Escuela Técnica Superior de Ingeniería. Informática. Grado en Ingeniería Informática

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1 Escuela Técnica Superior de Ingeniería Informática Grado en Ingeniería Informática GUÍA DOCENTE DE LA ASIGNATURA: Algoritmos y Estructura de Datos Curso Académico 2013/2014 Fecha: 10 de mayo de 2013 MODELO GUIA DOCENTE CON INCORPORACIÓN HORAS VIRTUALES A TRAVÉS DEL PROGRAMA DE ACTIVIDAD DOCENTE ON LINE

2 1. Datos Descriptivos de la Asignatura Asignatura: Código: Centro: Escuela Técnica Superior de Ingeniería Informática (ETSII) - Titulación: Grado en Ingeniería Informática - Plan de Estudios: G026 - Rama de conocimiento: Ingeniería y Arquitectura - Intensificación (sólo en caso de Máster): No procede - Departamento: Estadística, Investigación Operativa y Computación - Área de conocimiento: Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial / Lenguajes y Sistemas Informáticos - Curso: Primero - Carácter: Obligatorio - Duración: Un semestre - Créditos: 6.0 ECTS - Horario: - Dirección Web de la asignatura: - Idioma: Español 2. Requisitos No se contemplan 3. Profesorado que imparte la asignatura Coordinación / Profesor/a: Jorge Riera Ledesma - Grupos: 1C1, 1C2, 1P1-2, 1P3-4, 1L1, 1L2, 1L3, 1L5, 1L6, 1L9, 1L10, 1L13 - Departamento: Estadística, Investigación Operativa y Computación - Área de conocimiento: Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial - Centro: Escuela Técnica Superior de Ingeniería Informática (ETSII) - Lugar Tutoría: Área de despachos ETSII - Horario Tutoría: Martes, miércoles y jueves de 10:00 a 12:00. El lugar y horarios de tutoría puede sufrir variaciones puntuales a lo largo del curso, que serán debidamente comunicadas en tiempo y forma. - Teléfono (despacho/tutoría): Correo electrónico: jriera@ull.edu.es - Dirección web docente: 2

3 Profesor/a: Dagoberto Castellanos Nieves - Grupos: 1L1, 1L2, 1L3, 1L5, 1L6, 1L9, 1L10, 1L13 - Departamento: Estadística, Investigación Operativa y Computación - Área de conocimiento: Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial - Centro: Escuela Técnica Superior de Ingeniería Informática (ETSII) - Lugar Tutoría: Segunda planta de la Torre Profesor Agustín Arévalo - Horario Tutoría: Martes de 16:00 a 19:00. Miércoles de 9:00 a 12:00. - Teléfono (despacho/tutoría): Correo electrónico: dcastell@ull.es - Dirección web docente: 4. Contextualización de la asignatura en el Plan de Estudios - Bloque Formativo al que pertenece la asignatura: Fundamentos Tecnológicos de Ingeniería Informática - Perfil Profesional: Ingeniero Técnico en Informática 5. Competencias C12. Conocimiento y aplicación de los procedimientos algorítmicos básicos de las tecnologías informáticas para diseñar soluciones a problemas, analizando la idoneidad y complejidad de los algoritmos propuestos. C13. Conocimiento, diseño y utilización de forma eficiente los tipos y estructuras de datos más adecuados a la resolución de un problema. C14. Capacidad para analizar, diseñar, construir y mantener aplicaciones de forma robusta, segura y eficiente, eligiendo el paradigma y los lenguajes de programación más adecuados. T1. Capacidad de actuar autónomamente. T6. Capacidad de comunicación efectiva en inglés T7. Capacidad de comunicación efectiva (en expresión y comprensión) oral y escrita, con especial énfasis en la redacción de documentación técnica. T9. Capacidad para argumentar y justificar lógicamente las decisiones tomadas y las opiniones. T12. Capacidad de relación interpersonal. T13. Capacidad para encontrar, relacionar y estructurar información proveniente de diversas fuentes y de integrar ideas y conocimientos. T16. Capacidad de planificación y organización del trabajo personal. T20. Capacidad de trabajar en situaciones de falta de información y/o con restricciones temporales y/o de recursos. T21. Capacidad para el razonamiento crítico, lógico y matemático. T23. Capacidad de abstracción: capacidad de crear y utilizar modelos que reflejen situaciones reales. T25. Capacidad de análisis, síntesis y evaluación. 3

4 6. Contenidos de la asignatura Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura: Módulo I Profesores: Jorge Riera Ledesma (Grupos 1C1, 1C2, 1P1-2, 1P3-4) MÓDULO I 0. INTRODUCCIÓN. ALGORITMOS Y ESTRUCTURAS DE DATOS Qué es un Algoritmo? Definición formal de algoritmo. Ejemplos de Algoritmo. Representación de un Algoritmo. 1. REPASO Estructuras selectivas. Estructuras repetitivas. Estructuras de datos. Vectores, estructuras, uniones. Gestión dinámica de la memoria. Memoria dinámica y punteros. Subprogramas. Funciones. Objetos. Clases y objetos. Funciones. Sobrecarga de funciones. Ficheros. Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura: Módulo II Profesor: Jorge Riera Ledesma (Grupos 1C1, 1C2, 1P1-2, 1P3-4) MÓDULO II 2.- RECURSIVIDAD. Concepto de recursividad. Tipos recursivos de datos. Simulación de recursividad mediante una pila. Diseño de algoritmos recursivos. Eliminación de la recursividad. Divide y vencerás. 3.- BACKTRACKING. Búsqueda exhaustiva sistemática. Proceso general de los algoritmos "vuelta atrás". Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura: Módulo III Profesor: Jorge Riera Ledesma (Grupos 1C1, 1C2, 1P1-2, 1P3-4) MÓDULO III 4. ALGORITMOS SOBRE MATRICES DENSAS Y DISPERSAS Comparación de números enteros. Comparación de números reales. Recorrido de un vector. Búsqueda secuencial de un elemento. Contabilización del número de ocurrencias de un elemento dentro de un vector. Búsqueda del menor o mayor. Suma de los elementos de un vector. Suma de los elementos pares de un vector. Suma de los elementos impares e un vector. Comparaciones con elementos reales. Producto escalar de vectores. Implementación de una matriz sobre un vector. Recorrido de una matriz por filas. Recorrido de una matriz por columnas. Suma de los elementos de la matriz. Suma de los elementos tales que la suma de los índices es par. Recorrido de la diagonal principal Recorrido de la diagonal secundaria. Recorrido de la submatriz triangular inferior. Recorrido de la submatriz triangular superior. Suma de matrices. Producto de matrices. Obtención de submatrices. Representación de matrices escasas. Multiplicación de matrices escasas. 4

5 Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura: Módulo IV Profesor: Jorge Riera Ledesma (Grupos 1C1, 1C2, 1P1-2, 1P3-4) MÓDULO IV 5.- TIPO ABSTRACTO DE DATOS LISTA ENLAZADA. Especificación formal del TAD lista. Implementación del TAD lista mediante estructuras estáticas. Implementación del TAD lista mediante objetos dinámicos. Operaciones sobre listas simplemente enlazadas: inserción, extracción, recorrido y búsqueda. Implementación de una lista ordenada. 6.- TIPO ABSTRACTO DE DATOS LISTA DOBLEMENTE ENLAZADA. Especificación formal del TAD lista doblemente enlazada. Implementación del TAD lista doblemente enlazada mediante objetos dinámicos. Operaciones sobre listas doblemente enlazadas: inserción, extracción, recorrido y búsqueda. Implementación de una lista ordenada. Implementación de una lista circular. 7.- TIPO ABSTRACTO DE DATOS PILA. Especificación formal del TAD pila. Implementación del TAD pila mediante estructuras estáticas. Implementación del TAD pila mediante objetos dinámicos. Evaluación de expresiones aritméticas mediante pilas. 8.- TIPO ABSTRACTO DE DATOS COLA. Especificación formal del TAD cola. Implementación del TAD cola mediante estructuras estáticas. Implementación del TAD cola mediante objetos dinámicos. Evaluación de expresiones aritméticas mediante pilas. Contenidos teóricos y prácticos de la asignatura: Módulo V Profesor: Jorge Riera Ledesma (Grupos 1C1, 1C2, 1P1-2, 1P3-4) MÓDULO V 9. ALGORITMOS SOBRE CONJUNTOS Árboles binarios. Representación de conjuntos mediante árboles. Inserción de elementos en un conjunto. Eliminación de elementos en un conjunto. Unión de conjuntos. Intersección de conjuntos. Diferencia de conjuntos. Diferencia simétrica de conjuntos. Actividades a desarrollar en inglés 7. Metodología y Volumen de trabajo del estudiante 5

6 Descripción La asignatura participa en el Programa de Actividad Docente On-line Modalidad A con la siguiente carga: Horas presenciales virtuales (2 horas): Clases prácticas (2 horas). La virtualización parcial de la asignatura (dos horas de sesenta) se desarrolla durante las prácticas 1, 3. En estas prácticas el alumno debe visualizar videos explicativos en lengua inglesa y española, y seguir un guion que le conducirá al desarrollo de diverso código informático en lenguaje de programación C++. La ejecución de dichos códigos deberá quedar plasmada en los informes que elabore el alumno/a, y que deberán ser entregado en el aula virtual. Posteriormente, el profesorado de la asignatura evaluará la consecución de los objetivos fijados en los guiones. Actividades formativas en créditos ECTS, su metodología de enseñanza-aprendizaje y su relación con las competencias que debe adquirir el estudiante (presencial en aula + virtual online) Actividades formativas Horas presenciales Horas de trabajo autónomo Total Horas Relación con competencias Clases teóricas C12, C13, C14 Clases prácticas (aula / sala de demostraciones / prácticas laboratorio) 15 (problemas) + 10 (laboratorio) + 2 (online) 27 C12, C13, C14, T1, T6, T9, T12, T13, T16, T20, T21, T23 Realización de seminarios u otras actividades complementarias Realización de trabajos (individual/grupal) 18 (trabajo individual de laboratorio) 18 C12, C13, C14, T1, T6, T9, T12, T13, T16, T20, T21, T23 Estudio/preparación clases teóricas C12, C13, C14 Estudio/preparación clases prácticas 15 (problemas) + 12 (laboratorio) 27 C12, C13, C14, T1, T6, T9, T12, T13, T16, T20, T21, T23 Preparación de exámenes Realización de exámenes 3 3 T9, T25 Asistencia a tutorías Otras Total horas (on-line) = Total ECTS 6 6

7 8. Bibliografía / Recursos Bibliografía Básica (2) N. Wirth Algoritmos + estructuras de datos = programas Ediciones del Castillo (1993) L. Joyanes Aguilar "Fundamentos de Programación. Algoritmos y Estructuras de Datos" McGraw- Hill, cuarta edición (2008) B. Stroustrup "El Lenguaje de Programación C++" Addison Wesley (2002) G. Brassard, P. Bratley "Fundamentos de Algoritmia" Prentice Hall (1997) 9. Sistema de Evaluación y Calificación (4) Descripción La evaluación del alumnado se realizará de acuerdo a los siguientes apartados: Ocho trabajos prácticos individuales. Prueba final de evaluación. La consecución de los objetivos se valorará de acuerdo con los siguientes criterios: a) Trabajos prácticos individuales (40%) b) Realización de un examen final (60%). Para proceder a la evaluación final del alumno, será necesario que al menos haya obtenido una calificación de 5 puntos (sobre 10) en el apartado b). La nota final será la suma de las calificaciones anteriores. La calificación alcanzada en el apartado a) será válida para todas las convocatorias del curso académico en que ha sido obtenida. En caso de que el alumno no haya concurrido a las sesiones prácticas, la calificación correspondiente al apartado a) será suplida con un examen adicional. 7

8 Estrategia Evaluativa TIPO DE PRUEBA (5) COMPETENCIAS CRITERIOS PONDERACIÓ N Pruebas objetivas C12, C13, C14, T7, T13, T16, T21, T22, T25 Nivel de conocimientos adquiridos Adecuación a lo solicitado Concreción en la redacción 60 % Trabajos prácticos de laboratorio C12, C13, C14, T1, T6, T9, T12, T13, T16, T20, T21, T22, T25 Nivel de conocimientos adquiridos Adecuación a lo solicitado 40% 10. Resultados de aprendizaje 11. Cronograma/Calendario de la asignatura Descripción del Cronograma La asignatura participa en el Programa de Actividad Docente On-line Modalidad A, con la carga que se especifica en el cronograma. La virtualización parcial de la asignatura (dos horas de sesenta) se desarrolla durante las prácticas 1, 3. En estas prácticas el alumno debe visualizar videos explicativos en lengua inglesa y española, y seguir un guion que le conducirá al desarrollo de diverso código informático en lenguaje de programación C++. La ejecución de dichos códigos deberá quedar plasmada en los informes que elabore el alumno/a, y que deberán ser entregado en el aula virtual. Posteriormente, el profesorado de la asignatura evaluará la consecución de los objetivos fijados en los guiones. 8

9 2er Cuatrimestre Grupos 1C1, 1C2, 1P1-2, 1P3-4, 1L1, 1L2, 1L3, 1L5, 1L6, 1L9, 1L10, 1L13. Adscritos al Programa de Actividad Docente On-line Modalidad A SEMANA Temas Semana 1: Temas 0 y 1 Actividades de enseñanza aprendizaje Explicar Tema 0: Qué es un Algoritmo? Definición formal de algoritmo. Ejemplos de Algoritmo. Representación de un Algoritmo. Explicar Tema 1: Estructuras selectivas. Estructuras repetitivas. Estructuras de datos. Vectores, estructuras, uniones. Gestión dinámica de la memoria. Memoria dinámica y punteros. Subprogramas. Funciones. Describir los fundamentos de la Programación Orienta a Objetos. Objetos. Clases y objetos. Funciones. Sobrecarga de funciones. Llevar a cabo ejercicios utilizando las estructuras algorítmicas descritas durante la clase de teoría. Horas de trabajo presencial Horas de trabajo autónomo Total Semana 2: Tema 1 Práctica 1 Explicar Tema 1: Comparación de números enteros. Comparación de números reales. Recorrido de un vector. Búsqueda secuencial de un elemento. Contabilización del número de ocurrencias de un elemento dentro de un vector. Búsqueda del menor o mayor. Suma de los elementos de un vector. Suma de los elementos pares de un vector. Suma de los elementos impares e un vector. Comparaciones con elementos reales. Producto escalar de vectores. Llevar a cabo ejercicios describiendo vectores mediante objetos (on-line) Práctica 1 (on-line): Introducción a la Programación Orientada a Objetos. Visualizar un video. Seguir un guion que conduce a la elaboración de un programa informático. Explicar Tema 2: Concepto de recursividad. Simulación de recursividad mediante una pila. Diseño de algoritmos recursivos. Semana 3: Tema 2 Práctica 2 Ejecutar trazas de algoritmos recursivos Práctica 2: Implementación de ejercicios sobre recursividad. 9

10 Continuar con el Tema 2: Eliminación de la recursividad. Divide y vencerás. Semana 4: Tema 2 Práctica 3 Llevar a cabo varios algoritmos en versión recursiva e iterativa Práctica 3: Implementación de ejercicios sobre recursividad. Explicar Tema 3: Búsqueda exhaustiva sistemática. Proceso general de los algoritmos "vuelta atrás". Semana 5: Tema 3 Llevar a cabo problemas con algoritmos de vuelta atrás Semana 6: Temas 4 Práctica 4 Explicar Tema 3: Representación de matrices escasas. Multiplicación de matrices escasas. Llevar a cabo ejercicios haciendo recorrido de matrices escasas y multiplicación con vectores y matrices escasas (on-line) Práctica 3 (on-line): Sobrecarga de operadores y objetos dinámicos. Tema 4: Operaciones avanzadas con conjuntos Semana 7: Temas 4 Práctica 5 Llevar a cabo ejercicios con definiciones de conjuntos sobre mapas de bits, realizar operaciones básicas de conjuntos y matrices Práctica 4: Matrices dispersas, operaciones con punteros y gestión dinámica de la memoria. Semana 8: Tema 5 Práctica 6 Explicar Tema 5: Especificación formal del TAD lista. Implementación del TAD lista mediante estructuras estáticas. Implementación del TAD lista mediante objetos dinámicos. Operaciones sobre listas simplemente enlazadas: inserción, extracción, recorrido y búsqueda. Implementación de una lista ordenada. Llevar a cabo ejercicios sobre operaciones con listas enlazadas descritas sobre vectores y memoria dinámica Práctica 6: Desarrollo de una clase para efectuar operaciones sobre conjuntos utilizando manipulación de bits. 10

11 Semana 9: Tema 6 Prácticas 7 Explicar Tema 6: Especificación formal del TAD lista doblemente enlazada. Implementación del TAD lista doblemente enlazada mediante objetos dinámicos. Operaciones sobre listas doblemente enlazadas: inserción, extracción, recorrido y búsqueda. Implementación de una lista ordenada. Implementación de una lista circular. Llevar a cabo ejercicios sobre operaciones con listas doblemente enlazadas descritas sobre memoria dinámica. Implementar una lista circular Práctica 7: Planteamiento inicial de clases para la definición de listas doblemente enlazadas. Explicar Tema 7: Especificación formal del TAD pila. Implementación del TAD pila mediante estructuras estáticas. Implementación del TAD pila mediante objetos dinámicos. Evaluación de expresiones aritméticas mediante pilas. Semana 10: Tema 7 Práctica 8 Llevar a cabo ejercicios sobre operaciones con pilas implementadas sobre vectores y sobre memoria dinámica Práctica 8: Desarrollo de clases para la definición de listas doblemente enlazadas. Definir una aplicación concreta. Explicar Tema 8: Especificación formal del TAD cola. Implementación del TAD cola mediante estructuras estáticas. Implementación del TAD cola mediante objetos dinámicos. Evaluación de expresiones aritméticas mediante pilas. Semana11: Tema 8 Práctica 9 Llevar a cabo ejercicios sobre operaciones con colas implementadas sobre vectores circulares y sobre memoria dinámica Práctica 9: Planteamiento inicial del desarrollo de una clase que simule un buffer mediante el uso de una cola implementada sobre un vector circular. Retomar los Temas 5-8: Estudiar aplicaciones utilizando de forma conjunta los tipos abstractos de datos descritos en los mencionados temas. Desarrollar una gran aplicación que incluya algunos de estos tipos. Semana 12: Temas 5-8 Práctica 10 Diseñar un conjunto de clases que aglutinen los tipos abstractos de datos descritos en los temas Práctica 9: Desarrollo de un clase que simule un buffer mediante el uso de una cola implementada sobre un vector circular. 11

12 Explicar Tema 9: Introducir la estructura dinámica no lineal árbol, Árboles binarios. Semana 13: Tema 9 Práctica 11 Ejercicios sobre árboles binarios Práctica 11: Desarrollo de clases para la definición de árboles binarios. Continuar Tema 9: Introducir conjuntos representados como mediante árboles. Semana14: Tema 9 Práctica 12 Operaciones con conjuntos Práctica 12: Implementar conjuntos sobre la base de árboles. Repaso general de la asignatura. Semana 15: Repaso Ejercicios de repaso general de la asignatura. Realización de exámenes de años anteriores Semanas Evaluación Preparación de la evaluación