Участник:KuptsovaID/Алгоритмы и структуры данных: различия между версиями

Материал из Поле цифровой дидактики
Строка 2: Строка 2:


{{#ask:[[Как сделать сортировку в массиве?]] | format=embedded | embedonly=yes}}
{{#ask:[[Как сделать сортировку в массиве?]] | format=embedded | embedonly=yes}}
анн{{Curriculum
|Learning_outcomes=Цель
* теоретические знания и практический опыт в области основ алгоритмизации задач, классификации языков программирования, типов данных, структур данных, взаимосвязь алгоритмов и структур данных, особенностей реализации алгоритмов и типов данных в языках блочного программирования Scratch, Snap!, GP
; Знать
: Основные понятия, связанные с миром алгоритмов и структур данных
: основы алгоритмизации задач, структуры данных;
: типы данных, структуры данных;
: методы и алгоритмы поиска и сортировки данных;
; Уметь
* обращаться к внешним и внутренним дым из среды Semantic MediaWiki, уметь использовать различные типы данных внутри Semantic MediaWiki
* обмениваться проектами и блоками программ в Snap!
* сравнивать и объединять статьи о языках программирования
* импортировать и экспортировать данные в среду визуального программирования Snap!
* проектировать и программировать линейные и разветвляющиеся структуры алгоритмов;
* планировать процесс реализации алгоритма при помощи псевдокода и диаграмм
* использовать язык '''dgl''' , mermaid, '''PlantUML''' встраивать диаграммы алгоритмов в вики страницы
* представлять алгоритмы на страницах вики в виде диаграмм, псевдокода, кода на различных языках программирования
* создавать собственные блоки (команды и процедуры с входными параметрами) в среде Snap! (создавать функции с использованием различных типов данных))
* оценивать и сравнивать эффективность алгоритмов, вычислительную сложность алгоритмов
* использовать рекурсию в командах и процедурах, использовать рекурсию при создании собственных функций
* использовать объекты первого класса и лямбда исчисления.
|Description=Содержание
; 1. Введение в алгоритмы и структуры данных
* Определение алгоритма и структуры данных
; 2. Основные алгоритмы
* Линейный поиск
* Бинарный поиск
* Сортировка (вставками, выбором, слиянием, быстрая сортировка)
* Рекурсия и рекурсивные алгоритмы
; 3. Структуры данных
* Массивы и связные списки
* Стеки и очереди
* Деревья (бинарные, сбалансированные, двоичные деревья поиска)
* Графы (ориентированные и неориентированные, поиск в глубину и ширину)
|Environment=Snap!, R, RStudio, Lua, Python
|Book=Стили и методы программирования, Computer Science with Snap! by Examples, Initiation to Algorithmics with Scratch
}}
; Учебная группа, работающая с курсом Алгоритмы и структуры данных данных в в 2023 году -  [[:Категория:ПБД221м|ПБД221м]]
* Учебная группа, работающая с курсом Алгоритмы и структуры данных данных в в 2022 году -  [[:Категория:ПБД211М|ПБД211М]]
; Особенность курса - [[Active Essay]]  смотрим и тестируем на поле
<scratchblocks>
when [up arrow v] key pressed
point in direction (0)
move (10) steps
when [down arrow v] key pressed
point in direction (180)
move (10) steps
when [right arrow v] key pressed
point in direction (90)
move (10) steps
when [left arrow v] key pressed
point in direction (-90)
move (10) steps</scratchblocks>
: И смотрим на то, как они выполняются
<scratch project="210120481" />
: или в [[Snap!]]
<snap project="Flocking_Snap" user="patarakin" />
== Цель, результаты освоения дисциплины ==
В результате изучения данной дисциплины студенты будут иметь представление о современных алгоритмических языках, о способах записи [[алгоритм]]ов и конструирования программ, основах объектного подхода в программировании
; Цель
: теоретические знания и практический опыт в области основ алгоритмизации задач, классификации языков программирования, типов данных, структур данных, взаимосвязь алгоритмов и структур данных, особенностей реализации алгоритмов и типов данных в языках блочного программирования [[Scratch]], [[Snap!]], [[GP]]
; Знать:
# Основные понятия, связанные с миром алгоритмов и структур данных См.  [[:Категория:Понятие]]
# основы алгоритмизации задач, структуры данных;
# типы данных, структуры данных;
# методы и алгоритмы поиска и сортировки данных;
; Уметь
# обращаться к внешним и внутренним данным из среды [[Semantic MediaWiki]], уметь использовать различные типы данных внутри Semantic MediaWiki см. [[:Категория:Dataset]]
# обмениваться проектами и блоками программ в [[Snap!]]
# сравнивать и объединять статьи о языках программирования [[Taxonomic_sandbox]]
# импортировать и экспортировать данные в среду визуального программирования [[Snap!]]
# проектировать и программировать  линейные и  разветвляющиеся структуры алгоритмов;
# планировать процесс реализации алгоритма при помощи псевдокода и диаграмм - [[:Категория:Diagrams]]
# использовать язык [[graphviz]], [[mermaid]], [[PlantUML]] встраивать диаграммы алгоритмов в вики страницы см. Graphviz + [[:Категория:Diagrams]] -
# представлять алгоритмы на страницах вики в виде диаграмм, псевдокода, кода на различных языках программирования
# создавать собственные блоки (команды и процедуры с входными параметрами) в среде Snap! (создавать функции с использованием различных типов данных))
# оценивать и сравнивать эффективность алгоритмов, вычислительную сложность алгоритмов
# использовать рекурсию в командах и процедурах, использовать рекурсию при создании собственных функций
# использовать объекты первого класса и лямбда исчисления
== Содержание разделов дисциплины: ==
=== Введение. Основные понятия. Пространство для совместной деятельности ===
Основы алгоритмизации задач. Semantic MediaWiki как поле совместной деятельности. Типы данных  внутри Semantic MediaWiki. Обращение к внешним данным.
=== История языков программирования и обучающих языков ===
Современные алгоритмические языки. Вычислительное мышление и вычислительное участие.
=== Представление алгоритмов в виде диаграмм, псевдокода, кода на различных языках программирования ===
# проектировать и программировать линейные и разветвляющиеся структуры алгоритмов;
# планировать процесс реализации алгоритма при помощи псевдокода и диаграмм - [[:Категория:Diagrams]] - например, [[Binary search (diagram)]]
# использовать язык dgl и [[mermaid]] встраивать диаграммы алгоритмов в вики страницы см. [[Graphviz]]
http://digida.mgpu.ru/images/diagrams/Diagrams_37be5e92fa212a080558fc26c16ac9cb.png
{{#mermaid:graph TB
A[1-6] --> |Да| B[1-3]
A --> |Нет| C[7-9]
B --> |Да| D[1-2]
B --> |Нет| E[4-5]
D --> |Да| 1
D --> |Нет| 3
1 -->  |Нет| 2
E --> |Нет| 6
E --> |Да| 4
4 -->  |Нет| 5
C -->|Да| F[7-8] 
C -->|Нет| G[10-11] 
F --> |Да| 7
7 --> |Нет| 8
F --> |Нет| 9
G --> | Да | 10
10 --> | Нет| 11
G --> | Нет| 12
}}
===  Основные характеристики изучаемого алгоритмического языка ===
Типы данных. Константы. Переменные. Выражения. Арифметические и логические выражения.
[[Файл:Snap data types2.png|600px]]
Спрайты, данные, процедуры как объекты первого класса. Структуры данных. Импорт и экспорт данных.
Список случайных чисел из  %сколько от %min до %max
[[Файл:Table sprite.png|800px]]
===  Структуры данных ===
[[Файл:Collab dataset JSON.png]]
* [[Массив]]ы и связные [[список|списки]]
* Стеки и очереди
* Деревья (бинарные, сбалансированные, двоичные деревья поиска)
* Графы (ориентированные и неориентированные, поиск в глубину и ширину)
=== Алгоритмы сортировки и поиска ===
Сравнение эффективности и вычислительной сложности алгоритмов
* [[Временная сложность алгоритма]]
=== Рекурсия ===
* [[Рекурсия]]
* [[Фрактал]]
== Литература ==
=== Основная литература  ===
# [[Стили и методы программирования]],
# [[Computer Science with Snap! by Examples]],
# [[Initiation to Algorithmics with Scratch]]
=== Дополнительная литература  ===
https://snap.berkeley.edu/snap/help/SnapManual.pdf - Руководство по Snap!
== Критерии оценки по дисциплине (2022 - 2023) ==
{| {{prettytable}}
|-
!{{Hl2}}| Образовательный результат
!{{Hl2}}| Тема
!{{Hl2}}| Задание
!{{Hl2}}| Пример
|-
| Знает понятия мира алгоритмов и структур данных
|  Введение. Основные понятия. Пространство для совместной деятельности
| Использовать различные типы данных внутри Semantic MediaWiki, включить внешние данные в состав статьи
| Категория понятий - [[:Category:Понятие]]
В категории статей о датасетах [[:Category:Dataset]]
|-
| Умеет сравнивать и объединять статьи о языках программирования
| История языков программирования и обучающих языков
| Редактировать, дополнять и объединять статьи о языках программирования
| [[:Category:Язык программирования]], [[Taxonomic_sandbox]]
|-
|
Умеет проектировать и программировать линейные и разветвляющиеся структуры алгоритмов, планировать процесс реализации алгоритма при помощи псевдокода и диаграмм - [[:Категория:Diagrams]], использовать язык dgl и [[mermaid]] встраивать диаграммы алгоритмов в вики страницы см. [[Graphviz]]
| Представление алгоритмов в виде диаграмм, [[псевдокод]]а, кода на различных языках программирования
| Создать диаграмму [[алгоритм]]а, представить реализацию алгоритма на языке высокого уровня
| Пример
* [[:Category:Diagrams]]
* [[Flowchart]]
|-
| Умеет создавать собственные блоки (команды и процедуры с входными параметрами) в среде [[Snap!]] (создавать [[Функция|функции]] с использованием различных типов данных))
| Основные характеристики изучаемого алгоритмического языка
| Процедуры видоизменения данных в среде [[Snap!]]
| Примеры видоизменения данных в [[Snap!]], [[Как получить список случайных значений|Получить список значений]]
|-
| оценивать и сравнивать эффективность алгоритмов, вычислительную сложность алгоритмов
| [[Алгоритм]]ы сортировки и поиска
| Сравнить эффективность выполнения процедур над данными
| Готовые [[датасет]]ы из категории [[:Category:Dataset]]. [[Сортировка вставками]], [[Быстрая сортировка]]
|-
| использовать рекурсию в командах и процедурах, использовать рекурсию при создании собственных функций
| Рекурсия
| Создать собственные команды и процедуры, в которых используется рекурсия
| [[Рекурсия]], [[Фрактал]]
|}
== Напоминание по работа в вики среде ==
; [[Мастер-класс «Совместная работа со знаниями на поле цифровой дидактики»]]
----
[[Category:РУП]]

Версия 13:40, 4 декабря 2023

Это для курса "Алгоритмы и структуры данных"


Описание Отсортировать массив в порядке возрастания
Область знаний Информатика, Образование
Область использования (ISTE) Computational Thinker
Возрастная категория 14


Поясняющее видео
Близкие рецепту понятия
Среды и средства для приготовления рецепта: Pascal, Python, Python IDLE, Snap!



var a:array [1..6] of integer; i,j, min,minI: integer;
begin
for i:=1 to 6 do
begin
write ('a[',i,']=');
readln(a[i]);
end;
for i:=1 to 6 do
begin
min:=a[i];
minI:=i;
for j:=i+1 to 6 do
if a[j]<min then begin min:=a[j]; minI:=j; end;
a[minI]:=a[i];
a[i]:=min;
end;
for i:=1 to 6 do
write (a[i],' ');
end.

анн


Планируемые результаты обучения (Знать, Уметь, Владеть) Цель
  • теоретические знания и практический опыт в области основ алгоритмизации задач, классификации языков программирования, типов данных, структур данных, взаимосвязь алгоритмов и структур данных, особенностей реализации алгоритмов и типов данных в языках блочного программирования Scratch, Snap!, GP
Знать
Основные понятия, связанные с миром алгоритмов и структур данных
основы алгоритмизации задач, структуры данных;
типы данных, структуры данных;
методы и алгоритмы поиска и сортировки данных;
Уметь
  • обращаться к внешним и внутренним дым из среды Semantic MediaWiki, уметь использовать различные типы данных внутри Semantic MediaWiki
  • обмениваться проектами и блоками программ в Snap!
  • сравнивать и объединять статьи о языках программирования
  • импортировать и экспортировать данные в среду визуального программирования Snap!
  • проектировать и программировать линейные и разветвляющиеся структуры алгоритмов;
  • планировать процесс реализации алгоритма при помощи псевдокода и диаграмм
  • использовать язык dgl , mermaid, PlantUML встраивать диаграммы алгоритмов в вики страницы
  • представлять алгоритмы на страницах вики в виде диаграмм, псевдокода, кода на различных языках программирования
  • создавать собственные блоки (команды и процедуры с входными параметрами) в среде Snap! (создавать функции с использованием различных типов данных))
  • оценивать и сравнивать эффективность алгоритмов, вычислительную сложность алгоритмов
  • использовать рекурсию в командах и процедурах, использовать рекурсию при создании собственных функций
  • использовать объекты первого класса и лямбда исчисления.
Содержание разделов курса Содержание
1. Введение в алгоритмы и структуры данных
  • Определение алгоритма и структуры данных
2. Основные алгоритмы
  • Линейный поиск
  • Бинарный поиск
  • Сортировка (вставками, выбором, слиянием, быстрая сортировка)
  • Рекурсия и рекурсивные алгоритмы
3. Структуры данных
  • Массивы и связные списки
  • Стеки и очереди
  • Деревья (бинарные, сбалансированные, двоичные деревья поиска)
  • Графы (ориентированные и неориентированные, поиск в глубину и ширину)
Видео запись
Среды и средства, которые поддерживают учебный курс Snap!, R, RStudio, Lua, Python
Книги, на которых основывается учебный курс Стили и методы программирования, Computer Science with Snap! by Examples, Initiation to Algorithmics with Scratch
Учебная группа, работающая с курсом Алгоритмы и структуры данных данных в в 2023 году - ПБД221м
  • Учебная группа, работающая с курсом Алгоритмы и структуры данных данных в в 2022 году - ПБД211М
Особенность курса - Active Essay смотрим и тестируем на поле
when [up arrow v] key pressed
point in direction (0)
move (10) steps
when [down arrow v] key pressed
point in direction (180)
move (10) steps
when [right arrow v] key pressed
point in direction (90)
move (10) steps
when [left arrow v] key pressed
point in direction (-90)
move (10) steps
И смотрим на то, как они выполняются
или в Snap!

Цель, результаты освоения дисциплины

В результате изучения данной дисциплины студенты будут иметь представление о современных алгоритмических языках, о способах записи алгоритмов и конструирования программ, основах объектного подхода в программировании

Цель
теоретические знания и практический опыт в области основ алгоритмизации задач, классификации языков программирования, типов данных, структур данных, взаимосвязь алгоритмов и структур данных, особенностей реализации алгоритмов и типов данных в языках блочного программирования Scratch, Snap!, GP
Знать
  1. Основные понятия, связанные с миром алгоритмов и структур данных См. Категория:Понятие
  2. основы алгоритмизации задач, структуры данных;
  3. типы данных, структуры данных;
  4. методы и алгоритмы поиска и сортировки данных;
Уметь
  1. обращаться к внешним и внутренним данным из среды Semantic MediaWiki, уметь использовать различные типы данных внутри Semantic MediaWiki см. Категория:Dataset
  2. обмениваться проектами и блоками программ в Snap!
  3. сравнивать и объединять статьи о языках программирования Taxonomic_sandbox
  4. импортировать и экспортировать данные в среду визуального программирования Snap!
  5. проектировать и программировать линейные и разветвляющиеся структуры алгоритмов;
  6. планировать процесс реализации алгоритма при помощи псевдокода и диаграмм - Категория:Diagrams
  7. использовать язык graphviz, mermaid, PlantUML встраивать диаграммы алгоритмов в вики страницы см. Graphviz + Категория:Diagrams -
  8. представлять алгоритмы на страницах вики в виде диаграмм, псевдокода, кода на различных языках программирования
  9. создавать собственные блоки (команды и процедуры с входными параметрами) в среде Snap! (создавать функции с использованием различных типов данных))
  10. оценивать и сравнивать эффективность алгоритмов, вычислительную сложность алгоритмов
  11. использовать рекурсию в командах и процедурах, использовать рекурсию при создании собственных функций
  12. использовать объекты первого класса и лямбда исчисления

Содержание разделов дисциплины:

Введение. Основные понятия. Пространство для совместной деятельности

Основы алгоритмизации задач. Semantic MediaWiki как поле совместной деятельности. Типы данных внутри Semantic MediaWiki. Обращение к внешним данным.

История языков программирования и обучающих языков

Современные алгоритмические языки. Вычислительное мышление и вычислительное участие.

Представление алгоритмов в виде диаграмм, псевдокода, кода на различных языках программирования

  1. проектировать и программировать линейные и разветвляющиеся структуры алгоритмов;
  2. планировать процесс реализации алгоритма при помощи псевдокода и диаграмм - Категория:Diagrams - например, Binary search (diagram)
  3. использовать язык dgl и mermaid встраивать диаграммы алгоритмов в вики страницы см. Graphviz

Diagrams_37be5e92fa212a080558fc26c16ac9cb.png

Основные характеристики изучаемого алгоритмического языка

Типы данных. Константы. Переменные. Выражения. Арифметические и логические выражения.

Snap data types2.png

Спрайты, данные, процедуры как объекты первого класса. Структуры данных. Импорт и экспорт данных. Список случайных чисел из %сколько от %min до %max Table sprite.png


Структуры данных

Collab dataset JSON.png

  • Массивы и связные списки
  • Стеки и очереди
  • Деревья (бинарные, сбалансированные, двоичные деревья поиска)
  • Графы (ориентированные и неориентированные, поиск в глубину и ширину)

Алгоритмы сортировки и поиска

Сравнение эффективности и вычислительной сложности алгоритмов

Рекурсия

Литература

Основная литература

  1. Стили и методы программирования,
  2. Computer Science with Snap! by Examples,
  3. Initiation to Algorithmics with Scratch

Дополнительная литература

https://snap.berkeley.edu/snap/help/SnapManual.pdf - Руководство по Snap!

Критерии оценки по дисциплине (2022 - 2023)

Образовательный результат Тема Задание Пример
Знает понятия мира алгоритмов и структур данных Введение. Основные понятия. Пространство для совместной деятельности Использовать различные типы данных внутри Semantic MediaWiki, включить внешние данные в состав статьи Категория понятий - Category:Понятие

В категории статей о датасетах Category:Dataset

Умеет сравнивать и объединять статьи о языках программирования История языков программирования и обучающих языков Редактировать, дополнять и объединять статьи о языках программирования Category:Язык программирования, Taxonomic_sandbox

Умеет проектировать и программировать линейные и разветвляющиеся структуры алгоритмов, планировать процесс реализации алгоритма при помощи псевдокода и диаграмм - Категория:Diagrams, использовать язык dgl и mermaid встраивать диаграммы алгоритмов в вики страницы см. Graphviz

Представление алгоритмов в виде диаграмм, псевдокода, кода на различных языках программирования Создать диаграмму алгоритма, представить реализацию алгоритма на языке высокого уровня Пример
Умеет создавать собственные блоки (команды и процедуры с входными параметрами) в среде Snap! (создавать функции с использованием различных типов данных)) Основные характеристики изучаемого алгоритмического языка Процедуры видоизменения данных в среде Snap! Примеры видоизменения данных в Snap!, Получить список значений
оценивать и сравнивать эффективность алгоритмов, вычислительную сложность алгоритмов Алгоритмы сортировки и поиска Сравнить эффективность выполнения процедур над данными Готовые датасеты из категории Category:Dataset. Сортировка вставками, Быстрая сортировка
использовать рекурсию в командах и процедурах, использовать рекурсию при создании собственных функций Рекурсия Создать собственные команды и процедуры, в которых используется рекурсия Рекурсия, Фрактал

Напоминание по работа в вики среде

Мастер-класс «Совместная работа со знаниями на поле цифровой дидактики»