ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL FACULTAD DE INGENIERÍA EN ELECTRICIDAD Y COMPUTACIÓN SYLLABUS DEL CURSO Análisis de Algoritmos

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1 1. CÓDIGO Y NÚMERO DE CRÉDITOS ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL FACULTAD DE INGENIERÍA EN ELECTRICIDAD Y COMPUTACIÓN SYLLABUS DEL CURSO Análisis de Algoritmos CÓDIGO FIEC04366 NÚMERO DE CRÉDITOS: 4 Teóricos: 4 Prácticos: 0 2. DESCRIPCIÓN DEL CURSO Este es un curso introductorio al análisis y diseño de algoritmos, en el que se estudiarán métodos para el diseño de soluciones eficientes a problemas considerados importantes en ciencias de la computación; también se estudiarán métodos para realizar el análisis de estas soluciones, y se revisarán aquellas herramientas matemáticas que sean necesarias. Dado un problema, se propondrán y analizarán varias soluciones, que se implementarán con el propósito de verificar sus rendimientos y seleccionar la mejor. En este curso se enfatizará la importancia de calcular los recursos necesarios para ejecutar un algoritmo, así como también de demostrar que es una solución correcta. Finalmente, y desde un punto de vista riguroso, se estudiarán conceptos tales como: problema, algoritmo, eficiencia de un algoritmo, clasificación de problemas, etc. 3. PRERREQUISITOS Y CORREQUISITOS. PREREQUISITOS CORREQUISITO FIEC03012 ESTRUCTURAS DE DATOS ICM00901 MATEMÁTICAS DISCRETAS 4. TETO GUIA Y OTRAS REFERENCIAS REQUERIDAS PARA EL DICTADO DEL CURSO TETO GUÍA 1. Corman Y. H., Leiserson C. E., Rivest R. L. y Stein C. Introduction to Algorithms, Third Edition, MIT-Mc Graw Hill, 2009 REFERENCIAS 1. Algorithms, Brassard G. y Bratley P. Prentice Hall Internacional Computer Algorithms: Introduction to Design and Analyisis, Sara Baase and Allen Van Gelder. Addison Wesley, Introduction to the Design and analysis of Algorithms. Anany Levitin. Addison Wesley, RESULTADOS DE APRENDIZAJE DEL CURSO El estudiante al finalizar el curso estará en capacidad de: 1. Aplicar conceptos matemáticos para analizar un algoritmo: demostraciones notaciones asintóticas, ecuaciones de recurrencia y otros que sean requeridos. 2. Explicar por qué es necesario demostrar que un algoritmo es correcto. 3. Calcular los recursos necesarios para la ejecución de un algoritmo: memoria y tiempos de ejecución.. 4. Identificar, explicar y aplicar los siguientes métodos de diseño: por División y Conquista, Programación Dinámica y Algoritmos Voraces. 5. Implementar y evaluar soluciones algorítmicas diferentes de un mismo problema con el fin de decidir cual es la más conveniente.. 6. Diseñar, implementar y evaluar soluciones a ciertos problemas importantes en ciencias de la computación: ordenar datos, hacer búsquedas, calcular distancias mínimas en un grafo, encontrar un árbol de expansión de costo mínimo, calcular un código de longitud promedio óptimo, el problema de la mochila, calcular la distancia de edición mínima entre dos palabras, etc. 7. Definir, explicar e ilustrar en que consisten as clases de problemas P, NP, NPC.. 6. PROGRAMA DEL CURSO I. Introducción (2 sesiones - 4 horas). Introducción al Curso Introducción al Análisis de Algoritmos IG Página 1 de 5 SYLLABUS DEL CURSO

2 II. Notaciones Asintóticas (2 sesiones - 4 horas). Las Notaciones gran O, gran Omega y Teta Las notaciones o pequeña, omega pequeña III. Ecuaciones de Recurrencia (2 sesiones - 4 horas). Método por sustitución Método por iteración Método del Teorema Maestro IV. Dividir y Conquistar (2 sesiones - 4 horas). Algoritmo para Ordenar por Fusión Análisis de mergesort V. Quicksort (2 sesiones - 4 horas). Descripción de quicksort Análisis del Mejor y del Peor de los casos Calculo del tiempo promedio de ejecución VI. Medianas y Selección (2 sesiones - 4 horas). Algoritmo Selección VII. Ordenación Lineal (2 sesiones - 4 horas). Radixsort Bucketsort VIII. Conjuntos Disjuntos (2 sesiones - 4 horas). Estructuras de datos y Operaciones I. Programación Dinámica (2 sesiones - 4 horas). El Algoritmo de Floyd-Warshall El problema de la Multiplicación de Matrices en Cadena El problema de la Subcadena Común de Longitud Máxima El problema de la Mochila. Algoritmos Voraces (2 sesiones - 4 horas). El Problema de la Cobertura de Conjuntos Árboles de Expansión de Costo Mínimo Algoritmo de Huffman I. Análisis por Amortización (3 sesiones - 6 horas). El Método Agregado El Método del Potencial II. Estructuras de Árbol y algoritmos (3 sesiones - 6 horas). Árboles Binarios Árboles Rojo-Negro III. Complejidad Computaciona (2 sesiones - 4 horas). Problemas, Algoritmos, Máquinas de Turing Clases de Problemas: P, NP, NPC 7. CARGA HORARIA: TEORÍA/PRÁCTICA 2 sesiones por semana de 2 horas cada una. Martes y jueves, 9:30 11:30 8. CONTRIBUCIÓN DEL CURSO EN LA FORMACIÓN DEL ESTUDIANTE Se revisan conceptos matemáticos útiles para el análisis de algoritmos: demostraciones, ecuaciones de recurrencia, notaciones asintóticas, árboles, grafos, autómatas. Se revisan conceptos básicos de ciencias de la computación, como son: estructuras de datos, algoritmos, programación, computabilidad, máquinas de Turing. Los estudiantes analizan e implementan algoritmos que resuelven un mismo problema, a fin de comparar sus rendimientos y escoger el mejor. Los estudiantes diseñan soluciones eficientes a problemas considerados importantes en el campo de las ciencias de la computación. Los estudiantes implementan sus diseños en un lenguaje de alto nivel: C, C++, Java, Python. IG Página 2 de 5 SYLLABUS DEL CURSO

3 FORMACIÓN BÁSICA FORMACIÓN PROFESIONAL FORMACIÓN HUMANA 9. RELACIÓN DE LOS RESULTADOS DE APRENDIZAJE DEL CURSO CON LOS RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA CARRERA RESULTADOS DE APRENDIZAJE DE LA CARRERA* a) Habilidad para aplicar el conocimiento apropiado de Computación y Matemáticas en esta disciplina b) Habilidad para analizar un problema, e identificar y definir los requerimientos computacionales apropiados para su solución c) Habilidad para diseñar, implementar, y evaluar un sistema computacional, proceso, componente o programa que cumpla los requerimientos solicitados d) Habilidad para trabajar CONTRIBUCIÓ N (Alta, Media, Baja) RESULTADO S DE APRENDIZAJ EDEL CURSO** EL ESTUDIANTE DEBE: Alta 1,2,3,4,5,6,7 Demostrar que una función f(n) pertenece a cierta notación asintótica. Calcular la memoria necesaria para la ejecución de un algoritmo. Calcular los tiempos de ejecución de un algoritmo: mejor y peor de los casos, promedio. Resolver ecuaciones de recurrencia para calcular el tiempo de ejecución de un algoritmo. Explicar la importancia de demostrar que un algoritmo es correcto. Explicar y aplicar los siguientes métodos para diseñar algoritmos: por División y Conquista, Programación Dinámica y Algoritmos Voraces. Diseñar, implementar y evaluar soluciones a ciertos problemas importantes en ciencias de la computación, por ejemplo: ordenar, hacer búsquedas, calcular distancias mínimas en un grafo, encontrar un árbol de expansión de costo mínimo, calcular un código de longitud promedio óptimo, el problema de la mochila, calcular la distancia de edición mínima entre dos palabras, etc. Definir, explicar e ilustrar con ejemplos las clases de problemas P, NP, NPC. Explicar la importancia de reconocer que un problema es NPC. IG Página 3 de 5 SYLLABUS DEL CURSO

4 efectivamente en equipo y lograr un objetivo común e) Comprensión de temas profesionales, éticos, legales, seguridad, social y de responsabilidad f) Habilidad para comunicarse efectivamente con grandes audiencias g) Habilidad para analizar el impacto computacional global y local en las personas, organizaciones y sociedad h) Reconocer la necesidad y una habilidad para mantener un constante desarrollo profesional a lo largo de la vida i) Habilidad para usar las técnicas, habilidades, y herramientas necesarias para la práctica de la Computación j) Capacidad de liderar, gestionar o emprender proyectos k) - l) EVALUACIÓN DEL CURSO Actividades de Evaluación Exámenes Lecciones Tareas Proyectos Laboratorio/Experimental Participación en Clase Visitas Otras 11. RESPONSABLE DE LA ELABORACIÓN DEL SYLLABUS Y FECHA DE ELABORACIÓN Elaborado por Ing. Carlos Jordán Fecha 26 FEB 2013 IG Página 4 de 5 SYLLABUS DEL CURSO

5 12. VISADO SECRETARIO ACADÉMICO DE LA UNIDAD ACADÉMICA NOMBRE: DIRECTOR DE LA SECRETARÍA TÉCNICA ACADÉMICA NOMBRE: FIRMA: FIRMA: Resolución y Fecha de aprobación en el Consejo Directivo: 13. VIGENCIA DEL SYLLABUS RESOLUCIÓN DEL CONSEJO POLITÉCNICO: FECHA: IG Página 5 de 5 SYLLABUS DEL CURSO