Detail předmětu

Algoritmy

FIT-IAL Ak. rok: 2025/2026 Zimní semestr

Přehled základních datových struktur a jejich použití. Časová složitost algoritmů – úvod. Specifikace abstraktních datových typů (ADT). Specifikace a implementace ADT: seznamy, zásobník, fronta, vyhledávací tabulka. Algoritmy nad binárním stromem. Vyhledávání: sekvenční, v neseřazeném a seřazeném poli, vyhledávání se zarážkou, binární vyhledávání, binární vyhledávací strom, vyvážený strom (AVL), stromy s více klíči ve vrcholech. Vyhledávání v tabulkách s rozptýlenými položkami. Řazení, principy, řazení bez přesunu položek, řazení podle více klíčů. Nejznámější metody řazení: Select-sort, Bubble-sort, Heap-sort, Insert-sort a jeho varianty, Shell-sort, Quick sort v rekurzivní a nerekurzivní notaci, Merge-sort, Radix-sort. Rekurze a dynamické programování. Vyhledávání podřetězců v textu. Grafové algoritmy. Dokazování programů. 

5 kreditů, t.j. cca 125-150 hodin představuje studijní zátěž:

  • 39 hodin přednášek
  • 26 hodin 2 domácí úlohy
  • 35 hodin práce na projektu
  • 20 hodin průběžné studium
  • 30 hodin příprava na půlsemestrální a závěrečnou zkoušku

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Ing. Ivana Burgetová, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav informačních systémů

Vstupní znalosti

  • Znalost základů programování v procedurálně orientovaném programovacím jazyce.
  • Středoškolské znalosti z matematiky.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

  • Domácí úlohy – 20 bodů
  • Půlsemestrální písemná zkouška – 14 bodů
  • Hodnocený projekt s obhajobou – 15 bodů
  • Zápočet - podmínkou pro udělení zápočtu je získání minimálně 20 bodů za semestr. 
  • Závěrečná písemná zkouška – 51 bodů; Pro získání bodů ze závěrečné písemné zkoušky je nutné zkoušku vypracovat tak, aby byla hodnocena nejméně 24 body. V opačném případě bude zkouška hodnocena 0 body.

 

 

Pokud v průběhu semestru student onemocní nebo se vyskytne jiná překážka ve studiu, je třeba tuto překážku řádně ohlásit a doložit. Pak k ní lze přihlédnout a přizpůsobit jí hodnocení:

  • U domácí úlohy může student požádat příslušného učitele o přiměřené prodloužení termínu pro odevzdání domácí úlohy.
  • Pokud se student nemohl zúčastnit půlsemestrální zkoušky, může svého přednášejícího požádat, aby body za půlsemestrální zkoušku byly odvozeny od bodového zisku u prvního termínu zkoušky, kterého se zúčastní. Podmínkou pro přistoupení k tomuto termínu zkoušky je zisk alespoň 14 bodů za domácí úlohy a projekt.
  • Pokud se student nemůže zúčastnit obhajoby projektu a ostatní členové týmu s tím vysloví souhlas, může získat za obhajobu stejný počet bodů jako na obhajobě přítomní členové týmu.

Učební cíle

Student porozumí základním principům složitosti algoritmů a bude je schopen využít při tvorbě programů. Student porozumí základním abstraktním datovým typům a strukturám, naučí se je implementovat a používat. Student se naučí  rekurzivní a nerekurzivní zápisy základních algoritmů a bude schopen je využívat při tvorbě programů. Student se naučí vytvářet a analyzovat algoritmy vyhledávání a řazení. Student porozumí základním algoritmům pro vyhledávání v textu a základním grafovým algoritmům. Student se seznámí s rekurzivním způsobem řešení problémů a se základy dynamického programování. Student porozumí principům metod dokazování správnosti programů a znalosti bude schopen používat při tvorbě programů.


  • Porozumí základním principům a významu složitosti algoritmů.
  • Seznámí se se základními abstraktními datovými typy a strukturami, naučí se je implementovat.
  • Naučí se rekurzivní a nerekurzivní zápisy základních algoritmů.
  • Seznámí se s různými variantami vyhledávacích tabulek a porozumí jejich vlastnostem.
  • Naučí se vytvářet a analyzovat algoritmy vyhledávání a řazení.
  • Student se naučí odborné terminologii v českém i anglickém jazyce.
  • Student se naučí vytvářet malé projekty v malém týmu.
  • Student se naučí prezentaci a obhajobě výsledků v malém projektu.
  • Student porozumí významu metod dokazování správnosti programů a tvorby dokázaných programů.

Použití předmětu ve studijních plánech

Program BPC-TLI: Telekomunikační a informační systémy, bakalářský, volitelný

Program BPC-IBE: Informační bezpečnost, bakalářský, volitelný

Program B-MAI-P: Matematické inženýrství, bakalářský, volitelný

Program BPC-AMT: Automatizační a měřicí technika, bakalářský, volitelný

Program BPC-NCP: Návrh čipů a moderní polovodičové technologie, bakalářský, volitelný

Program BPC-MET: Mikroelektronika a technologie, bakalářský, volitelný

Program BPC-EKT: Elektronika a komunikační technologie, bakalářský, volitelný

Program BPC-SEE: Silnoproudá elektrotechnika a elektroenergetika, bakalářský, volitelný

Program BPC-AUD: Audio inženýrství, bakalářský
specializace AUDB-TECH: Zvuková technika, volitelný

Program BPC-AUD: Audio inženýrství, bakalářský
specializace AUDB-ZVUK: Zvuková produkce a nahrávání, volitelný

Program BIT: Informační technologie, bakalářský
specializace BITP: Informační technologie, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

39 hod., nepovinná

Osnova


  1. Přehled datových struktur. Časová složitost algoritmů.

  2. Abstraktní datový typ a jeho specifikace. Specifikace, implementace a použití ADT seznam.

  3. Specifikace, implementace a použití ADT zásobník, fronta, vzhledávací tabulka. Vyčíslení výrazů s použitím zásobníku.

  4. Algoritmy nad binárním stromem.

  5. Vyhledávání, sekvenční, v poli, binární vyhledávání, binární vyhledávací stromy, AVL strom.

  6. Stromy s více klíči ve vrcholech. Vyhledávání v tabulkách s rozptýlenými položkami.

  7. Řazení, principy, bez přesunu položek, s vícenásobným klíčem.

  8. Známé metody řazení polí I

  9. Vyhledávání v textu.

  10. Rekurze a dynamické programování.

  11. Grafové algoritmy.

  12. Dokazování správnosti programů.

Projekt

13 hod., povinná

Osnova


  • Dvě domácí úlohy – implementace operací vybraných ADT.

  • Projekt s miniobhajobou skupiny studentů.