Subdirección Académica Instrumentación Didáctica para la Formación y Desarrollo de Competencias Profesionales Periodo escolar: Enero-Junio 2018

Transcripción

1 Subdirección Académica Instrumentación Didáctica para la Formación y Desarrollo de s Profesionales Periodo escolar: Enero-Junio 2018 Nombre de la asignatura: Estructura de Datos Plan de estudios: ISIC Clave de la asignatura: AED Horas teoría horas prácticas créditos: Caracterización de la asignatura Esta asignatura proporciona al perfil del egresado habilidades para la selección y aplicación de algoritmos y las estructuras de datos en el desarrollo e implementación de programas que permitan la solución de problemas. La relevancia de la asignatura es que el alumno identifique claramente la forma en cómo se estructuran y organizan los datos internamente, para poder hacerlos más eficientes en cuanto a la administración del tiempo de procesador y el uso de la memoria. Para cursar esta asignatura se requiere tener habilidades básicas de programación e interpretación de algoritmos y tener el dominio del paradigma orientado a objetos. Además, debe de conocer y manejar los conceptos generales de la lógica matemática, relaciones y la teoría de grafos, por esta razón se encuentra ubicada para ser cursada después de Fundamentos de Programación y de Programación Orientada a Objetos y Matemáticas Discretas, a su vez, esta asignatura es el pilar fundamental en el análisis, diseño y desarrollo de aplicaciones de software de bajo y alto nivel.

2 2. Intención didáctica Esta asignatura está organizada en seis temas. En ella, se distinguen claramente dos apartados: primero, la implementación de las estructuras de datos lineales y no lineales a través del manejo de memoria estática y dinámica; segundo, el análisis de los métodos de ordenamiento de datos internos para considerar su eficiencia en la aplicación de soluciones computacionales. Se inicia el curso con el tratamiento de los tipos de datos abstractos. Para estudiar cada tipo de dato abstracto, es necesario aplicar la modularidad, analizando la forma en que se gestiona la memoria para almacenarlos. Se realiza además un estudio sobre el análisis de la complejidad y eficiencia de los algoritmos, lo cual permitirá determinar cuáles son los algoritmos más eficientes para solucionar un problema. El segundo tema aborda la definición, mecanismos y características de la recursividad, aplicando éstos a la creación de procedimientos, así como el análisis de las ventajas y desventajas de estas soluciones recursivas. Los estudiantes identifican dichas características de la recursividad y ejemplifican el caso de las Torres de Hanoi, Serie de Fibonacci y Factorial entre otros para comprender mejor el mecanismo recursivo. El tercer tema trata sobre las estructuras lineales: listas, pilas y colas. La representación de pilas y colas puede darse a través de vectores (memoria estática) o apuntadores y/o referencias (memoria dinámica). Se analizan también otras variantes como el caso de colas circulares, colas de prioridad, listas simples y doblemente enlazadas. Los estudiantes desarrollan aplicaciones para resolver problemas que requierande estos tipos de estructuras. El cuarto tema se refiere a las estructuras no lineales conocidas como árboles y grafos que permiten dar solución a problemas más complejos a través de la recursividad y la utilización de memoria dinámica. Se analizan los recorridos típicos de árboles binarios, búsquedas, entre otros, así como el algoritmo del viajero para operaciones con grafos. En el quinto tema, los estudiantes identifican la metodología de cada algoritmo de ordenamiento interno (memoria principal) y

3 externos (memoria secundaria) midiendo su comportamiento en condiciones similares. Con la intención de que el estudiante conozca otras estrategias para almacenar y recuperar los datos, así como fortalecer la seguridad de la información que se administra, se estudia el sexto tema encargado precisamente de los métodos de recuperación de información. Al finalizar la asignatura se habrá adquirido las bases para evaluar e implementar soluciones por medio de estructuras. Los contenidos se abordarán de manera secuencial como los marca el programa, buscando la aplicación del conocimiento en un proyecto de asignatura que incorpore de manera progresiva los temas revisados con un enfoque basado en actividades que promuevan en el estudiante el desarrollo de sus habilidades para trabajar en equipo y aplicar el conocimiento a la práctica. El docente además de ser un motivador permanente en el proceso educativo deberá ser promotor ydirector de la enseñanza a través de la transmisión de su conocimiento, así como la aplicación de sus habilidades y destrezas utilizando las herramientas tradicionales y digitales a su alcance para cautivar asus estudiantes e interesarlos en el tema. 3. de la asignatura Conoce, comprende y aplica eficientemente estructuras de datos, métodos de ordenamiento y búsqueda para la optimización del rendimiento de soluciones a problemas del mundo real.

4 4. Análisis por competencias específicas No.: 1 Descripción: Conoce y comprende las diferentes estructuras de datos, su clasificación y forma de manipularlas para buscar la manera más eficiente de resolver problemas. Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica aprendizaje(que hace el alumno) enseñanza(que hace docente) Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico práctica Encuadre de la materia. 1. Introducción a las estructuras de datos. 1.1 Clasificación de las estructuras de datos. 1.2 Tipos de datos abstractos (TDA). Listar ejemplos en los que intuye se emplean estructuras de datos en el desarrollo de sistemas en diversos ámbitos. Documentarde al menos un librola clasificación, características y uso comunes de los tipos de datos estructurados. Documentarde al menos un libro información sobre los TDA, características, ventajas y desventajas. 1.3 Ejemplos de TDA s. Documentar y clasificar ejemplos de TDA en diversas fuentes de información. 1.4 Manejo de memoria Memoria estática. Documentarel proceso de administración y consumo de la Presentarel temario de la materia por unidades ydescribe los indicadores de alcance. Explicar el concepto e importancia de las estructuras de datos en el desarrollo de software. Definir la clasificación de los tipos de datos estructurados. Analizary explicarel concepto de TDA. Revisar y enriquecer la lista presentada por los alumnos. Reforzar y homogenizar la información presentada Capacidad de análisis y síntesis. Habilidad en el manejo de equipo de cómputo. Capacidad para trabajar en equipo. Habilidad para buscar y analizarinformación proveniente de fuentes diversas

5 1.4.2 Memoria dinámica. memoria RAM con el uso de estructuras de datos estáticas y dinámicas. 1.5 Análisis de algoritmos Complejidad en el tiempo Complejidad en el espacio Eficiencia de los algoritmos. Documentar en varias fuentes de información las técnicas que existen para medir la complejidad computacional. Organizar toda la información recopilada en la unidad para elaborar un mapa conceptual. por los alumnos. Explicar cómo incide en la eficiencia de un sistema de información la complejidad del software diseñado y la importancia de la optimización de los algoritmos. 2

6 Indicadores de alcance Valor del indicador A. Se adapta a situaciones y contextos complejos. 35% B. Hace aportaciones a las actividades académicas. 10% C. Propone y/o explica soluciones o procedimientos no vistos en clase. 30% D. Introduce recursos y experiencias que promueven un pensamiento crítico. 10% E. Incorpora conocimientos y actividades interdisciplinarias en su aprendizaje. 5% F. Realiza su trabajo de manera autónoma y autorregulada. 10% 4.1a Niveles de desempeño Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica Excelente Cumple con al menos 5 indicadores de alcance Notable Cumple con 4 indicadores de alcance definidos en el desempeño alcanzada Bueno Cumple con 3 indicadores de alcance definidos en el desempeño Suficiente Cumple con 2 indicadores de alcance definidos en el desempeño no alcanzada Insuficiente No cumple con el 100% de evidencias conceptuales, procedimentales y actitudinales de los indicadores definidos en el desempeño 69 o menos. 4.1b Matriz de evaluación Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia A B C D E F Examen escrito 40% 20% 20% Revisión de la evaluación Mapa conceptual 60% 15% 10% 10% 10% 5% 10% Revisión del mapa conceptual Total 35% 10% 30% 10% 5% 10%

7 No.: 2 Descripción: Aplica la recursividad en la solución de problemas valorando su pertinencia en el uso eficaz de los recursos. Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica aprendizaje(que hace el alumno) enseñanza(que hace docente) Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico práctica 2. Recursividad. 2.1 Definición. 2.2 Procedimientos recursivos. 2.3 Ejemplos de casos recursivos. Buscar en varias fuentes de información métodos alternativos para que una secuencia de código itere sin contar con una estructura cíclica. Establece el concepto, características, ventajas y desventajas de la recursividad. Analizarla estructura y forma de llamada de subrutinas recursivas. Analizar los ejemplos presentados por el docente. Resolver los ejercicios presentados por el docente. Introducir el concepto de recursividad mostrando analogías. Exponer la implementación de algoritmos recursivos mediante un programa. Presentar y promover el análisis de algoritmos recursivos de ejemplos clásicos como el cálculo de un factorial. Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas. Capacidad de análisis y síntesis. Habilidad en el manejo de equipo decómputo. Capacidad para trabajar en equipo. Capacidad de aplicar los conocimientos enla práctica Organizar la información recopilada y elaborar un mapa conceptual en el cual esquematiza los conceptos de la unidad. Resolverla práctica propuesta por el docente y elaborar un reporte de práctica para presentar los resultados. Proponer ejercicios a resolver. Proponerun ejercicio recursivo para ser resuelto como reporte de práctica.

8 Indicadores de alcance Valor del indicador A. Se adapta a situaciones y contextos complejos. 35% B. Hace aportaciones a las actividades académicas. 10% C. Propone y/o explica soluciones o procedimientos no vistos en clase. 30% D. Introduce recursos y experiencias que promueven un pensamiento crítico. 10% E. Incorpora conocimientos y actividades interdisciplinarias en su aprendizaje. 5% F. Realiza su trabajo de manera autónoma y autorregulada. 10% 4.2a Niveles de desempeño Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica Excelente Cumple con al menos 5 indicadores de alcance Notable Cumple con 4 indicadores de alcance definidos en el desempeño alcanzada Bueno Cumple con 3 indicadores de alcance definidos en el desempeño Suficiente Cumple con 2 indicadores de alcance definidos en el desempeño no alcanzada Insuficiente No cumple con el 100% de evidencias conceptuales, procedimentales y actitudinales de los indicadores definidos en el desempeño 69 o menos. 4.2b Matriz de evaluación Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia A B C D E F Reporte de práctica 50% 20% 5% 15% 5% 5% Revisión del reporte de práctica Mapa conceptual 50% 15% 5% 15% 5% 5% 5% Revisión del mapa conceptual Total 35% 10% 30% 10% 5% 10%

9 No.: 3 Descripción: Comprende y aplica estructuras de datos lineales para solución de problemas. Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica aprendizaje(que hace el alumno) enseñanza(que hace docente) Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico práctica 3. Estructuras lineales. 3.1 Pilas Representación en memoria Operaciones básicas Aplicaciones. 3.2 Colas Representación en memoria Operaciones básicas Tipos de colas: Simples, circulares bicolas Aplicaciones. Documentar en varias fuentes de información el concepto de pila. Identificarel modo de almacenar datos en forma de pila en memoria, las operaciones elementales que se realizan y la manera cómo una pila contribuye a la eficiencia de un producto de software. Resolver los ejercicios propuestos por el docente. Identificar el modo de almacenar datos en forma de cola en memoria, las operaciones elementales que se realizan y la manera cómo una pila contribuye a la eficiencia de un producto de software. Documentar loscontrastes que existen entre los diferentes tipos de colas. Explicar el concepto de estructura lineal, características y su relación con la administración de la memoria. Explicar el concepto de pila listando varios ejemplos. Proponer ejercicios para ser resueltos. Explicar el concepto de cola listando varios ejemplos. Proponer ejercicios para ser resueltos. Habilidad para buscar y analizarinformación proveniente de fuentes diversas. Capacidad de análisis y síntesis. Habilidad en el manejo de equipo decómputo. Capacidad para trabajar en equipo. Capacidad de investigación. Capacidad de aplicar los conocimientos enla práctica. 5 5 Resolver los ejercicios propuestos por el docente.

10 3.3 Listas Operaciones básicas Tipos de listas: Simplemente enlazadas, doblemente enlazadas y circulares Aplicaciones. Documentar el concepto de lista, las operaciones básicas que se realizan a una lista, los tipos de listas que se pueden programar, la forma en que se relacionan con pilas y colas para ser implementadas en productos de software. Resolver los ejercicios propuestos por el docente. Explicar el concepto de lista, sus características, ventajas, desventajas y la forma en la que se relacionan las listas, pilas y colas. Proponer ejercicios para ser resueltos. 5 Organizar la información recopilada y elaborar un mapa conceptual en el cual esquematiza los conceptos de la unidad.

11 Indicadores de alcance Valor del indicador A. Se adapta a situaciones y contextos complejos. 35% B. Hace aportaciones a las actividades académicas. 10% C. Propone y/o explica soluciones o procedimientos no vistos en clase. 30% D. Introduce recursos y experiencias que promueven un pensamiento crítico. 10% E. Incorpora conocimientos y actividades interdisciplinarias en su aprendizaje. 5% F. Realiza su trabajo de manera autónoma y autorregulada. 10% 4.3a Niveles de desempeño Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica Excelente Cumple con al menos 5 indicadores de alcance Notable Cumple con 4 indicadores de alcance definidos en el desempeño alcanzada Bueno Cumple con 3 indicadores de alcance definidos en el desempeño Suficiente Cumple con 2 indicadores de alcance definidos en el desempeño no alcanzada Insuficiente No cumple con el 100% de evidencias conceptuales, procedimentales y actitudinales de los indicadores definidos en el desempeño 69 o menos. 4.3b Matriz de evaluación Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia A B C D E F Examen teórico - práctico. 40% 20% 20% Revisión de la evaluación Mapa conceptual 60% 15% 10% 10% 10% 5% 10% Revisión del mapa conceptual Total 35% 10% 30% 10% 5% 10%

12 No.: 4 Descripción: Comprende y aplica estructuras no lineales para la solución de problemas. Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica aprendizaje(que hace el alumno) enseñanza(que hace docente) Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico práctica 4. Estructuras no lineales. 4.1 Árboles Clasificación de árboles Operaciones básicas sobre árboles binarios Aplicaciones. 4.2 Grafos Representación de grafos Operaciones básicas. Desarrollar un concepto de estructura de datos no lineal. Documentar información sobre árboles, clasificación, uso, operaciones básicas y ejemplos de aplicación en diversos ámbitos. Resolver los ejercicios propuestos por el docente. Organizar los conceptos de la unidad y elabora un mapa conceptual. Resolver la práctica propuesta por el docente y elabora un reporte de práctica para presentar los resultados. Documentar y analizar el concepto de grafo. Analizar la clasificación, reflexiona sobre la terminología y sobre el Exponer a través de ejemplos el concepto de estructura de datos no lineal y relacionar los conceptos con las estructuras de datos lineales para establecer diferencias. Explicar el concepto de árbol. Presentar y analizar su clasificación, aplicación, y proponer ejercicios para su resolución. Proponer un ejercicio recursivo para ser resuelto como ejercicio de práctica. Explicar el concepto de grafo listando varios ejemplos. Explicarla terminología y Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas. La comprensión y manipulación de ideas y pensamientos. Metodologías para solución de problemas, organización del tiempo y para el aprendizaje. Habilidad en el manejo de equipo decómputo. Capacidad para trabajar en equipo. Capacidad de aplicar los conocimientos enla práctica. 5 5

13 alcance de las operaciones que se pueden aplicar a los grafos sobre todo en el campo de la IA y las ciencias de la computación. aplicación en diversos ámbitos de las ciencias de la computación. Organizar los conceptos de la unidad y elabora un mapa conceptual.

14 Indicadores de alcance Valor del indicador A. Se adapta a situaciones y contextos complejos. 35% B. Hace aportaciones a las actividades académicas. 10% C. Propone y/o explica soluciones o procedimientos no vistos en clase. 30% D. Introduce recursos y experiencias que promueven un pensamiento crítico. 10% E. Incorpora conocimientos y actividades interdisciplinarias en su aprendizaje. 5% F. Realiza su trabajo de manera autónoma y autorregulada. 10% 4.4a Niveles de desempeño Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica Excelente Cumple con al menos 5 indicadores de alcance Notable Cumple con 4 indicadores de alcance definidos en el desempeño alcanzada Bueno Cumple con 3 indicadores de alcance definidos en el desempeño Suficiente Cumple con 2 indicadores de alcance definidos en el desempeño no alcanzada Insuficiente No cumple con el 100% de evidencias conceptuales, procedimentales y actitudinales de los indicadores definidos en el desempeño 69 o menos. 4.4b Matriz de evaluación Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia A B C D E F Mapa conceptual 50% 15% 5% 15% 5% 5% Revisión de la evaluación Reporte de práctica 50% 20% 5% 15% 5% 5% 5% Revisión del reporte de práctica Total 35% 10% 30% 10% 5% 10%

15 No.: 5 Descripción: Conoce, comprende y aplica los algoritmos de ordenamiento para el uso adecuado en el desarrollo de aplicaciones que permita solucionar problemas del entorno. Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica aprendizaje(que hace el alumno) enseñanza(que hace docente) Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico práctica 5. Métodos de ordenamiento. 5.1 Algoritmos de ordenamiento internos Burbuja Quicksort ShellSort Radix. 5.2 Algoritmos de ordenamiento externos Intercalación Mezcla Directa Mezcla Natural. Documentar de al menos un libro el concepto de ordenamiento y su clasificación. Documentar en varias fuentes de información las características y funcionamiento de los métodos de ordenamiento interno. Programar los métodos de ordenamiento interno. Documentar en varias fuentes de información las características y funcionamiento de los métodos de ordenamiento externo. Programar los métodos de ordenamiento externo. Resolver la práctica propuesta por el docente y elabora un reporte de práctica para presentar los resultados. Inducir el concepto de ordenamiento listando ejemplos. Explicar cómo funciona un método de ordenamiento. Guiar al alumno para desarrollar una solución que emplee métodos de ordenamiento interno. Guiar al alumno para desarrollar una solución que emplee métodos de ordenamiento interno. Proponer un ejercicio para ser resuelto como reporte de práctica. Habilidad para buscar y analizar información proveniente de fuentes diversas. La comprensión y manipulación de ideas y pensamientos. Metodologías para solución de problemas, organización del tiempo y para el aprendizaje. Habilidad en el manejo de equipo de cómputo. Capacidad para trabajar en equipo. Capacidad de aplicar los conocimientos enla práctica. 5 5

16 Indicadores de alcance Valor del indicador A. Se adapta a situaciones y contextos complejos. 35% B. Hace aportaciones a las actividades académicas. 10% C. Propone y/o explica soluciones o procedimientos no vistos en clase. 30% D. Introduce recursos y experiencias que promueven un pensamiento crítico. 10% E. Incorpora conocimientos y actividades interdisciplinarias en su aprendizaje. 5% F. Realiza su trabajo de manera autónoma y autorregulada. 10% 4.5a Niveles de desempeño Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica Excelente Cumple con al menos 5 indicadores de alcance Notable Cumple con 4 indicadores de alcance definidos en el desempeño alcanzada Bueno Cumple con 3 indicadores de alcance definidos en el desempeño Suficiente Cumple con 2 indicadores de alcance definidos en el desempeño no alcanzada Insuficiente No cumple con el 100% de evidencias conceptuales, procedimentales y actitudinales de los indicadores definidos en el desempeño 69 o menos. 4.5b Matriz de evaluación Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia A B C D E F Examen teórico - práctico. 40% 20% 20% Revisión de la evaluación Reporte de práctica 60% 15% 10% 10% 10% 5% 10% Revisión del reporte de práctica Total 35% 10% 30% 10% 5% 10%

17 No.: 6 Descripción: Conoce, comprende y aplica los algoritmos de búsqueda para el uso adecuado en el desarrollo de aplicaciones que permita solucionar problemas del entorno. Temas y subtemas para desarrollar la competencia específica aprendizaje(que hace el alumno) enseñanza(que hace docente) Desarrollo de competencias genéricas Horas teórico práctica 6. Métodos de búsqueda. 6.1 Búsqueda secuencial. Documentar en varias fuentes de información el concepto de métodos de búsqueda. Documentar el concepto, funcionamiento y situaciones en las que se aplica la búsqueda secuencial. 6.2 Búsqueda binaria. Documentar el concepto, funcionamiento y situaciones en las que se aplica la búsqueda binaria. 6.3 Búsqueda por Documentar el concepto, funciones de HASH. funcionamiento y situaciones en las que se aplica la búsqueda por funciones HASH. Elaborar un cuadro comparativo en el que describe características, ventajas y desventajas de las búsquedas secuencial, binaria y por funciones HASH. Resolver la práctica propuesta por el docente y elabora un reporte de práctica para presentar los resultados. Explicar el concepto, importancia y usos de los métodos de búsqueda. Explicar a través de ejemplos el concepto de búsqueda secuencial. Reforzar la explicación decómo funciona la búsqueda binaria. Reforzar la explicación de cómo funciona la búsqueda por funciones HASH. Proponer un ejercicio para ser resuelto como reporte de práctica. La comprensión y manipulación de ideas y pensamientos. Metodologías para solución de problemas, organización del tiempo y para el aprendizaje. Habilidad en el manejo de equipo de cómputo. Capacidad para trabajar en equipo. Capacidad de aplicar los conocimientos enla práctica

18 Indicadores de alcance Valor del indicador G. Se adapta a situaciones y contextos complejos. 35% H. Hace aportaciones a las actividades académicas. 10% I. Propone y/o explica soluciones o procedimientos no vistos en clase. 30% J. Introduce recursos y experiencias que promueven un pensamiento crítico. 10% K. Incorpora conocimientos y actividades interdisciplinarias en su aprendizaje. 5% L. Realiza su trabajo de manera autónoma y autorregulada. 10% 4.6a Niveles de desempeño Desempeño Nivel de desempeño Indicadores de alcance Valoración numérica Excelente Cumple con al menos 5 indicadores de alcance Notable Cumple con 4 indicadores de alcance definidos en el desempeño alcanzada Bueno Cumple con 3 indicadores de alcance definidos en el desempeño Suficiente Cumple con 2 indicadores de alcance definidos en el desempeño no alcanzada Insuficiente No cumple con el 100% de evidencias conceptuales, procedimentales y actitudinales de los indicadores definidos en el desempeño 69 o menos. 4.6b Matriz de evaluación Evidencia de aprendizaje % Indicador de alcance Evaluación formativa de la competencia A B C D E F Reporte de práctica 50% 20% 5% 15% 5% 5% Revisión del reporte de práctica Cuadro comparativo 50% 15% 5% 15% 5% 5% 5% Revisión del cuadro comparativo Total 35% 10% 30% 10% 5% 10%

19 5. Fuentes de información y apoyos didácticos Fuentes de información: Algoritmos computacionales, Introducción al análisis y diseño. Baase, Van Gelder, Ed. Addison Wesley. Fundamentos de Programación, Algoritmos, estructuras de datos y objetos. Luís J. Aguilar. Mc Graw Hill. Programación en Java 2, Algoritmos, estructuras de datos y POO. Luís J. Aguilar; McGraw Hill. Programación en Java 6. Luis Joyanes Aguilar, Ignacio Zahonero Ed McGraw Hill. Deitel y Deitel. Cómo programar en Java. Ed. Pearson Prentice Hall. Estructuras de datos y algoritmos en java; Goendrich, Tamasia; ed. Cecsa. Apoyos didácticos: Computadora Proyector Pizarrón Libro de texto Apuntes de clase Lenguaje de Programación

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