Алгоритмы и структуры данных

2026/2027

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

5

Кредиты

Кто читает:

Департамент бизнес-информатики и операционного менеджмента

Статус:

Курс обязательный

Когда читается:

1-й курс, 1, 2 модуль

Преподаватели

Кива Павел Сергеевич

Фатеев Богдан Анатольевич

Программа дисциплины

Аннотация

Курс «Алгоритмы и структуры данных» направлен на изучение подходов к решению задач из различных областей. Лекционный материал состоит из теоретического описания алгоритмов и структур данных для решения алгоритмических задач. Семинары представляют собой применение и реализацию описанного на лекции материала.

Цель освоения дисциплины

• Получение знаний о существующих моделях вычислений и методах анализа алгоритмов.
• Освоение эффективных алгоритмов сортировки и поиска, а также понимание их применимости в различных задачах.
• Изучение структур данных, включая бинарные деревья и сбалансированные деревья, и их применение для оптимизации вычислительных процессов.
• Формирование навыков работы с задачами, связанными с отрезками, и использование персистентных структур данных для хранения и обработки данных.
• Получение базовых знаний теории графов и изучение их свойств и применения.
• Освоение алгоритмов поиска кратчайших путей и минимальных остовных деревьев.
• Изучение подходов к решению задач на паросочетания и нахождение максимального потока в графах.
• Формирование умений анализировать, проектировать и реализовывать алгоритмы с учетом их эффективности.

Планируемые результаты обучения

• Понимает основные модели вычислений и методы анализа алгоритмов, включая оценку их временной и пространственной сложности
• Умеет реализовывать эффективные алгоритмы сортировки и поиска средствами языка программирования Python
• Способен объяснять принцип работы алгоритма и применить его.
• Знает основные структуры данных, умеет строить их и использовать для решения практических задач
• Умеет решать задачи, связанные с отрезками, включая применение персистентных структур данных для хранения и обработки информации
• Разбирается в основах теории графов, включая основные определения и свойства графов
• Умеет находить кратчайшие пути и минимальные остовы с использованием известных алгоритмов.
• Способен реализовывать алгоритмы поиска минимальных путей средствами языка программирования Python
• Понимает алгоритмы для решения задач на нахождение максимального потока и задачи о паросочетаниях в графах

Содержание учебной дисциплины

• Вводная лекция. Модель вычислений и методы анализа алгоритмов
• Эффективные алгоритмы сортировки и поиска
• Структуры данных. Бинарные деревья поиска и сбалансированные деревья
• Задачи на отрезках. Персистентные структуры данных
• Теория графов
• Кратчайшие пути и минимальные остовы
• Паросочетания и задачи о максимальном потоке

Элементы контроля

• Теоретический тест
  Каждый тест включает 10 вопросов в открытой форме на понимание теоретического материала. Задания выполняются в аудитории самостоятельно без использования вспомогательных материалов, в том числе электронных устройств, а также не допускается общение студентов между собой.
• Аудиторные практические задания
  Проводится офлайн с показом студентом экрана с выполненным заданием/работающим кодом и объяснением логики решения задачи, если оно необходимо. Объем выполненных заданий должен соответствовать объему заданий в соответствии с планом работы группы.
• Контрольная работа
  Самостоятельное выполнение практических заданий в аудитории без использования вспомогательных материалов, за исключением интегрированной среды разработки (IDE).
• Практические домашние задания
  Домашние задания включают реализацию решения на языке Python, описание формата входных и выходных данных, указание используемых структур данных и алгоритмов, проверка ограничений их применимости, а также оценка временной и пространственной сложности решения. Разрешается использование официальной документации, любой учебной литературы, использование любых средств получения информации о возникших ошибках интерпретатора, если это не приводит к получению готового решения задачи.
• Теоретический опрос
  Устный опрос по материалам лекции

Промежуточная аттестация

• 2026/2027 2nd module
  0.2 * Практические домашние задания + 0.25 * Контрольная работа + 0.25 * Аудиторные практические задания + 0.25 * Теоретический тест + 0.05 * Теоретический опрос

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Cormen, T. H., Leiserson, C. E., Rivest, R. L., Stein, C. Introduction to Algorithms (3rd edition). – MIT Press, 2009. – 1292 pp.
• Introduction to algorithms, Cormen, T. H., 2009
• Грокаем алгоритмы : иллюстрированное пособие для программистов и любопытствующих, Бхаргава, А., 2023
• Совершенный алгоритм. Основы - 978-5-4461-0907-4 - Рафгарден Тим - 2020 - Санкт-Петербург: Питер - https://ibooks.ru/bookshelf/365286 - 365286 - iBOOKS

Рекомендуемая дополнительная литература

• Грокаем алгоритмы. Иллюстрированное пособие для программистов и любопытствующих. - 978-5-4461-0923-4 - Бхаргава А. - 2022 - Санкт-Петербург: Питер - https://ibooks.ru/products/376971 - 376971 - iBOOKS
• Совершенный алгоритм : основы, Рафгарден, Т., 2019

Авторы

• Кива Павел Сергеевич
• Орлова Екатерина Дмитриевна