FI:IB002 Algoritmy a datové struktury - Informace o předmětu
IB002 Algoritmy a datové struktury I
Fakulta informatikyjaro 2025
- Rozsah
- 2/2/1. 4 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
- Vyučující
- prof. RNDr. Ivana Černá, CSc. (přednášející)
Mgr. Jakub Balabán (cvičící)
RNDr. Nikola Beneš, Ph.D. (cvičící)
Kateřina Borošová (cvičící)
Vojtěch Brdečko (cvičící)
Mgr. Tomáš Foltýnek, Ph.D. (cvičící)
Vojtěch Kůr (cvičící)
Mgr. Tomáš Macháček (cvičící)
RNDr. Vít Musil, Ph.D. (cvičící)
doc. Mgr. Jan Obdržálek, PhD. (cvičící)
RNDr. Jaromír Plhák, Ph.D. (cvičící)
doc. RNDr. Vojtěch Řehák, Ph.D. (cvičící)
Tereza Siková (cvičící)
Bc. Jakub Šárník (cvičící)
Mgr. Matěj Žáček (cvičící) - Garance
- prof. RNDr. Ivana Černá, CSc.
Katedra teorie programování – Fakulta informatiky
Dodavatelské pracoviště: Katedra teorie programování – Fakulta informatiky - Předpoklady
- ( IB015 Neimperativní programování || IB111 Základy programování ) && ! NOW ( IB114 Úvod do progr. a alg. II )
Předpokládá se, že posluchači mají znalosti v rozsahu předmětů IB111 Úvod do programování a IB000 Matematické základy informatiky. Studenti by měli být schopni používat základní programátorské konstrukce (např. podmínky, cykly, funkce, základní datové typy) v jazyce Python, znát principy rekurze a několik základních algoritmů. Dále se předpokládá znalost základních matematických pojmů (v rozsahu předmětu IB000); schopnost porozumět logické struktuře matematické věty a matematického důkazu, speciálně matematické indukci; ovládat diskrétní matematické struktury jako konečné množiny, relace, funkce a grafy, včetně jejich používání v informatice. IB114 je podobný předmět určený odlišné studijní programy. - Omezení zápisu do předmětu
- Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
- Mateřské obory/plány
- Analýza a zpracování obrazu (program FI, N-VIZ)
- Bioinformatika a systémová biologie (program FI, N-UIZD)
- Computer Games Development (program FI, N-VIZ_A)
- Computer Graphics and Visualisation (program FI, N-VIZ_A)
- Computer Networks and Communications (program FI, N-PSKB_A)
- Cybersecurity Management (program FI, N-RSSS_A)
- Formální analýza počítačových systémů (program FI, N-TEI)
- Grafický design (program FI, N-VIZ)
- Graphic Design (program FI, N-VIZ_A)
- Hardware Systems (program FI, N-PSKB_A)
- Hardwarové systémy (program FI, N-PSKB)
- Image Processing and Analysis (program FI, N-VIZ_A)
- Informační bezpečnost (program FI, N-PSKB)
- Informatika (program FI, B-INF) (2)
- Informatika ve vzdělávání (program FI, B-IVV) (2)
- Information Security (program FI, N-PSKB_A)
- Kvantové a jiné neklasické výpočetní modely (program FI, N-TEI)
- Počítačová grafika a vizualizace (program FI, N-VIZ)
- Počítačové sítě a komunikace (program FI, N-PSKB)
- Principy programovacích jazyků (program FI, N-TEI)
- Programování a vývoj aplikací (program FI, B-PVA)
- Řízení kyberbezpečnosti (program FI, N-RSSS)
- Řízení vývoje služeb (program FI, N-RSSS)
- Řízení vývoje softwarových systémů (program FI, N-RSSS)
- Services Development Management (program FI, N-RSSS_A)
- Software Systems Development Management (program FI, N-RSSS_A)
- Software Systems (program FI, N-PSKB_A)
- Softwarové systémy (program FI, N-PSKB)
- Strojové učení a umělá inteligence (program FI, N-UIZD)
- Učitel informatiky a správce sítě (program FI, N-UCI)
- Učitelství informatiky pro střední školy (program FI, N-UCI) (2)
- Vývoj počítačových her (program FI, N-VIZ)
- Zpracování a analýza rozsáhlých dat (program FI, N-UIZD)
- Zpracování přirozeného jazyka (program FI, N-UIZD)
- Cíle předmětu
- Kurs probírá základní techniky analýzy algoritmů, datové struktury a operace nad nimi. Cílem kurzu je získat dovednosti v používání základních datových struktur a algoritmů a zároveň schopnost navrhovat, analyzovat a dokazovat správnost algoritmů za použití probíraných technik analýzy a návrhu algoritmů. Současně studenti získavají dovednosti v implementaci navržených algoritmů v konkrétním programovacím jazyce (Python).
- Výstupy z učení
- Student bude po absolvování předmětu schopen:
- aktivně používat, modifikovat a analyzovat základní algoritmy pro řazení a pro průzkum grafů,
- aktivně používat základní techniky (rozděl a panuj, rekurze) návrhu algoritmů při konstrukci jednoduchých algoritmů,
- aktivně používat a modifikovat základní statické a dynamické datové struktury,
- pracovat s pojmy časové složitosti a korektnosti algoritmů,
- analyzovat časovou složitost a dokazovat korektnost jednoduchých iterativních a rekurzivních algoritmů,
- implementovat algoritmy ve vyučovaném programovacím jazyce (Python). - Osnova
- Základy analýzy algoritmů: Korektnost algoritmu, vstupní a výstupní podmínky, parciální korektnost, konvergence, verifikace. Délka výpočtu, složitost algoritmu, složitost problému. Asymptotická analýza časové a prostorové složitosti, růst funkcí.
- Základní techniky návrhu algoritmů, metoda rozděl a panuj, rekurzivní algoritmy.
- Fundamentální datové struktury: Seznamy, fronty. Representace množin, hašovací tabulky. Binární haldy. Binární vyhledávací stromy, vyvážené stromy (B stromy, červeno-černé stromy).
- Řadicí algoritmy: Řazení rozdělováním, slučováním, haldou, dolní odhad složitosti.
- Základní grafové algoritmy: Representace grafů. Procházení grafu do hloubky, topologické uspořádání, silně souvislé komponenty. Procházení grafu do šířky, bipartitní grafy. Nejkratší cesty, Bellmanův - Fordův algoritmus a Dijkstrův algoritmus.
- Literatura
- povinná literatura
- CORMEN, Thomas H. Introduction to algorithms. 3rd ed. Cambridge, Mass.: MIT Press, 2009, xix, 1292. ISBN 9780262533058. URL info
- doporučená literatura
- SKIENA, Steven S. The algorithm design manual. New York: Springer, 1998, xvi, 486. ISBN 0387948600. info
- Výukové metody
- Kurs probíhá formou přednášek a cvičení k přednáškám.
- Metody hodnocení
- Závěrečná písemná zkouška na konci semestru. Podmínkou účasti na závěrečné zkoušce je splnění průběžného hodnocení z cvičení, které se skládá z pravidelných písemných testů. Podrobnosti jsou zveřejněny v Interaktivní osnově předmětu https://is.muni.cz/auth/el/1433/jaro2021/IB002/index.qwarp
- Navazující předměty
- Informace učitele
- https://is.muni.cz/auth/el/1433/jaro2021/IB002/index.qwarp
- Další komentáře
- Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden. - Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
- IB114 Úvod do programování a algoritmizace II
(IB111 || IB113) && !IB002 && !NOW(IB002) - IV003 Algorithms and Data Structures II
IB002 || program(PřF:N-MA) - IV100 Paralelní a distribuované výpočty
IB002 - MA015 Graph Algorithms
IB002||(typ_studia(N)&&fakulta(fi))
- IB114 Úvod do programování a algoritmizace II
- Statistika zápisu (jaro 2025, nejnovější)
- Permalink: https://is.muni.cz/predmet/fi/jaro2025/IB002