《数据结构与算法》本科课程实验大纲.docx

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1、数据结构与算法本科课程实验大纲一、课程信息课程名称：数据结构与算法课程代码：ZX0240082课程类别：专业发展必修课程/必修适用专业：数据科学与大数据技术课程性质：实验课（可带实验）课程学时：32课程学分：2先修课程：Java程序设计、离散数学等附属实验说明：见实验课程大纲选用教材：数据结构与算法教程（第5版），李春葆主编，清华大学出版社,2019年.主要参考书目：1数据结构与算法C语言版（第1版），程海英编著，清华大学出版社，2014年09.2数据结构与算法题集C语言版（第1版），严蔚敏吴伟民编著，清华大学出版社，2023.3计算机软件技术基础（第3版），沈被娜、刘祖照等编著，清华大学出版

2、社，2000年.4软件技术基础（第2版），冯博琴等编著，清华大学出版社，2018年.5实用数据结构与算法（第1版），徐孝凯编著，清华大学出版社，2000年.6数据结构与算法与算法（第1版），许卓群等，高等教育出版社，2004年7月.二、课程目标（一）目标设置通过本课程的学习，使学生达到以下目标：课程目标1：了解数据结构与算法的发展历史，理解数据结构与算法中的基本概念，熟练掌握数据结构与算法中的基本方法，加强学生的运算和解题能力。【毕业要求1工程知识】课程目标2：掌握数据结构与算法中的基本理论，培养学生的逻辑推理能力、抽象思维能力以及严谨的计算机语言表达能力，为学习后续课程以及进一步获得更高层次

3、的计算机专业知识奠定系统的理论基础。【毕业要求2问题分析】课程目标3:掌握数据结构与算法中各类结构存储问题的构造思想及算法，能运用计算机语言编写相应的程序并能够在计算机上实现，培养学生借助计算机来解决各种计算机问题的能力，使学生具备一定的科学研究能力。【毕业要求3设计解决方案】课程目标4：通过课前预习、课堂引导和启发、上机实验、课后作业等方式，激发学生探索与求知的欲望，培养学生自主学习的能力。【毕业要求4研究工程问题】（二）课程目标与毕业要求的关系1、课程目标与毕业要求的对应关系课程目标支撑的毕业要求支撑的毕业要求指标点课程目标11.工程知识1.2能够应用工程原理和知识，分析并解决工程问题。课

4、程目标22.问题分析2.1拥有计算思维能力，能够运用抽象思维进行软件系统的理论建模。课程目标33.设计解决方案3.1掌握程序设计理论与方法，具备软件开发技能。课程目标44.研究工程问题4.1能够运用数据科学的设计思路和基本原理，设计实验，并对实验结果进行科学有效的分析。2、课程目标与毕业要求的矩阵关系图名称工程知识问题分析设计解决方案研究工程问题1.11.22.13.14.1数据结构与算法HHMM数据结构与算法HMM课程目标1H课程目标2H课程目标3M课程目标4M三、课程内容（一）课程内容与课程目标的关系课程内容教法建议支撑的课程目标学时安排算法的误差与稳定性基本概念及相关实验数据分析讲授法、

5、演示法、验证法、综合法课程目标1-42栈和队列讲授法、演示法、验证法、综合法课程目标1-43线性表讲授法、演示法、验证法、综合法课程目标1-46字符串和数组讲授法、演示法、验证法、综合法课程目标1-44树和二叉树讲授法、演示法、验证法、综合法课程目标1-46图讲授法、演示法、验证法课程目标1-44内排序讲授法、演示法、验证法、综合法课程目标1-46查找讲授法、演示法、验证法、综合法课程目标141合计32学时（二）具体内容实验一算法的误差与稳定性【学习目标】1 .掌握数据结构与算法的概念，理解算法的稳定性。2 .能够根据实际算法公式，写出时间复杂度和空间复杂度的表示形式。【重点难点】利用计算机编

6、程实现算法的时间复杂度和空间复杂度的表示形式。【学习内容】1 .计算机软件的编程理论与技巧及完成算法的编程实现。2 .时间复杂度和空间复杂度的理解。【实验要求】1 .实验属性：综合型实验；2 .开出要求：必做；3 .分组要求：1人1组；4 .实验准备：(1)在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容；(2)需要安装WindOWSXPProfeSSiona1操作系统和计算机等计算机软件的计算机。5 .教师讲授时长占本次课总学时的20队学生操作时长占80初6 .学生平均完成本实验项目的时长为2学时。【教法建议】1 .结合多媒体课件，讲授本次实验课的学习内容及重点难点。2 .演示同类实验题目的编程实现

7、过程等。3 .指导学生实验操作。【思考拓展】利用计算机软件求解算法的时间复杂度。实验二线性表【学习目标】1 .掌握顺序表的基本思想和基本步骤，能够根据实际问题选用适当地线性表进行实验。2 .掌握链表的基本思想和基本步骤，能够根据实际问题选用适当地线性表进行实验O3 .理解两种线性表之间的联系与区别。【重点难点】1 .掌握顺序表、链表的基本思想和基本步骤，能够根据实际问题选用适当的进行实验。2 .理解两种线性表之间的联系与区别。【学习内容】1编程实现两种线性表的基本思想和基本步骤。3 .分析二者之间的区别和联系。4 .计算机软件编程技巧。【实验要求】1实验属性：综合型实验；2 .开出要求：必做；

8、3 .分组要求：1人1组；4 .实验准备：(1)在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容；(2)需要安装WindOWSXPProfeSSiona1操作系统和计算机等计算机软件的计算机。5 .教师讲授时长占本次课总学时的20%,学生操作时长占80%；6 .学生平均完成本实验项目的时长为3学时。【教法建议】1 .结合多媒体课件，讲授本次实验课的学习内容及重点难点。2 .演示同类实验题目的编程实现过程等。3 .指导学生实验操作。【思考拓展】利用计算机软件的工具箱实验题目进行求解，并与上面的实验结果进行比较，会得到什么样的结论？实验三栈和队列【学习目标】1 .掌握栈和队列的基本思想和基本步骤。2 .理

9、解栈和队的特征，并能自行编程求解对应实际问题。3 .比较二者的差别。【重点难点】理解栈和队的特征，并能自行编程求解对应实际问题。【学习内容】1 .栈和队列的基本思想和基本步骤。2 .理解栈和队的特征，并能自行编程求解对应实际问题。3 .计算机软件编程技巧。【实验要求】1.实验属性：综合型实验；2,开出要求：必做；3 .分组要求：1人1组；4 .实验准备：(1)在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容；(2)需要安装WindoWSXPProfessiona1操作系统和计算机等计算机软件的计算机。5 .教师讲授时长占本次课总学时的20%,学生操作时长占80%；6 .学生平均完成本实验项目的时长为6

10、学时。【教法建议】1结合多媒体课件，讲授本次实验课的学习内容及重点难点。7 .演示同类实验题目的编程实现过程、数据整理、误差分析等。8 .指导学生实验操作。【思考拓展】利用计算机软件的数据结构与算法和算法进行求解，并与上面的实验结果进行比较，会得到什么样的结论？实验四串和数组【学习目标】1掌握字符串的基本思想和基本步骤。9 .掌握数组的基本思想和基本步骤并能自行编程求解。【重点难点】1 .掌握字符串的基本思想和基本步骤。2 .掌握数组的基本思想和基本步骤，并能自行编程求解。【学习内容】1掌握字符串的基本思想和基本步骤。3 .编程实现一维数组、二维数组的基本原理和解决实际问题。4 .计算机软件编

11、程技巧。【实验要求】1 .实验属性：综合型实验；2 .开出要求：必做；3 .分组要求：1人1组；4 .实验准备：(1)在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容；(2)需要安装TVineIe)WSXPProfeSSiona1操作系统和计算机等计算机软件的计算机。5 .教师讲授时长占本次课总学时的20%,学生操作时长占80%；6 .学生平均完成本实验项目的时长为4学时。【教法建议】1 .结合多媒体课件，讲授本次实验课的学习内容及重点难点。2 .演示同类实验题目的编程实现过程、数据整理、误差分析等。3 .指导学生实验操作。【思考拓展】自行查阅资料对实验题目利用最速下降法进行求解，并与牛顿方法实验结果

12、进行比较，会得到什么样的结论？实验五树和二叉树【学习目标】1 .掌握树的基本思想和基本步骤。2 .掌握二叉树的基本思想和基本步骤，并能自行编程求解。3 .理解遍历方法对时间复杂度的影响。【重点难点】1 .掌握树的基本思想和基本步骤、编程实现。2 .掌握二叉树的基本思想和基本步骤、编程实现。3 .对常见遍历方法进行对比。【学习内容】4 .树的基本思想和基本步骤。5 .二叉树的基本思想和基本步骤和常见遍历方法的比较分析。6 .计算机软件编程技巧。【实验要求】1 .实验属性：综合型实验；2 .开出要求：必做；3 .分组要求：1人1组；4 .实验准备：(1)在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容；(

13、2)需要安装WindOWSXPProfessiona1操作系统和计算机等计算机软件的计算机。5 .教师讲授时长占本次课总学时的20%,学生操作时长占80%；6 .学生平均完成本实验项目的时长为6学时。【教法建议】1结合多媒体课件，讲授本次实验课的学习内容及重点难点。7 .演示同类实验题目的编程实现过程、数据整理、误差分析等。8 .指导学生实验操作。【思考拓展】利用计算机软件进行求解，并与上面的实验结果进行比较，会得到什么样的结论？实验六图【学习目标】1 .掌握图的基本思想和基本步骤。2 .理解图的表示形式，并能自行编程求解。3 .了解图在求解最短路径问题中的应用。【重点难点】1 .掌握图的基本

14、思想和基本步骤，能够根据实际问题选用适当方法进行实验。2 .理解追图的表示形式，并能自行编程求。3 .对求解最短路径问题进行编程实现。【学习内容】1 .图的基本思想和基本步躲，求解最短路径问题。2 .精度分析与收敛性分析。3 .计算机软件编程技巧。【实验要求】1 .实验属性：综合型实验；2 .开出要求：必做；3 .分组要求：1人1组；4 .实验准备：(1)在开始本实验之前，请回顾教科书的相关内容；(2)需要安装WineIoWSXPProfeSSie)na1操作系统和计算机等计算机软件的计算机。5 .教师讲授时长占本次课总学时的20%,学生操作时长占80%；6 .学生平均完成本实验项目的时长为4学时。【教法建议】1 .结合多媒体课件，讲授本次实验课的学习内容及重点难点。2 .演示同类实验题目的编程实现过程、数据整理、误差分析等。3 .指导学生实验操作。【思考拓展】比较线性方程组的迭代法和直接法，利用同一个实验题目进行验证你的比较结果？实验七内部排序【学习目标】1 .掌握内部排序的基本思想和基本步骤。2 .理解各类排