Đề cương chi tiết học phần Cấu trúc dữ liệu và giải thuật (Data structures and algorithms)

BM01.QT02/ĐNT-ĐT

TRƯỜNG ĐH NGOẠI NGỮ - TIN HỌC TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN

1. Thông tin chung về học phần

 Tên học phần: Cấu trúc dữ liệu và giải thuật (Data structures and algorithms)

 Mã học phần: 4021014

 Số tín chỉ: 4 (3+1) tín chỉ

 Thuộc chương trình đào tạo của bậc, ngành: Cao đẳng, ngành Công nghệ thông tin

 Số tiết học phần:

.

Nghe giảng lý thuyết

Làm bài tập trên lớp

Thảo luận

: 30 tiết

: 10 tiết

: 0 tiết

Thực hành, thực tập

: 30 tiết

Hoạt động theo nhóm : 5 tiết

Thực tế

Tự học

: 0 tiết

: 120 tiết

 Đơn vị phụ trách: Bộ môn Khoa học máy tính, Khoa Công nghệ thông tin

2. Học phần trước: Nhập môn lập trình.

3. Mục tiêu của học phần

 Hiểu được tầm quan trọng của giải thuật và cách tổ chức dữ liệu.

 Khai thác được các cấu trúc dữ liệu phức tạp.

4. Chuẩn đầu ra của học phần

Đáp ứng

CĐR

Nội dung

CTĐT

Kiến thức 4.1.1. Trình bày được tầm quan trọng của giải thuật và cách tổ K1

chức dữ liệu – hai thành phần quan trọng nhất của một chương

trình lập cho máy tính.

1

4.1.2. Thiết kế các thuật toán cơ bản trong lập trình (ý tưởng, K2

cài đặt, đánh giá thuật toán, đặc biệt là các thuật toán sắp xếp và

tìm kiếm, các thuật toán trên cây).

4.1.3. Áp dụng các thuật toán cơ bản trong lập trình (ý tưởng,

K3

cài đặt, đánh giá thuật toán, đặc biệt là các thuật toán sắp xếp và

tìm kiếm, các thuật toán trên cây) để giải quyết một số bài toán

cho máy tính.

Phân tích bài toán thực tế, chọn CTDL và giải thuật để giải

quyết.

Phân tích và đánh giá độ phức tạp của CTDL và giải thuật được

chọn cho bài toán cụ thể.

Kỹ năng

4.2.1. Có khả năng tư duy logic về cách tổ chức, áp dụng các S1

cấu trúc dữ liệu thích hợp vào các bài toán lập trình cụ thể.

4.2.2. Có khả năng sử dụng ngôn ngữ lập trình C/C++ để cài đặt S2

các cấu trúc dữ liệu cụ thể.

4.2.3. Có khả năng xây dựng một chương trình thực hiện một S3

CTDL cụ thể cùng với thuật toán tương ứng để giải quyết một

bài toán cụ thể.

Thái độ

4.3.1. Có thái độ làm việc khoa học, trung thực, rõ ràng.

A1

4.3.2. Chuẩn bị bài trước khi đến lớp. Đi học đầy đủ. Tham gia A2,A3

tích cực trong giờ học.

4.3.3. Làm tất cả các bài tập lý thuyết và thực hành.

5. Mô tả tóm tắt nội dung học phần

A3

 Vai trò của cấu trúc dữ liệu và giải thuật trong cuộc sống và phương thức đánh giá

các cấu trúc và giải thuật.

 Tìm hiểu, phân tích và đánh giá các giải thuật tìm kiếm và sắp xếp nội.

 Tìm hiểu, phân tích và đánh giá các kiểu danh sách lưu trữ nhiều phần tử, các kiểu

danh sách đặc biệt và các bài toán ứng dụng.

 Tìm hiểu, phân tích, đánh giá và xây dựng các cấu trúc cây lý thuyết như cây nhị

phân tìm kiếm, cây cân bằng AVL.

2

6. Nội dung và lịch trình giảng dạy

6.1. Lý thuyết

Hoạt động của

giảng viên

Hoạt động của

sinh viên

Giáo trình

chính

Tài liệu tham

khảo

Buổi/

Tiết

Ghi chú

Nội dung

1

Chương 1: Tổng quan về CTDL

1.1. Vai trò của CTDL

[1]: Chương Mở [2]: Chương 1

đầu [3]: Chương 2

4.1.1, 4.3.1,

4.3.2, 4.3.3

- Giới thiệu môn

học

- Nghe giảng,

- Làm bài tập

1.2. Mối quan hệ giữa CTDL và giải

thuật

- Tổ chức lớp

1.3. Các tiêu chuẩn để đánh giá CTDL

1.4. Một số kiểu dữ liệu cơ bản

1.5. Kiểu dữ liệu trừu tượng

- Hướng dẫn học

tập học phần

- Thuyết giảng

- Hướng dẫn bài

tập

2

3

Chương 1: Tổng quan về CTDL

[1]: Chương Mở [2]: Chương 1

đầu

4.1.1, 4.3.1,

4.3.2, 4.3.3

- Thuyết giảng

- Nghe giảng,

- Làm bài tập

1.6. Đánh giá độ phức tạp của giải thuật

- Hướng dẫn bài

tập

Chương 2: Tìm kiếm và sắp xếp

2.1. Vai trò của tìm kiếm và sắp xếp dữ

liệu trong hệ thống thông tin

2.2. Các giải thuật tìm kiếm nội

2.2.1 Tìm kiếm tuyến tính

[1]: Chương 7

4.1.1, 4.1.2,

4.2.1

- Thuyết giảng

- Nghe giảng,

- Thảo luận,

- Làm bài tập

nhóm

- Hướng dẫn bài

tập

2.2.2 Tìm kiếm nhị phân

- Làm bài tập cá

nhân

4

Chương 2: Tìm kiếm và sắp xếp

2.3. Các giải thuật sắp xếp nội

2.3.1 Định nghĩa bài toán sắp xếp

2.3.2 Các phương pháp sắp xếp

thông dụng: đổi chỗ trực tiếp, nổi bọt,

Shaker sort, Quick Sort

[1]: Chương 7

[2]: Chương 2

4.1.1, 4.1.2,

4.2.1

- Thuyết giảng

- Nghe giảng,

- Thảo luận,

- Làm bài tập

nhóm

- Hướng dẫn bài

tập

- Làm bài tập cá

3

nhân

5

6

7

8

Chương 2: Tìm kiếm và sắp xếp

2.3. Các giải thuật sắp xếp nội

2.3.2 Các phương pháp sắp xếp

thông dụng: chọn trực tiếp, Heap Sort

[1]: Chương 7

[2]: Chương 2

[2]: Chương 3

4.1.1, 4.1.2,

4.2.1

- Thuyết giảng

- Nghe giảng,

- Thảo luận,

- Làm bài tập

nhóm

- Làm bài tập cá

nhân

- Hướng dẫn bài

tập

Chương 2: Tìm kiếm và sắp xếp

2.3. Các giải thuật sắp xếp nội

2.3.2 Các phương pháp sắp xếp

thông dụng: chèn trực tiếp, Shell Sort

4.1.1, 4.1.2,

4.2.1

- Thuyết giảng

- Nghe giảng,

- Thảo luận,

- Làm bài tập

nhóm

- Làm bài tập cá

nhân

- Hướng dẫn bài

tập

Chương 2: Tìm kiếm và sắp xếp

2.3. Các giải thuật sắp xếp nội

2.3.2 Các phương pháp sắp xếp

thông dụng: Merge Sort, Radix Sort

4.1.1, 4.1.2,

4.2.1

- Thuyết giảng

- Nghe giảng,

- Thảo luận,

- Làm bài tập

nhóm

- Làm bài tập cá

nhân

- Hướng dẫn bài

tập

Chương 3: Danh sách

3.1 Định nghĩa

[1]: Chương 4,

Chương 5

4.1.1, 4.1.2,

4.2.1

- Thuyết giảng

- Nghe giảng,

- Thảo luận,

- Làm bài tập

nhóm

- Làm bài tập cá

nhân

- Hướng dẫn bài

tập

3.2 Phân loại

3.3 Danh sách đặc

3.4 Danh sách liên kết

3.4.1 Định nghĩa

3.4.2 Danh sách liên kết đơn

3.4.3 Danh sách liên kết kép

3.4.4 Danh sách liên kết có thứ tự

3.4.5 Danh sách vòng

3.4.6 Danh sách có nhiều mối liên kết

4

9

Chương 3: Danh sách

3.5 Các cấu trúc đặc biệt của danh sách

3.5.1 Stack

[1]: Chương 2,

Chương 3

[2]: Chương 3

[2]: Chương 4

4.1.1, 4.1.2,

4.2.1

- Thuyết giảng

- Nghe giảng,

- Thảo luận,

- Làm bài tập

nhóm

- Làm bài tập cá

nhân

- Hướng dẫn bài

tập

3.5.1 Queue

10

11

Chương 3: Danh sách

[1]: Chương 1,

Chương 2

4.1.1, 4.1.2,

4.1.3, 4.2.1,

4.2.2, 4.2.3,

4.3.2

- Thuyết giảng

- Nghe giảng,

- Thảo luận,

- Làm bài tập

nhóm

- Làm bài tập cá

nhân

3.5 Các cấu trúc đặc biệt của danh sách

3.5.3 Các ứng dụng: tính biểu thức,

khử đệ quy

- Hướng dẫn bài

tập

Chương 4: Cấu trúc cây

4.1 Các khái niệm cơ bản

4.2 Cách biểu diễn cây

4.3 Cây nhị phân

4.3.1 Một số tính chất của cây nhị

phân

4.3.2 Duyệt cây nhị phân

4.4 Cây nhị phân tìm kiếm

Chương 4: Cấu trúc cây

4.5 Cây AVL

[1]: Chương 6

4.1.1, 4.1.2,

4.2.1

- Thuyết giảng

- Nghe giảng,

- Thảo luận,

- Làm bài tập

nhóm

- Làm bài tập cá

nhân

- Hướng dẫn bài

tập

12

13

[1]: Chương 6

[2]: Chương 4

4.1.1, 4.1.2,

4.2.1

- Thuyết giảng

- Nghe giảng,

- Thảo luận,

- Làm bài tập

nhóm

- Làm bài tập cá

nhân

- Hướng dẫn bài

tập

4.5.1 Cấu trúc

Chương 4: Cấu trúc cây

4.5 Cây AVL

4.1.1, 4.1.2,

4.1.3, 4.2.1,

4.2.2, 4.2.3,

- Thuyết giảng

- Nghe giảng,

- Thảo luận,

- Làm bài tập

- Hướng dẫn bài

tập

4.5.2 Xây dựng

5

nhóm

4.3.2

- Làm bài tập cá

nhân

14

15

Chương 4: Cấu trúc cây

4.5 Cây AVL

[1]: Chương 6

[2]: Chương 4

4.1.1, 4.1.2,

4.1.3, 4.2.1,

4.2.2, 4.2.3,

4.3.2

- Thuyết giảng

- Nghe giảng,

- Thảo luận,

- Làm bài tập

nhóm

- Làm bài tập cá

nhân

- Hướng dẫn bài

tập

4.5.2 Xây dựng

Ôn tập

4.3.1

- Thuyết giảng

- Nghe giảng

6.2. Thực hành

Hoạt động của sinh

viên

Giáo trình

chính

Tài liệu tham

khảo

Buổi/

Tiết

Ghi chú

Nội dung

Hoạt động của giảng viên

1

Bài 1-4: Tìm kiếm tuyến tính

[2] Danh sách

bài tập

4.1.1, 4.1.2,

4.1.3, 4.2.1,

4.2.2, 4.3.1,

4.3.3

- Hướng dẫn làm bài tập

- Hướng dẫn cách nộp bài

- Sửa lỗi lập trình cho SV

- Thực hành viết các

chương trình theo yêu

cầu bài tập

2

3

Bài 5-9: Tìm kiếm nhị phân,

Bubblesort

[2] Danh sách

bài tập

4.1.1, 4.1.2,

4.1.3, 4.2.1,

4.2.2, 4.3.1,

4.3.3

- Hướng dẫn làm bài tập

- Hướng dẫn cách nộp bài

- Sửa lỗi lập trình cho SV

- Thực hành viết các

chương trình theo yêu

cầu bài tập

Bài 11-13: Quicksort

[2] Danh sách

bài tập

4.1.1, 4.1.3,

4.2.1, 4.2.2,

4.3.1, 4.3.3

- Sửa lỗi lập trình cho SV

- Viết các chương trình

theo yêu cầu bài tập

6

4

5

6

Bài 14,15: selection sort, heap

sort, insertion sort

[2] Danh sách

bài tập

4.1.1, 4.1.3,

4.2.1, 4.2.2,

4.3.1, 4.3.3

- Sửa lỗi lập trình cho SV

- Viết các chương trình

theo yêu cầu bài tập

Bài 16,17: shell sort, merge sort

Bài 18,19: Danh sách kề

[2] Danh sách

bài tập

4.1.1, 4.1.3,

4.2.1, 4.2.2,

4.3.1, 4.3.3

- Viết các chương trình

theo yêu cầu bài tập

[2] Danh sách

bài tập

4.1.1, 4.1.2,

4.1.3, 4.2.1,

4.2.2, 4.3.1,

4.3.3

- Viết các chương trình

theo yêu cầu bài tập

7

Bài 20-22: Danh sách liên kết

[2] Danh sách

bài tập

4.1.1, 4.1.2,

4.1.3, 4.2.1,

4.2.2, 4.3.1,

4.3.3

- Sửa lỗi lập trình cho SV

- Viết các chương trình

theo yêu cầu bài tập

9

Bài 23,24: Stack và bài toán biểu

thức

[2] Danh sách

bài tập

4.1.2, 4.1.3,

4.2.1, 4.2.2,

4.3.1, 4.3.3

- Sửa lỗi lập trình cho SV

- Viết các chương trình

theo yêu cầu bài tập

10

Bài 25: Cây AVL

[2] Danh sách

bài tập

4.1.2, 4.1.3,

4.2.1, 4.2.2,

4.3.1, 4.3.3

- Viết các chương trình

theo yêu cầu bài tập

7

7. Nhiệm vụ của sinh viên

 Yêu cầu chung

 Về kiến thức nền tảng: sinh viên nắm vững các nguyên lý cơ sở lập trình để có nền

tảng để tiếp tục nghiên cứu học phần này.

 Về nghiên cứu tài liệu: sinh viên đọc các tài liệu liên quan đến môn học theo sự

hướng dẫn của giảng viên.

 Về thực hành: sinh viên tham gia đầy đủ các buổi thực hành và thực hiện hoàn thành

các bài toán được giao.

 Về nghiên cứu xử lý tình huống, làm bài tập: sinh viên phải hoàn thành đầy đủ các

bài tập cá nhân và bài tập nhóm.

 Về thái độ học tập, sự chuyên cần: sinh viên tham gia đầy đủ và đúng giờ các hoạt

động của lớp.

 Về việc tự học: sinh viên phải thực hiện việc tự học theo kế hoạch của giảng viên.

 Quy định về hành vi trong lớp học

 Khóa học được thực hiện trên nguyên tắc tôn trọng người học và người dạy. Mọi

hành vi làm ảnh hưởng đến quá trình dạy và học đều bị nghiêm cấm.

 Sinh viên phải đi học đúng giờ quy định. Sinh viên đi trễ quá 5 phút sau khi giờ học

bắt đầu sẽ không được điểm danh tham dự buổi học.

 Tuyệt đối không làm ồn, gây ảnh hưởng đến người khác trong quá trình học.

 Tuyệt đối không được ăn, uống, nhai kẹo cao su, sử dụng các thiết bị như điện thoại,

máy nghe nhạc trong giờ học.

 Máy tính xách tay, máy tính bảng chỉ được thực hiện vào mục đích ghi chép bài

giảng, tính toán phục vụ bài giảng, bài tập, tuyệt đối không dùng vào việc khác.

 Sinh viên vi phạm các nguyên tắc trên sẽ bị mời ra khỏi lớp và bị coi là vắng buổi

học đó.

8. Đánh giá kết quả học tập của sinh viên

8.1. Cách đánh giá

TT Điểm thành phần

Quy định

- Tham gia học lý thuyết

- Tham gia học thực hành

- Nộp bài tập thực hành

- Làm bài tập nhóm

Trọng số

5%

Mục tiêu

4.1.2, 4.1.3,

4.2.1, 4.2.2,

4.2.3, 4.3.1,

4.3.2, 4.3.3

1

Điểm thi giữa kỳ

5%

10%

5%

- Làm bài tập cá nhân

5%

2

Điểm thi kết thúc Thi viết 90 phút

học phần

70%

4.1.1, 4.1.2,

4.2.1, 4.2.2,

4.3.1

8

8.2. Cách tính điểm

 Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc học phần được chấm theo thang điểm

10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến 0.5.

 Điểm học phần là tổng điểm của tất cả các điểm đánh giá thành phần của học phần

nhân với trọng số tương ứng. Điểm học phần theo thang điểm 10 làm tròn đến một

chữ số thập phân.

9. Tài liệu học tập

9.1. Giáo trình chính

[1] Nguyễn Hồng Chương, “Cấu trúc dữ liệu - Ứng dụng và cài đặt bằng C”, NXB TPHCM,

2003

9.2. Tài liệu tham khảo

[2] Trần Hạnh Nhi, Dương Anh Đức, “Nhập môn cấu trúc dữ liệu và thuật toán”, ĐH Quốc

gia TPHCM, 2003.

[3] Kurt Mehlhorn and Peter Sanders, “Algorithms and Data Structures – The Basic

Toolbox”, Springer, 2007. Free Ebook - http://www.freetechbooks.com/algorithms-and-

data-structures-the-basic-toolbox-t871.html

10. Hướng dẫn sinh viên tự học

10.1. Lý thuyết

Theo nội dung phần 6. Nội dung và lịch trình giảng dạy, thực hiện theo thời gian những

việc sau:

 Đọc tài liệu phần nội dung tương ứng trong tài liệu chính và tài liệu tham khảo.

 Ghi chú lại mục đích, ý tưởng, tính chất, độ phức tạp của các cấu trúc và giải thuật

tương ứng.

 Sau khi học trên lớp, thực hiện nhiều lần giải thuật bằng tay với nhiều ví dụ và so

sánh kết quả làm bằng tay với giải thuật đã cài đặt để nắm rõ hoạt động của giải

thuật.

 Tìm kiếm thêm tài liệu khác trên internet với từ khóa là tên của giải thuật, tên của

cấu trúc để hiểu sâu hơn về cấu trúc/giải thuật.

10.2. Thực hành

 Làm trước ít nhất 2/3 các yêu cầu về bài tập thực hành ở nhà. Tạm ghi chú các điểm

bị lỗi, các điểm chưa hiểu lại để xử lý sau.

9

 Hoàn thiện bài thực hành ở trên lớp thực hành thông qua hỏi đáp với giảng viên

hướng dẫn.

 Nộp bài thực hành đã hoàn thiện cho giảng viên hướng dẫn.

Ngày … tháng … năm 2015 Ngày … tháng … năm 2015 Ngày … tháng … năm 2015

Trưởng khoa

Tổ trưởng Bộ môn

Người biên soạn

(Ký và ghi rõ họ tên)

Đinh Hùng

ThS. Phạm Minh Dũng

Ngày … tháng … năm 2015

Ban giám hiệu

10