数据结构与算法-课程教学大纲

ADDINCNKISM.UserStyle《数据结构与算法》课程教学大纲（理论课程）一、课程基本信息课程号1223S00062开课单位生命学院课程名称（中文）数据结构与算法（英文）DataStructure课程性质必修考核类型考试课程学分3课程学时51课程类别学科基础课程（学科核心课）先修课程C语言程序设计适用专业（类）生物信息学二、课程描述及目标（一）课程简介数据结构是生物信息专业的专业核心课程，它是介于数学、计算机硬件和计算机软件三者之间的一门重要核心课程，其内容不仅是一般程序设计(特别是非数值性程序设计)的基础，而且是设计和实现编译程序、操作系统、数据库系统及其他系统程序的重要基础。本课程的目的是使学生掌握数据组织、存储和运算的基本原理和方法，培养学生进行数据结构算法设计并提高分析问题和解决问题的能力，尤其是能够经过分析得出问题的较优解决方法，从而编写出正确且质量较高的程序，为学习后续课程打下良好的基础，如：数据库技术基础、生物信息方面软件的设计与开发、动态网站的设计与开发等等，并且在从事专业工作时能够正确选择和使用数据结构相应算法，提高生物信息方面的数据检索与处理效率。（二）教学目标许多大型系统的构造经验表明，系统实现的困难程度和系统构造的质量都严重的依赖于是否选择了最优的数据结构。选择了数据结构，算法也随之确定，系统构造的关键因素是数据结构而不是算法。此种洞见导致了许多软件设计方法和程序设计语言的出现。所以，本课程的任务是从抽象数据类型的角度讨论各种基本类型的数据结构及其应用，使学生具备基本理论分析和编程能力。课程目标1：使学生掌握结构体指针的用法；掌握算法的特征和评价标准；掌握线性结构中的顺序表、链表、栈和队列的基本运算；掌握树形结构中的二叉树的性质与基本运算；掌握图状结构的遍历与基本应用；了解查找与排序的基本算法；课程目标2：使学生具有进行数据结构算法设计以及分析问题的能力，能够得出问题的较优解决方法，并编写出正确、质量较高的程序；课程目标3：使学生能够在从事专业工作时正确选择和使用数据结构，从而提高数据检索与处理的效率。三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重1-3：掌握比较扎实的数学和物理、化学方面的基础理论知识,具有计算机及信息科学等方面的基础知识；课程目标10.32-2：具有综合运用所掌握的理论知识和技能，从事生物技术及其相关领域科学研究的能力；课程目标2课程目标30.22-5：具有一定的计算机和信息技术应用能力。课程目标10.33-3：具备良好的专业素质，受到严格的科学思维训练，有求实创新的精神、批判性思维和可持续发展理念；课程目标2课程目标30.2四、教学方式与方法1、采用启发、引导的教学方法，培养学生解决问题的能力。本课程教学按照学习与实践相结合的思想进行教学，在继承传统教学方法的基础上，结合数据结构的特点，灵活采用问题分析法、归纳演绎法等多种教学方法，引导学生积极思考、开拓思路。2、采用案例教学，培养学生的编程思想。本课程通过实例演示，结合大量的案例引导学生利用计算机分析问题和解决问题，培养和煅炼学生模型抽象、程序编辑、程序调试的综合能力，并将软件工程的思想融入到教学过程中。五、教学重点与难点（一）教学重点算法的特征与评价标准、线性结构、树形结构、图状结构、查找和排序方法。（二）教学难点线性链表、树形结构的应用、图状结构的应用、二叉排序树和堆排序。六、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求学时教学方式对应课程目标1第1章数据结构概述了解数据结构的发展及所处的地位；掌握数据结构的基本概念和术语；掌握算法描述及算法的评价标准。2讲授课程目标12第2章线性表掌握顺序表和链表的存储方法及基本运算：插入、删除和查找，顺序表的排序、循环链表的基本操作。12讲授课程目标1课程目标23第3章栈和队列掌握栈和队列的特征、存储结构及基本运算，如：出栈（队），入栈（队）等6讲授课程目标1课程目标24第4章串、数组和广义表掌握串的模式匹配算法，掌握数组的基本内容，了解广义表的概念3讲授课程目标1课程目标25第5章树和二叉树掌握树的概念，掌握二叉树的性质，掌握二叉树的遍历、构造线索二叉树和哈夫曼树的算法8讲授课程目标1课程目标26第6章图掌握图的概念和存储结构，掌握图的遍历算法，了解图的应用8讲授课程目标1课程目标27第7章查找掌握顺序查找法和折半查找法，了解分块查找、二叉排序树、B-树和哈希表原理6讲授课程目标1课程目标2课程目标38第8章排序掌握选择排序和冒泡排序法，了解希尔排序、快速排序、堆排序和基数排序的原理6讲授课程目标1课程目标2课程目标3合计=SUM(ABOVE)51七、实验内容、基本要求与学时分配序号实验项目名称实验内容与要求学时类型对应课程目标1合计八、学业评价和课程考核（一）考核类型：考试考查（二）考核方式：开卷考试闭卷考试课程论文课程报告其它：上机考试（三）成绩评定：考核依据建议分值（百分比）考核/评价细则对应课程目标过程考核40考勤8考勤情况，课堂表现，速写算法的正确性课程目标1作业20正确性、时效性、完成度课程目标1课程目标2测试12分MOOC测试和上机测试两种，正确性、时效性课程目标1课程目标2期末考核60上机考试，正确性、时效性课程目标1课程目标2课程目标3九、课程目标达成评价课程目标的实际达成效果计算方式如下，达成值越高，教学效果越好。课程目标达成度毕业要求指标点达成度十、教材与教学参考书（一）教材《数据结构（C语言版）》，严蔚敏等，清华大学出版社，2018.6，第2版。（二）教学参考书《数据结构用C语言描述》，耿国华等，高等教育出