Programa de Estudios por Competencias ESTRUCTURA DE DATOS

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1 1. IDENTIFICACIÓN DEL CURSO Programa de Estudios por Competencias ESTRUCTURA DE DATOS ORGANISMO ACADÉMICO: Facultad de Ingeniería Programa Educativo: Ingeniería en Computación Área de docencia: Programación e Ingeniería de Software Aprobación por los H.H. Consejos Académico y de Gobierno Fecha: Programa elaborado por: Dra. Lilia Ojeda Toche M. en A. Silvia Edith Albarrán Trujillo Ing. Mireya Salgado Gallegos Fecha de elaboración : Clave Horas de teoría Horas de práctica Total de horas Créditos Tipo de Unidad de Aprendizaje Carácter de la Unidad de Aprendizaje OBLIGATORIA CURSO Prerrequisitos Concepto de algoritmo, concepto de programa, lenguajes de programación tipos de datos Primitivos (dato numérico, dato lógico, datos tipo carácter y tipo cadena), constantes y Variables, operaciones de asignación, estructura general de un programa, programación Estructurada, procedimientos y funciones Programas educativos en los que se imparte: Unidad de Aprendizaje Antecedente Ninguna Núcleo de formación SUSTANTIVO PROFESIONAL U AP Atlacomulco, UAP Ecatepec, UAP Texcoco, UAP Valle de Chalco, UAP Valle de México, UAP Valle de Teotihuacan, UAP Zumpango Modalidad Presencial Unidad de Aprendizaje Consecuente Ninguna 1

2 II. PRESENTACIÓN El estudio de la estructura de datos, sin duda es uno de los más importantes dentro de las carreras relacionadas con la computación, ya que el conocimiento eficiente de las estructuras de datos suele ser vital en la formación de los alumnos debido a la trascendencia que un aprendizaje teórico-práctico de las mismas supondrá para su carrera. Una de las aplicaciones más interesantes y potentes de la memoria dinámica y los punteros son las estructuras dinámicas de datos. Las estructuras básicas disponibles tienen una importante limitación: no pueden cambiar de tamaño durante la ejecución. Los arreglos están compuestos por un determinado número de elementos, número que se decide en la fase de diseño, antes de que el programa ejecutable sea creado. En muchas ocasiones se necesitan estructuras que puedan cambiar de tamaño durante la ejecución del programa. Por supuesto, podemos hacer arreglos dinámicos, pero una vez creados, su tamaño también será fijo, y para hacer que crezcan o diminuyan de tamaño, deberemos reconstruirlas desde el principio. Las estructuras dinámicas nos permiten crear estructuras de datos que se adapten a las necesidades reales a las que suelen enfrentarse nuestros programas. Pero no sólo eso, también nos permitirán crear estructuras de datos muy flexibles, ya sea en cuanto al orden, la estructura interna o las relaciones entre los elementos que las componen. El estudio de las estructuras de datos se hará desde diversos puntos de vista: diseño de estructuras en respuesta a necesidades especificas, encapsulamiento de los tipos de datos usándolos en base a su especificación (propiedades funcionales) y no a su implementación y estudio de los principales tipos, tanto elementales como no elementales, dividiendo éstos últimos en estructuras lineales (listas, pilas, colas,...) Y no lineales (árboles, grafos,...), analizándolos primero desde el punto de vista teórico pero sin perder de vista sus aplicaciones prácticas. 2

3 III. LINEAMIENTOS DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE DEL PROFESOR Cumplir en tiempo y contenido el programa de la unidad de aprendizaje Establecer tolerancia para el inicio de clases Proponer y respetar formas de evaluación Generar en sus alumnos una visión integradora de la unidad de aprendizaje Respetar número de horas teóricas y prácticas de la unidad de aprendizaje Cada sesión deberá concluir con una serie de ejercicios de repaso que permitirán Reafirmar los conocimientos del curso. Preferentemente las fechas de exámenes y entrega del proyecto final deberán establecerse desde el principio DEL ALUMNO Contar con el 80% de asistencia para presentar examen ordinario Contar con el 60% de asistencia para presentar examen extraordinario Contar con el 30% de asistencia para presentar examen a título de suficiencia Utilizar un lenguaje estructurado para la elaboración de programas Hacer uso adecuado de las instalaciones de la sala de cómputo Respetar el reglamento de la sala de cómputo Tener sentido de responsabilidad en los trabajos extractase Entregar en tiempo y forma los trabajos extractase Tener sentido de integración y participación dentro del salón de clases. El alumno deberá entregar todas y cada una de las series de ejercicios IV. PROPÓSITO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE El alumno: IDENTIFICARA LAS HERRAMIENTAS TEORICAS FUNDAMENTALES PARA LA REPRESENTACIÓN Y MANIPULACIÓN DE INFORMACION EN LA COMPUTADORA, HACIENDO ÉNFASIS EN EL TIPO DE DATOS DINÁMICOS Y ARCHIVOS. ADEMÁS DE REALIZAR EL ANÁLISIS DE LA EFICIENCIA DE ALGORITMOS SIMPLES. 3

4 V. COMPETENCIAS GENÉRICAS Desarrollar programas analizando y diseñando soluciones a problemas reales del entorno a través del uso de herramientas lógicas. VI. ÁMBITOS DE DESEMPEÑO Empresas públicas y privadas de los sectores industrial, educativo, comercial y de servicios. VII. NATURALEZA DE LA COMPETENCIA (Inicial, entrenamiento, complejidad creciente, ámbito diferenciado) Inicial 4

5 IX. ESTRUCTURA DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE A. UNIDADES DE COMPETENCIA: 1. Utilizar los conocimientos de programación estructurada y modularización. 2. Conocer y aplicar los algoritmos básicos de ordenación y búsqueda. 3. Aplicar las principales estructuras de datos lineales así como su manejo y aplicación 4. Aplicar las principales estructuras de datos no lineales así como su manejo y aplicación 5. Utilizar conceptos básicos de complejidad computacional B. CONTENIDO: 1. PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA Y MODULARIZACIÓN. Concepto de algoritmo y lenguajes de programación Tipos de datos o Primitivos o Constantes o Variables Estructura general de un programa Programación Estructurada o Estructuras secuencial o Estructuras selectivas o Estructuras repetitivas o Estructuras de control básicas Procedimientos y funciones o Declaración de funciones o Declaración de procedimientos o Variables locales y Globales o Paso de parámetro 5

6 2. ALGORITMOS BÁSICOS DE ORDENACIÓN Y BÚSQUEDA. Método de la burbuja o Mejorada o Selección o Quick Sort o Mezcla Método secuencial Búsqueda binaria Tablas Hashing 3. ESTRUCTURAS DE DATOS LINEALES Listas ligadas o Implementación de listas ligadas o Operaciones de inserción y eliminación en una lista ligada o Una aplicación resuelta con listas ligadas Listas doblemente ligadas o Implementación de listas doblemente ligadas o Operación de inserción y eliminación en una lista doblemente ligadas o Una aplicación resuelta con listas doblemente ligadas La pila o Implementación de la pila o Operaciones de inserción y eliminación en una pila o Una aplicación resuelta con pilas La cola o Implementación de listas ligadas o Operaciones de inserción y eliminación en una lista ligada o Una aplicación resuelta con listas ligadas 4. ESTRUCTURAS DE DATOS NO LINEALES Grafos o Conceptos o Implementación de grafos Árboles o Conceptos 6

7 o Implementación de árboles 5. COMPLEJIDAD COMPUTACIONAL Conceptos básicos Problemas O Clases P y NP Ejemplos 7

8 IX. SECUENCIA DIDÁCTICA

9 X. DESARROLLO DE LA UNIDAD DE APRENDIZAJE UNIDAD DE COMPETENCIA I Utilizar los conocimientos de programación estructurada y modularización. Estrategias Didácticas: Solución de ejercicios CRITERIOS DE DESEMPEÑO I Representación de problemas mediante estructuras de control, instrucciones primitivas elementales y modularización ELEMENTOS DE COMPETENCIA Conocimientos Habilidades Actitudes Valores Conceptualización Receptiva Tolerancia Análisis Analítica Perseverancia Diseño de Propositiva soluciones Crítica Creatividad CONCEPTO DE ALGORITMO Y PROGRAMA LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN TIPOS DE DATOS PRIMITIVOS CONSTANTES Y VARIABLES ESTRUCTURA GENERAL DE UN PROGRAMA PROGRAMACIÓN ESTRUCTURADA (ESTRUCTURA SECUENCIAL, ESTRUCTURAS SELECTIVAS, ESTRUCTURAS REPETITIVAS, ESTRUCTURAS DE CONTROL BÁSiCAS) PROCEDIMIENTOS Y FUNCIONES ( DECLARACIÓN DE FUNCIONES, DECLARACIÓN DE PROCEDIMIENTOS, VARIABLES LOCALES Y GLOBALES, PASO DE PARÁMETROS) RECURSOS REQUERIDOS Pizarrón EVIDENCIAS DESEMPEÑO / PRODUCTOS Problema representado con el algoritmos TIEMPO DESTINADO 10 hrs. CONOCIMIENTOS Programación estructurada, modularización, datos estáticos.. 9

10 UNIDAD DE COMPETENCIA II Conocer y aplicar los algoritmos básicos de ordenación y búsqueda Estrategias Didácticas: Solución de ejercicios ELEMENTOS DE COMPETENCIA Conocimientos Habilidades Actitudes Valores Conceptualización Receptiva Tolerancia Análisis Analítica Perseverancia Diseño de soluciones Propositiva Creatividad Crítica MÉTODO DE LA BURBUJA MÉTODO DE LA BURBUJA MEJORADA SELECCIÓN QUICK SORT MEZCLA MÉTODO SECUENCIAL BÚSQUEDA BINARIA TABLAS HASHING RECURSOS REQUERIDOS Pizarrón TIEMPO DESTINADO 15 hrs. CRITERIOS DE DESEMPEÑO I Representación y solución de problemas utilizando variables de tipo apuntador EVIDENCIAS DESEMPEÑO / PRODUCTOS Diseño de programas. Solución de problemas mediante la automatización utilizando apuntadores. CONOCIMIENTOS MÉTODO DE LA BURBUJA MÉTODO DE LA BURBUJA MEJORADA SELECCIÓN QUICK SORT MEZCLA MÉTODO SECUENCIAL BÚSQUEDA BINARIA TABLAS HASHING 10

11 UNIDAD DE COMPETENCIA III Aplicar las principales estructuras de datos lineales así como su manejo y aplicación Estrategias Didácticas: Solución de ejercicios CRITERIOS DE DESEMPEÑO I Representación de problemas utilizando estructuras de datos lineales. ELEMENTOS DE COMPETENCIA Conocimientos Habilidades Actitudes Valores Conceptualización Receptiva Tolerancia Análisis Analítica Perseverancia Diseño de soluciones Propositiva Creatividad Crítica LISTAS LIGADAS IMPLEMENTACIÓN DE LISTAS LIGADAS OPERACIONES DE INSERCIÓN Y ELIMINACIÓN EN UNA LISTA LIGADA UNA APLICACIÓN RESUELTA CON LISTAS LIGADAS LISTAS DOBLEMENTE LIGADAS IMPLEMENTACIÓN DE LISTAS DOBLEMENTE LIGADAS OPERACIONES DE INSERCIÓN Y ELIMINACIÓN EN UNA LISTA DOBLEMENTE LIGADA UNA APLICACIÓN RESUELTA CON LISTAS DOBLEMENTE LIGADAS LA PILA IMPLEMENTACIÓN DE LA PILA OPERACIONES DE INSERCIÓN Y ELIMINACIÓN EN UNA PILA UNA APLICACIÓN RESUELTA CON PILAS LA COLA IMPLEMENTACIÓN DE LA COLA OPERACIONES DE INSERCIÓN Y ELIMINACIÓN EN UNA COLA UNA APLICACIÓN RESUELTA CON COLAS RECURSOS REQUERIDOS Pizarrón EVIDENCIAS DESEMPEÑO / PRODUCTOS Diseño de pilas, listas, colas. Solución de problemas utilizando estructuras de datos lineales. TIEMPO DESTINADO 20rs. CONOCIMIENTOS Teoría de listas. Teoría de pilas. Teoría de colas. 11

12 UNIDAD DE COMPETENCIA IV 1. Aplicar las principales estructuras de datos no lineales así como su manejo y aplicación ELEMENTOS DE COMPETENCIA Conocimientos Habilidades Actitudes Valores GRAFOS Conceptualización Receptiva Tolerancia CONCEPTOS Análisis Analítica Perseverancia IMPLEMENTACIÓN Diseño de soluciones Propositiva DE GRAFOS Creatividad Crítica ÁRBOLES CONCEPTOS IMPLEMENTACIÓN DE ÁRBOLES Estrategias Didácticas: Solución de ejercicios y demostraciones CRITERIOS DE DESEMPEÑO I Representación y solución de problemas utilizando archivos y estructuras dedatos dinámicas. RECURSOS REQUERIDOS Pizarrón EVIDENCIAS DESEMPEÑO / PRODUCTOS Análisis y manipulación de archivos y variables dinámicas. TIEMPO DESTINADO 20 hrs CONOCIMIENTOS Tipos de grafos, teoría de árboles. 12

13 UNIDAD DE COMPETENCIA V Utilizar conceptos básicos de complejidad computacional. ELEMENTOS DE COMPETENCIA Conocimientos Habilidades Actitudes Valores CONCEPTOS BÁSICOS Conceptualización Receptiva Tolerancia PROBLEMAS O Análisis Analítica Perseverancia CLASES P Y NP Diseño de soluciones Propositiva EJEMPLOS Creatividad Crítica Estrategias Didácticas: Solución de ejercicios y demostraciones CRITERIOS DE DESEMPEÑO I Representación y análisis de la complejidad de algoritmos. RECURSOS REQUERIDOS Pizarrón EVIDENCIAS DESEMPEÑO / PRODUCTOS Consumo de recursos en relación con el tiempo y el numero de elementos que utilizan los algoritmos. TIEMPO DESTINADO 10 hrs. CONOCIMIENTOS CONCEPTOS BÁSICOS PROBLEMAS O CLASES P Y NP EJEMPLOS 13

14 IX. EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN Ordinaria: 2 exámenes parciales 60% Proyecto final 40% Extraordinaria y a Título de Suficiencia: Examen acumulativo 60% Proyecto final 40% X. BIBLIOGRAFÍA 1) JOYANES, AGUILAR LUIS Y ZAHONERO, MARTÍNEZ IGNACIO. ESTRUCTURA DE DATOS. ALGORITMOS, ABSTRACCIÓN Y OBJETOS. EDIT MC GRAW-HILL, MADRID, ) JOYANES, AGUILAR LUIS. FUNDAMENTOS DE PROGRAMACIÓN. 2ª ED. EDIT. MCGRAW-HILL, MADRID, ) LANGSAM, YEDIDYAH; AUGENSTEIN, MOSHE y TENEMBAUM, AARON M.. ESTRUCTURAS DE DATOS EN C 2ª ED. EDIT. PRENTICE-HALL. MÉXICO, ) CAIRÓ, OSVALDO y GUARDATI SILVIA. ESTRUCTURAS DE DATOS. EDIT. McGRAW-HILL. MÉXICO, ) DALE, NELL y LILLY SUSAN. PASCAL Y ESTRUCTURAS DE DATOS. 2ª ED. EDIT. McGRAW-HILL. MÉXICO, Plan 1998 Programas Ingeniería en Computación 6) LIPSCHUTZ SEYMOUR. ESTRUCTURA DE DATOS. EDIT. McGRAW-HILL, SERIE SCHAUM. MÉXICO,1992. G) BRASSARD, P. BRATLEY. FUNDAMENTOS DE ALGORITMIA,. EDIT. PRENTICE may. ESPAÑA