Análise e Projeto de Algoritmos

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1 Análise e Projeto de Algoritmos Prof. Josenildo Silva jcsilva@ifma.edu.br IFMA, Campus Monte Castelo Depto. Academico de Informática 2 o Semestre, 2013 Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

2 Esta versão é de c 2013, Prof. Josenildo Silva. (jcsilva@ifma.edu.br) Estas notas de aula foram preparadas por Josenildo Silva para a disciplina Análise e Projeto de Algoritmos do Programa de Mestrado Profissional IFMA/UEMA baseado nas notas de aulas do Prof. Omar Andres Carmona Cortes. Fica aqui permitida a utilização, copia, modificação, e distribuição destas notas para propósitos educacionais, desde que esta nota de copyright seja mantida em todas as cópias.

3 Informações Gerais Disciplina: Análise e Projeto de Algoritmos CH: 45h Horário: Quinta-feira de 16h às 19h (IFMA) Prof. Josenildo Silva Informações e material da disciplina: Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

4 Pré-Requisitos Para esta disciplina o aluno deve preencher os seguintes requisitos: Domínio de C ou Java Saber trabalhar com arquivos (E/S) Saber trabalhar com ponteiros (*void) e ponteiro para função (ling. C) Boas práticas de programação OO (Clareza, Coerencia, APIs, Padrões, etc.) Conceitos de matemática discreta: séries, conjuntos, grafos, etc. Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

5 Al Khwarizmi Abu Abd Allah Muhammad ibn Musa al-khwarizmi, um astrônomo, matemático, filósofo, considerado o fundador da Álgebra. (c. 780 D.C., Bagdad) Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

6 Motivação Dados dois algoritmos, qual deles escolher? Dado um problema, qual a melhor abordagem para solucioná-lo? Quais os problemas clássicos de computação e o que se pode aprender com eles? Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

7 O que é um algoritmo? Definição Sequência de passos finita com entradas e saídas bem definidas e resultado determinístico Exemplo Receita para encontrar as raízes de uma equação polinomial de segundo grau. São entidades matemáticas, abstratas Independente de sistema, linguagem, ou máquina Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

8 Por quê estudar algoritmos? Desenvolver programas envolve resolver problemas computacionais complexos que exigem soluções eficientes e não-triviais Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

9 Por quê estudar algoritmos? Desenvolver programas envolve resolver problemas computacionais complexos que exigem soluções eficientes e não-triviais Geralmente problemas complexos utilizam estruturas discretas de dados Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

10 Por quê estudar algoritmos? Desenvolver programas envolve resolver problemas computacionais complexos que exigem soluções eficientes e não-triviais Geralmente problemas complexos utilizam estruturas discretas de dados Este é o maior tópico desta disicplina: algoritmos eficientes para estruturas discretas de dados. Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

11 Objetivos Objetivo e Ementa Ao final desta disciplina o aluno deverár ser capaz de: Analisar a complexidade de algoritmos, incluindo algoritmos recursivos; Conhecer e utilizar estruturas de dados lineares e não lineares; Aplicar estruturas de dados para resolução de problemas. Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

12 Primeiro Terço Ementa Complexidade de Algoritmos Notação Assintótica Algoritmos de ordenação: insertion sort, merge sort; e quick sort. Recorrências Estruturas de dados básicas (estáticas e dinâmicas): lista, filas, pilhas. Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

13 Segundo Terço Ementa Árvores binárias, AVL, Red-black e B; Grafos : busca em largura e busca em profundiadde, perfect mazing Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

14 Terceiro terço Ementa Problemas de menor caminho: Algoritmo de força bruta Algoritmo de Dijkstra, Prim e Kruskal Hash: tabelas hash, funções de hashing, colisões Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

15 Aulas Calendário de Aulas August September October November December Feriados: 07.09, e 02.11, Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

16 Avaliação Avaliação Três notas: N 1 = p 1 + lab 1 (1) N 2 = p 2 + lab 2 (2) N 3 = projeto (3) Cada prova vale 7 pts e cada laboratório vale 3 pts Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

17 Avaliação Avaliação Três notas: N 1 = p 1 + lab 1 (1) N 2 = p 2 + lab 2 (2) N 3 = projeto (3) Cada prova vale 7 pts e cada laboratório vale 3 pts Média Final: MF = (N 1 + N 2 + N 3 ) 3 Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

18 Avaliação Atividades e Projeto As atividades práticas devem ser desenvolvidas em C ou Java. Grupos devem ter no máximo 4 alunos Os prazos são fixos Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

19 Bibliografia Bibliografia CORMEN et al. Teoria e Prática, Campus. ZIVIANI. Projeto de Algoritmos. CELES, RANGEL. Estrutura de Dados. KLEINBERG & TARDOS. Algorithm Design. Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

20 Bibliografia Bibliografia CORMEN et al. Teoria e Prática, Campus. ZIVIANI. Projeto de Algoritmos. CELES, RANGEL. Estrutura de Dados. KLEINBERG & TARDOS. Algorithm Design. Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

21 Bibliografia Bibliografia CORMEN et al. Teoria e Prática, Campus. ZIVIANI. Projeto de Algoritmos. CELES, RANGEL. Estrutura de Dados. KLEINBERG & TARDOS. Algorithm Design. Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

22 Bibliografia Bibliografia CORMEN et al. Teoria e Prática, Campus. ZIVIANI. Projeto de Algoritmos. CELES, RANGEL. Estrutura de Dados. KLEINBERG & TARDOS. Algorithm Design. Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

23 Bibliografia Material complementar Minicurso do Prof. Paulo Feofiloff Prof. Josenildo Silva (IFMA) Algoritmos 2 o Semestre, / 18

24 Donald Knuth A melhor teoria é inspirada na prática e a melhor prática é inspirada na teoria