Алгоритмы и структуры данных 2

2021/2022

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

4

Кредиты

Кто читает:

Базовая кафедра Яндекс (Департамент больших данных и информационного поиска)

Статус:

Курс обязательный

Когда читается:

2-й курс, 1 модуль

Преподаватели

Борзунов Александр Александрович

Гаглоев Александр Владимирович

Гайдук Максим Игоревич

Густокашин Михаил Сергеевич

Киракосян Вазген Валерикович

Макаровский Андрей Сергеевич

Мыльцев Александр Владимирович

Федоров Михаил Антонович

Филитов Михаил Егорович

Фолунин Владимир Александрович

Чабдаров Раиль Альфредович

Программа дисциплины

Аннотация

Целями освоения дисциплины «Алгоритмы и структуры данных – 2» являются ознакомление студентов с основами теории вычислительной сложности, приближенными и вероятностными методами решения труднорешаемых задач, в том числе задач, возникающих в анализе данных. В курсе дается представление о классах сложности P, NP и coNP и NP-полных задачах, изучаются способы доказательства NP-полноты задач и подходы к решению таких задач, в т.ч. экспоненциальные алгоритмы, отличные от полного перебора, приближенные алгоритмы и эффективные алгоритмы для частных случаев. Также рассматриваются потоковые алгоритмы, алгоритмы эффективного перечисления последовательностей и способы оценки их вычислительной сложности (задержка, кумулятивная задержка, сложность относительно размера входа и выхода).

Цель освоения дисциплины

• ознакомление студентов с основами алгоритмической теории сложности, приближенными и вероятностными методами решения труднорешаемых задач, в том числе задач, возникающих в анализе данных

Планируемые результаты обучения

• Уметь адаптировать известные и проектировать новые алгоритмы для решения вычислительно сложных задач на практике
• Уметь проводить анализ корректности и временной сложности алгоритмов; распознавать класс сложности задач
• Уметь разбить задачу на подзадачи, эффективно реализовать программные компоненты для отдельных подзадач и связать их воедино

Содержание учебной дисциплины

• Жадные алгоритмы
• Префикс-функция и Алгоритм Ахо-Корасик
• Сжатие и кодирование данных: алгоритмы Хаффмана и Лемпела-Зива, кодирование с исправлением ошибок
• Персистентные структуры (двоичное дерево, дерево отрезков)
• Параллельность в C++ (Параллельные алгоритмы)
• Потоки, метод Форда-Фалкерсона (Паросочетания, алгоритм Куна)
• Классы P и NP
• Эвристики в рекурсивном переборе
• Быстрое преобразование Фурье
• Вычислительная геометрия

Элементы контроля

• Экзамен
• Домашнее задание
• Домашнее задание
• Работа на семинаре

Промежуточная аттестация

• 2021/2022 учебный год 1 модуль
  0.3 * Домашнее задание + 0.3 * Экзамен + 0.3 * Домашнее задание + 0.1 * Работа на семинаре

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Cormen, T. H. (2009). Introduction to Algorithms (Vol. 3rd ed). Cambridge, Mass: The MIT Press. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=343613
• Вычислительные машины и труднорешаемые задачи, Гэри, М., 1982

Рекомендуемая дополнительная литература

• Arora, S., & Barak, B. (2009). Computational Complexity : A Modern Approach. Cambridge: Cambridge eText. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=304712
• Алгоритмы : построение и анализ : пер. с англ., Кормен, Т., 2000