Документ представляет собой конспект лекций по структурам и алгоритмам обработки данных в хакасском государственном университете. Он включает информацию о количестве лекций, семинаров, лабораторных работ и оценочной системе, а также описывает ключевые этапы разработки программного обеспечения и методы формализации задач. В документе также представлены примеры алгоритмов и подходов к программированию, включая графы и алгоритмы раскраски.

1. Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова
Структуры и алгоритмы обработки данных
Лекция: Введение
Николай Гребенщиков, www.grebenshikov.ru

2. Объем курса
• 17 лекций
• 17 семинаров
• 17 лабораторных работ
• более 100 часов самостоятельной работы
1

3. Модульно рейтинговая система
• 9 модулей
• 9 лабораторных работ (команда 2-3 чел.)
• 15 оцениваемых семинарских занятий
• Реферат
• Зачет автоматом - 701 балл и выше из 1000 баллов
2

4. Лабораторные работы
• Автоматизированная система проверки.
• Языки программирования: Java, C#, C++.
• Решение засчитывается, если оно проходит автоматиче-
ское тестирование и каждый из команды понимает, что
это решение делает.
• Сложные ⇒ посещение обязательно.
3

5. Зачет
• ≤ 700 баллов (≤ 602 балла для магистров).
• Вопрос: один из вопросов для семинаров.
• Задача: одна из задач с лабораторных работ.
• Время: 2 часа.
4

6. Список литературы
• Ахо А., Хопкрофт Д., Ульман Д. Структуры данных и
алгоритмы. - М. : Издательский дом “Вильямс”, 2000.
• Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р., Штайн К. Алгорит-
мы: построение и анализ, 2-е издание. - М. : Издатель-
ский дом “Вильямс”, 2007.
• Кнут Д, Искусство программирования, том 1. Основные
алгоритмы, 3-е изд. - М. : Издательский дома “Вильямс”,
2000.
• http://algolist.manual.ru.
5

7. СиАОД - теория и практика.
• Структурный подход к программированию ⇒ ООП
• Производительность ⇒ Алгоритмы ⇒ Анализ
• Примеры решений классических задач (структуры + ал-
горитмы)
6

8. Построение программы
1. Формализация.
2. Разработка алгоритма.
3. Кодирование, тестирование, отладка, документиро-
вание.
4. Выполнение программы, получение результата.
7

9. Формализация
Имеет ли задача решение?
8

10. Способы формализации задачи
• математическое описание;
• конечные автоматы;
• формальные грамматики;
• и так далее.
9

11. Разработка алгоритма
• алгоритм строится в терминах формальной модели;
• “четкий смысл” инструкций;
• конечность вычислительных затрат - ходные данные не
могут инициировать бесконечное вычисление.
10

12. Построение программы
1. Формализация.
2. Разработка алгоритма.
3. Кодирование, тестирование, отладка, документирование.
4. Выполнение программы, получение результата.
11

13. Пример: Сложный перекресток
12

14. Граф
13

15. Матрица смежности
14

16. Алгоритм: раскраска графа
• Оптимальный.
• Исключение полного перебора.
• Эвристический.
15

17. Жадная раскраска графа
1. Выбираем произвольную незакрашенную вершину и на-
значаем ей новый цвет.
2. Просматриваем список не закрашенных вершин и для
каждой определяем, соединина ли она ребром с верши-
ной, уже закрашенной в новый цвет. Если нет, то к этой
вершине также применяется новый цвет.
3. Повторяем с начала пока все вершины не будут закраше-
ны.
16

18. Результат
17

19. Кристаллизация алгоритма: шаг №1
18

20. Кристаллизация алгоритма: шаг №2
19

21. Кристаллизация алгоритма: шаг №3
20

22. Процесс создания программы
21

23. Входное тестирование
1. Напишите любой алгоритм вычисления факториала чис-
ла X.
2. Напишите любой алгоритм сортировки массива.
3. Что означает запись - Θ(N )?
22