos: Definiciòn, características y propiedades, aplicaciones y algoritmos para dichas aplicaciones, análisis de complejidad de los algoritmos Envolventes: Definiciòn, propiedades y características, aplicación y algoritmos para dichas aplicaciones, análisis de complejidad de los algoritmos VI. EVALUACIÓN Claridad en los conceptos de búsqueda y recuperación de la información, de manera óptima, tanto en memoria principal como en memoria secundaria, capacidad de representar y plantear la solución de problemas de diversas áreas, usando grafos y empleando los diversos conceptos vistos en clase y relacionados con el tema. TIPO DE EVALUACIÓN FECHA PORCENTAJE

7 PRIMER CORTE SEGUNDO CORTE EXAMEN FINAL ASPECTOS A EVALUAR DEL CURSO Parcial teórico individual (20%) Talleres prácticos (15%) Parcial conjunto individual (20%) Talleres prácticos (15%) Proyecto de Curso (20%) Asistencia (10%) Las fechas estarán acorde a las programadas por el calendario académico para el periodo en curso 35,00% 35,00% 30,00% El docente explicita y describe los criterios a tener en cuenta al evaluar. Por ejemplo: 1. Objetivos y resultados esperados en el taller. 2. Contenido y calidad esperada en cada uno de los avances del Proyecto de curso. 3. Características y contenido de las sustentaciones y argumentaciones que harán los estudiantes en cada grupo. 4. Resultados y calidad esperada en el Proyecto de Curso. 5. Aspectos a evaluar en cada parcial. DATOS DEL DOCENTE NOMBRE : PREGRADO : POSTGRADO : ASESORIAS: FIRMA DE ESTUDIANTES NOMBRE FIRMA CÓDIGO FECHA FIRMA DEL DOCENTE FECHA DE ENTREGA:

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