MICTS28. Análisis y diseño de algoritmos. I N G E N I E R Í A MIC Tópicos Selectos Clave de la materia: DES: semestre:

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1 Análisis y diseño algoritmos DES: I N G E N I E R Í A Programa(s) Educativo(s) ): MIC Tipo materia: Tópicos Selectos Clave la materia: MICTS28 Semestre: UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE Inteligencia Área en plan estudios: CHIHUAHUA Computacional Créditos UNIDADD ACADEMICA Total horas por semana: Teoría: Práctica PROGRAMAA DEL CURSO: Taller: Análisis y diseño algoritmos Laboratorio: Prácticas complementarias: Trabajo extra clase: 12 Total horas semestre: 6 Fecha actualización: Febrero 2012 Materia requisito: Ninguna Propósito l curso : Entenr como los algoritmos son una herramienta porosa que están en el corazón toda la ciencia ia la computación. Aprenr er los principios ipio fundamentales ntales l diseño algoritmos. Comprenr er como los algoritmos os surgen en una amplia gama a aplicaciones, cion como utilizar e implementar varias técnicas diseño algoritmos y como o los algoritmos resuelven manera eficiente estos problemas. Al final l curso el estudiante: Entien que tipos problemas puen ser resueltos con algoritmos. Analiza la eficiencia computacional los algoritmos. Utiliza grafos comoo base para implementar algoritmos. Entien y utiliza varias técnicas diseño algoritmos como: o Algoritmos voraces. o Divi y vencerás. o Programación o Res flujo 275

2 COMPETENCIAS (Tipo y Nombre las competencias). Para todas las unidas en el temario: Competencias Genéricas: Comunicación verbal Pensamiento critico Razonamiento analítico Resolución problemas Competencias Especificas: Diseño e implementación sistemas Verificación y validación DOMINIOS COGNITIVOS. (Objetos aprendizaje, temas y subtemas) 1. Introducción al Diseño y Análisis Algoritmos Definiciones eficiencia Tiempo ejecución en el peor caso Tiempo polinómico Orn crecimiento asintótico Ejemplos tiempos comunes ejecución Tiempo linear Tiempo O(n Log n) Tiempo cuadrático Tiempo cúbico Tiempo O(n^k) Más allá l tiempo polinómico Tiempo sublineal. 2. Grafos 2.1. Definición y aplicaciones los grafos Conectividad y navegación los grafos Implementando navegación grafos usando colas y pilas. 2.. Algoritmo para terminar si un grafo es bipartita Conectividad en los grafos dirigidos Grafos dirigidos sin ciclos y ornamiento topológico. 3. Algoritmos voraces 3.1. Calendarización intervalos Caches óptimos Caminos más cortos en un grafo. 3.. El problema l árbol más pequeño El algoritmo Kruskal Clustering Codificación Huffman y Compresión datos. RESULTADOS DE APRENDIZAJE. Entien como se mi la eficiencia los algoritmos; compren lo que significa el crecimiento asintótico; reconoce los tiempos más comunes ejecución algoritmos. Intifica las aplicaciones los grafos en el diseño algoritmos. Reconoce las propiedas comunes los grafos. Implementa la navegación grafos usando colas y pilas. Entien y utiliza algoritmos que utilizan grafos. Entien cómo funcionan los algoritmos voraces en general y varios ejemplos algoritmos voraces en particular. Utiliza la técnica algoritmos voraces para resolver problemas. Implementa soluciones utilizando algoritmos voraces. 276

3 . Algoritmos l tipo "Divi y Vencerás".1. El algoritmo MergeSort..2. Relaciones recurrencia..3. Conteo acciones inversión... Encontrando el par puntos más cercano..5. Multiplicación enteros. 5. Técnicas programación 5.1. Calendarización con intervalos ponrados Principios programación Memorización Iteración sobre los sub-problemas Cálculo mínimos cuadrados. 5.. Subconjuntos sumas Alineación secuencias. Entien cómo funcionan los algoritmos divi y vencerás en general y varios ejemplos algoritmos este tipo en particular. Implementa soluciones utilizando la técnica divi y vencerás. Entien los principios la programación Entien cómo funcionan algunos algoritmos particulares que usan los principios programación Implementa soluciones utilizando los principios programación 6. Res Flujos 6.1. El problema flujo máximo y el algoritmo Ford-Fulkerson Flujos máximos y cortes mínimos en una red Seleccionando buenos caminos aumentación. 6.. Solución l problema apareamiento máximo bipartito Caminos sunidos en grafos dirigidos y no dirigidos. 7. Algoritmos Aproximación 7.1. Problema selección centros Cobertura conjuntos: Heurística voraz Método asignación precios: Cobertura vértices. 7.. Programación lineal y Entien las aplicaciones las res flujos. Utiliza el molado problemas usando res flujos para solucionar problemas. Implementa soluciones usando res flujo. Entien cómo funcionan los algoritmos aproximación. Diseña algoritmos por aproximación e implementa usando un lenguaje 277

4 redono. 8. Búsqueda local 8.1. Espacio búsqueda los problemas optimización El algoritmo la metrópolis y el recocido simulado Res neuronales Hopfield usando búsqueda local. 8.. Aproximación l Corte Máximo. programación. Entien y aplica la búsqueda local para resolver problemas optimización. Resuelve problemas optimización implementando la búsqueda local. OBJETO DE APRENDIZAJE 1. Introducción al Diseño y Análisis Algoritmos. 2. Grafos. 3. Algoritmos voraces.. Algoritmos l tipo "Divi y Vencerás". 5. Técnicas programación 6. Res Flujos. 7. Algoritmos aproximación. 8. Búsqueda local METODOLOGIA (Estrategias, secuencias, recursos didácticos) 1. Para cada unidad, se presenta una introducción por parte l maestro. 2. Para cada unidad, el maestro ja una tarea don se aplican los conceptos vistos en clase para la resolución problemas. La tarea requiere que el alumno revise las técnicas y concepto vistos en clase, aclare dudas y aplique las técnicas ya sea manualmente o las implemente utilizando un lenguaje programación. 3. La discusión y el análisis se propician a partir l planteamiento una situación problemática, don el estudiante aporte alternativas solución o resolver un ejercicio en el que aplique conceptos ya analizados.. En algunas unidas el maestro muestra directamente en una computadora, posiblemente con la ayuda un proyector, cómo se implementan las técnicas vistas en clase usando un lenguaje programación. Material Apoyo didáctico: EVIDENCIAS DE APRENDIZAJE. Se entrega por escrito: Elaboración resúmenes. Cuestionarios. Contenidos exposiciones. Trabajos por escrito con estructura IDC (Introducción, sarrollo conclusión). Exámenes escritos. Elaboración Antologías. 278

5 Recursos Talleres para realizar ejercicios Materiales gráficos: artículos, libros, diccionarios, etc. Cañón Rotafolio Pizarrón, pintarrones Proyector acetatos * Plataforma FUENTES DE INFORMACIÓN (Bibliografía, direcciones electrónicas) Algorithm Design Jon Kleinberg & Eva Tardos. Algorithms S. Dasgupta, C.H. Papadimitriou, and U.V. Vazirani. Introduction to Algorithms Cormen, Leiserson, Rivest, & Stein. EVALUACIÓN DE LOS APRENDIZAJES (Criterios e instrumentos) Se toma en cuenta para integrar calificaciones parciales: 1 Examen medio término 30% 1 Examen final 0% Trabajos extra clase 30% Nota: La calificación mínima aprobatoria será 80 Cronograma Avance Programático S e m a n a s Objetos aprendizaje Introducción al Diseño y Análisis Algoritmos Grafos Algoritmos voraces Algoritmos l tipo "Divi y Vencerás". Examen Parcial Técnicas programación dinámica Res Flujos Algoritmos Aproximación Búsqueda local Examen final 279