Análisis y Diseño de Algoritmos

1151040 Análisis y Diseño de Algoritmos
Trimestre 2022 Primavera

Profesor: Dr. Francisco Javier Zaragoza Martínez.
Inicio y fin del curso: lunes 11 de julio de 2022 a viernes 23 de septiembre de 2022.
Grupo: CSI81 (lunes, miércoles y viernes de 14:30 a 16:00).
Asesorías: por correo electrónico a través de cuentas institucionales.
Lugar: G206.
Cupo: 34.

Contenido

Se cubrirá el contenido oficial del curso (el cual se detalla abajo). Es posible que el temario se cubra en un orden distinto al allí mencionado.

Análisis de correctitud y complejidad.
Recursividad y ecuaciones de recurrencia.
Algoritmos de divide y vencerás.
Algoritmos de búsqueda con retroceso.
Algoritmos de programación dinámica.
Algoritmos de búsqueda local.
Algoritmos glotones.
Problemas NP completos.

Evaluación

Habrá al menos diez tareas semanales (valor máximo de 100 puntos cada una, sí habrá puntos parciales) y cinco exámenes en clase (valor máximo de 2 puntos cada uno, no habrá puntos parciales). La mayoría de estas evaluaciones serán programas en C, C++ o Java que se enviarán a omegaUp. Para acreditar el curso se requieren al menos:

600 puntos en la tareas y 6 puntos en los exámenes para obtener S,
700 puntos en la tareas y 7 puntos en los exámenes para obtener B y
800 puntos en la tareas y 8 puntos en los exámenes para obtener MB.

Consideraré cualquier copia o plagio de cualquier evaluación (ya sea programa o no) de forma automática como NA para todos los involucrados. Reportaré los casos que se presenten a las autoridades correspondientes. No copies. No pases la tarea. No plagies.

Recuerden que, de acuerdo al Reglamento del Alumnado de la UAM, es falta del alumnado en contra de la Institución el suplantar o permitir ser suplantado en la realización de actividades académicas (Artículo 9) y se impondrá desde amonestación escrita hasta suspensión por dos trimestres (Artículo 13).

Calendario

El calendario que muestro abajo es tentativo e irá apareciendo paulatinamente. Allí colocaré el material de estudio y de consulta. Mientras tanto, unas transparencias para los primeros temas están aquí y unos materiales para los otros temas están acá.

Preparativos: 27 de junio a 8 de julio

Asegúrate de tener disponible una computadora con internet en la que puedas editar, compilar y ejecutar programas en C. Si tienes alguna distribución de Linux es probable que ya tengas gcc y algún editor de texto instalado. Otra posibilidad es instalar Code::Blocks. En Windows instala la versión 17.12 para 32 bits o la 20.03 para 32 o 64 bits (tutorial) o bien instala Dev-C++. Para Mac OS X la versión más reciente de Code::Blocks es la 13.12 o instala Xcode. En Android instala Coding C y en iOS instala Mobile C. Como último recurso, existen compiladores de C en línea (repl.it, tio.run y onlinegdb).
Usaremos exclusivamente el correo institucional. Si no tienes el tuyo, actívalo con la Coordinación de Servicios de Cómputo (CSC).
Usaremos la plataforma de forma extensiva. Crea una cuenta usando tu correo institucional, tu usuario deberá ser tu nombre y los cuatro últimos dígitos de tu matrícula (ejemplo: FranciscoZaragoza1234). En tu perfil debes anotar tu nombre completo y como escuela UAM Azcapotzalco. Mira el tutorial de omegaUp.
Envía un correo a mi ayudante José Luis Sánchez (jlsh@azc.uam.mx) desde tu correo institucional con esta información: tu nombre completo, tu número de matrícula, tu carrera y tu usuario de omegaUp. Una vez que le envíes este correo, él te registrará en el curso ADA 2022 Primavera de omegaUp.

Si tienes alguna duda acerca de estos preparativos, envía un correo a mi ayudante desde tu correo institucional. No lo dejes para el último momento.

Semana 1: 11 de julio a 15 de julio

Esta semana iniciaremos el Tema 1: Análisis de correctitud y complejidad.

11 de julio: Presentación del curso. Inducción matemática.
13 de julio: Correctitud de algoritmos recursivos e iterativos.
15 de julio: Complejidad de algoritmos iterativos y recursivos.
Material de consulta (en español): Actúa ahora.
Material de consulta (en inglés): Recursión. Análisis de algoritmos. Uso de energía de los lenguajes.
Tarea 1 (Tema 1, 100 puntos): Del 11 de julio a las 14:30 al 16 de julio a las 14:30.

Semana 2: 18 de julio a 22 de julio

Esta semana cubriremos el Tema 2: Recursividad y ecuaciones de recurrencia.

18 de julio: Complejidad de algoritmos recursivos: sustitución repetida.
20 de julio: Notación asintótica (ómicron, omega, theta).
22 de julio: Teorema general de ecuaciones de recurrencia.
Material de consulta (en inglés): Ecuaciones de recurrencia.
Tarea 2 (Tema 2, 100 puntos): Del 18 de julio a las 14:30 al 23 de julio a las 14:30.

Semana 3: 25 de julio a 29 de julio

Esta semana iniciaremos el Tema 3: Algoritmos de divide y vencerás.

25 de julio: Mínimo y máximo simultáneos. Cálculo de potencias. Búsqueda binaria.
27 de julio: Números de Fibonacci. Torres de Hanoi.
29 de julio: Ordenamiento por inserción y mezcla.
Tarea 3 (Tema 2, 100 puntos): Del 25 de julio a las 14:30 al 30 de julio a las 14:30.
Examen 1 (Temas 1 y 2, 2 puntos): 29 de julio de 14:30 a 15:15.

Semana 4: 1 de agosto a 5 de agosto

Esta semana continuaremos con el Tema 3: Algoritmos de divide y vencerás.

1 de agosto: Quicksort, k-selección y cota inferior de ordenamiento.
3 de agosto: Generación de cadenas binarias (con y sin restricciones).
5 de agosto: Generación de particiones.
Tarea 4 (Tema 3, 100 puntos): Del 1 de agosto a las 14:30 al 6 de agosto a las 14:30.

Semana 5: 8 de agosto a 12 de agosto

Esta semana terminaremos el Tema 3: Algoritmos de divide y vencerás.

8 de agosto: Suma de subconjuntos.
10 de agosto: Multiplicación de enteros y de matrices.
12 de agosto: Generación de permutaciones.
Tarea 5 (Tema 3, 100 puntos): Del 8 de agosto a las 14:30 al 13 de agosto a las 14:30.
Examen 2 (Tema 3, 2 puntos): 12 de agosto de 14:30 a 15:15.

Semana 6: 15 de agosto a 19 de agosto

Esta semana cubriremos el Tema 4: Algoritmos de búsqueda con retroceso.

15 de agosto: Suma de subconjuntos.
17 de agosto: Problema del agente viajero.
19 de agosto: Recorrido del caballo y problema de las reinas.
Material de consulta (en inglés): Permutaciones.
Tarea 6 (Tema 3, 100 puntos): Del 15 de agosto a las 14:30 al 20 de agosto a las 14:30.

Semana 7: 22 de agosto a 26 de agosto

Esta semana iniciaremos el Tema 5: Algoritmos de programación dinámica.

22 de agosto: Recursión y memoización.
24 de agosto: Suma de subconjuntos.
26 de agosto: Subsecuencia creciente más larga.
Tarea 7 (Tema 4, 100 puntos): Del 22 de agosto a las 14:30 al 27 de agosto a las 14:30.
Examen 3 (Temas 3 y 4, 2 puntos): 26 de agosto de 14:30 a 15:15.

Semana 8: 29 de agosto a 2 de septiembre

Esta semana terminaremos el Tema 5: Algoritmos de programación dinámica.

29 de agosto: Subsecuencia común más larga.
31 de agosto: Problema del cambio y problema de la mochila.
2 de septiembre: Producto encadenado de matrices.
Tarea 8 (Tema 5, 100 puntos): Del 29 de agosto a las 14:30 al 3 de septiembre a las 14:30.

Semana 9: 5 de septiembre a 9 de septiembre

Esta semana cubriremos el Tema 6: Algoritmos de búsqueda local.

5 de septiembre: Ajedrez y cubo de Rubick.
7 de septiembre: Comesolo y gato.
9 de septiembre: Juego de 16.
Tarea 9 (Tema 5, 100 puntos): Del 5 de septiembre a las 14:30 al 10 de septiembre a las 14:30.
Examen 4 (Tema 5, 2 puntos): 9 de septiembre de 14:30 a 15:15.

Semana 10: 12 de septiembre a 16 de septiembre

Esta semana cubriremos el Tema 7: Algoritmos glotones.

12 de septiembre: Planificación de intervalos.
14 de septiembre: Planificación minimizando la tardanza.
16 de septiembre: Día feriado.
Tarea 10 (Tema 6, 100 puntos): Del 12 de septiembre a las 14:30 al 17 de septiembre a las 14:30.

Semana 11: 19 de septiembre a 23 de septiembre

Esta semana cubriremos el Tema 8: Problemas NP completos.

19 de septiembre: Reducciones polinomiales.
21 de septiembre: Las clases P y NP.
23 de septiembre: .
Material de consulta (en inglés): Reducciones. Intratabilidad.
Tarea 11 (Temas 7 y 8, 100 puntos): Del 19 de septiembre a las 14:30 al 24 de septiembre a las 14:30.
Examen 5 (Temas 6, 7 y 8): 23 de septiembre de 14:30 a 16:00.

Entrega de actas y evaluación de recuperación: 26 de septiembre a 14 de octubre

Estos días ocurrirán las evaluaciones de recuperación.

26 a 30 de septiembre: Entrega de actas de evaluación global.
26 de septiembre a 26 de octubre: XVII Concurso de programación de la UAM.
3 de octubre: Inscripción a evaluación de recuperación.
5 de octubre: Evaluación de recuperación (13:00 a 16:00 en el G206).
6 a 10 de octubre: Entrega de actas de evaluación de recuperación.

Bibliografía

Baase y Van Gelder. Algoritmos computacionales: Introducción al análisis y diseño. Addison Wesley.
Castro Campos. Análisis y diseño de algoritmos. UAM Azcapotzalco.
Dasgupta, Papadimitriou, Vazirani. Algorithms. Mc Graw Hill.
Erickson. Algorithms. UIUC.
Kleinberg y Tardos. Algorithm Design. Addison Wesley.
Knuth. The Art of Computer Programming: Vol. 3 Sorting and Searching. Addison Wesley.
Parberry. Problems on Algorithms. Prentice Hall.
Roberts. Thinking Recursively. Wiley.
Sedgewick y Flajolet. An Introduction to the Analysis of Algorithms. Addison Wesley.
Sedgewick y Wayne. Algorithms. Addison Wesley.

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