Docente: Paolo Ferragina
Impegno: 12 CFU di cui 9 teoria/esercitazioni e 3 Laboratorio.
| Ricevimento studenti | |||
|---|---|---|---|
| Ferragina | 16-19 | Lunedì | Stanza 295, Dipartimento di Informatica |
| Orario delle Lezioni | |||
|---|---|---|---|
| Lunedì | 11-13 | A | Teoria |
| Martedì | 9-11 | A | Teoria |
| Mercoledì | 9-11 | A | Teoria |
| Giovedì | 11-13 | H | Laboratorio |
Si pregano gli studenti che dispongono di un portatile di portarlo in Laboratorio.
| Data | Tipo Prova | Documento | Note |
|---|---|---|---|
| 07/04/09 | 1° Compitino | testo e soluzione | |
| 25/05/09 | 2° Compitino | testo e soluzione | Possono partecipare soltanto gli studenti che hanno superato con successo (voto >= 18) il primo compitino. |
| 28/05/09 | Prova Lab | testo e soluzione | Possono partecipare soltanto gli studenti che hanno superato con successo (voto >= 18) entrambi i compitini. Laboratori H e M ore 16. |
| 10/06/09 | Appello 1 | testo dello scritto e prova di laboratorio con soluzione | Prova di Algoritmica ore 9, aule H,I,M,A1,L1. Chi supera la prova scritta, sosterrà la prova di laboratorio alle ore 15 dello stesso giorno, aule H e M. |
| 26/06/09 | Appello 2 | testo dello scritto e prova di laboratorio , casi di test | Prova di Algoritmica ore 9, aule A1,D1,E,H,M. Chi supera la prova scritta, sosterrà la prova di laboratorio alle ore 15 dello stesso giorno, aule H e M. |
| 14/07/09 | Appello 3 | testo dello scritto e prova di laboratorio | Prova di Algoritmica ore 9, aule A,E,H,M. Chi supera la prova scritta, sosterrà la prova di laboratorio alle ore 15 dello stesso giorno, aule H e M. |
| 11/09/09 | Appello 4 | testo dello scritto e prova di laboratorio | Prova di Algoritmica ore 9, aule A. Chi supera la prova scritta, sosterrà la prova di laboratorio alle ore 15 dello stesso giorno, aule H e M. |
| 11/01/10 | Appello 5 | testo dello scritto e prova di laboratorio | Prova di Algoritmica ore 9. Chi supera la prova scritta, sosterrà la prova di laboratorio alle ore 15 dello stesso giorno, aule H e M. |
| 11/01/10 | Appello 6 | testo dello scritto e prova di laboratorio |
Emacs), e il compilatore gcc, sono sufficienti per apprendere e testare le varie nozioni algoritmiche e di coding che verranno discusse in Laboratorio. I programmatori più esperti potranno eventualmente utilizzare un framework di sviluppo come Eclipse esteso con il suo plug-in Eclipse C/C++ Development Tooling. Per chi si trova a operare sotto Windows suggeriamo il compilatore e il debugger disponibili con MinGW, e consigliamo di istallare i 3 componenti suddetti secondo la sequenza: Eclipse-MinGW-CDevTool. Il consiglio è però quello di adoperare la combinazione minimale editor+gcc al fine di non perdersi nei meandri e nelle opzioni dei vari tools (non necessari per AIL), per concentrarsi soltanto sugli aspetti di coding degli algoritmi.qsort-based e multi-key quicksort.| Data | Argomento | Rif. Biblio |
|---|---|---|
| 23/2/09 | Laboratorio: richiami di linguaggio C. Editing, compilazione, debugging. | C code |
| 24/2/09 | Laboratorio: richiami di linguaggio C. Istruzioni varie e operatori, printf, scanf, vettori | Cap. 2-3, 7.1-7.4 di [KR], C code |
| 26/2/09 | Laboratorio: richiami di linguaggio C. Puntatori, funzioni e passaggio parametri | Cap. 5 di [KR], slides, C code |
| 27/2/09 | Laboratorio: richiami di linguaggio C. Allocazione dinamica della memoria (malloc), stringhe, vettori bidimensionali. Esercizio per casa: calcolo del bigramma di massima frequenza in una stringa. | Cap. 4 di [KR],slides, C code |
| 2/3/09 | Introduzione al corso: prerequisiti, definizione di algoritmo, modello RAM, problema formale e istanza, dimensione di una istanza, complessità in tempo e spazio, analisi asintotica al caso pessimo e caso medio, numero passi, confronto tra algoritmi. | Sez. 1.4 e 2.1 di [CGG] |
| 3/3/09 | Problema della sottosequenza di somma massima: algoritmi e analisi di complessità in tempo al caso pessimo. Classi P, NP e NP-completi (cenni). Risolvere vs Verificare. Un esempio di problema NP-Completo: Subset sum. | Sez. 2.3 di [CGG] |
| 4/3/09 | Problemi EXP-TIME. Problemi decidibili vs indecidibili. Tecnica della diagonalizzazione. Problema della fermata. | Sez. 1.1, 1.2, 1.2.1 e 1.3 di [CGG]. Non fare 1.2.2. |
| 5/3/09 | Laboratorio: Problema del Maggioritario: soluzione quadratica e lineare. Esercizio per casa: coding delle 3 soluzioni per il problema della “sottosequenza di somma massima”. | esercizi, testfile, C code |
| 9/3/09 | Notazione: O-grande, Omega-grande, o-piccolo, omega-piccolo e theta. Alcuni esercizi sulla notazione e sua interpretazione in termini di complessità di algoritmi e/o problemi. Introduzione al problema dell'ordinamento e algoritmo SelectionSort con analisi della complessità. | Sez. 2.2.1 e pag. 10 dell'appendice dell'errata corrige di [CGG]. |
| 10/3/09 | Insertion Sort: proprietà e complessità. Limiti inferiori: tecnica della dimensione dell'input, tecnica dell'albero delle decisioni. Esempi: min/max, ricerca di una chiave, ordinamento. Problema della ricerca di una chiave: scansione e ricerca binaria (iterativa e ricorsiva). | Sez. 2.2.2 e 2.3.1 e 2.4 di [CGG]. Studiare anche questo approfondimento dal libro di F. Luccio “La struttura degli algoritmi” (Boringhieri, 1982). |
| 11/3/09 | Tecnica “divide et impera”. Relazioni di Ricorrenza e teorema per la loro risoluzione (con dimostrazione). Risoluzione ricorsiva del problema “del massimo” e analisi di complessità. MergeSort: algoritmo, proprietà, e analisi della complessità. | Sez. 2.5.1 e 2.5.3 di [CGG], con teorema e sua dimostrazione alle pagine 10-11 dell'Errata Corrige. |
| 12/3/09 | Laboratorio: Lettura di un array da tastiera senza conoscerne la lunghezza: tecnica del doubling. Calcolo del numero di elementi distinti in un array ordinato. Esercizio per casa: coding di Selection Sort e Insertion Sort. | esercizi, testfile, C code |
| 16/3/09 | Moltiplicazione veloce di due interi di n cifre. Esercizi sul calcolo della complessità di algoritmi ricorsivi. Calcolo del numero x di occorrenze di un elemento in un vettore parzialmente ordinato di lunghezza n: soluzione O(n), soluzione di costo O(log n + x), soluzione di costo O(logn). | Sez. 2.5.2 |
| 17/3/09 | Quicksort: proprietà, analisi della complessità (caso medio, ottimo e pessimo) e considerazioni pratiche. Due tecniche di “distribuzione. qsort del C come quicksort + insertionSort | Sez. 2.5.4 e per altra tecnica di distribuzione (oltre al codice 2.14) studiare anche questi appunti |
| 18/3/09 | Quicksort randomizzato. QuickSelect. Genera Binarie. Genera Permutazioni. | Sez. 1.2.2 |
| 19/3/09 | Laboratorio: Implementazione del Quick Sort. Esercizio per casa: coding del Quicksort con three-way partition. | esercizi, C code |
| 23/3/09 | Programmazione dinamica e ricorsione con tabulazione (memoization): esempio con i numeri di Fibonacci. Sottosequenza comune più lunga: regola ricorsiva. | Sez. 2.7 tutta |
| 24/3/09 | Programmazione dinamica: Sottosequenza comune più lunga (lunghezza) – metodo di riempimento della tabella per riga/colonna/diagonale. Calcolo di una sottosequenza comune avente la lunghezza massima, calcolo della tabella in spazio ridotto (due sole righe). Partizione di un insieme di interi: regola ricorsiva. | |
| 25/3/09 | Partizione di un insieme di interi: tabella e calcolo di una soluzione. Problemi NP-completi e algoritmi pseudo-polinomiali. Esercizio su “calcolo del minimo numero di caratteri da inserire in una stringa per renderla palindroma”. | |
| 26/3/09 | Laboratorio: Esercizi con qsort su array di interi e stringhe. Esercizio per casa: ricerca su un array di stringhe ordinate e esercizio Divide-et-impera. | esercizi, C code |
| 30/3/09 | Counting Sort ed esercizi. Esempio di calcolo della tabella per la sottosequenza comune più lunga tra due stringhe. | appunti prestando attenzione al fatto che nello pseudo-codice gli indici degli array iniziano da 1 |
| 31/3/09 | Esercizi su Divide-et-impera. Ordinamento dei suffissi di un testo con soluzione più che quadratica. | |
| 1/4/09 | Ordinamento dei suffissi di un testo con il qsort. Radix sort e analisi della complessità. | appunti |
| 2/4/09 | Multi-key Quicksort, e analisi della sua complessità. Fingerprint di Karp-Rabin, analisi, e suo uso nel problema del dizionario di stringhe. | appunti su Multi-key quicksort, prestare attenzione al fatto che le stringhe hanno indici da 1 invece che 0, e quindi in classe abbiamo messo l invece di l+1. Per quanto riguarda KR-fingerprint si legga questo estratto di libro. |
| 6/4/09 | Esercitazione pre-compitino. | |
| Challenge: E' dato un testo che contiene una sottostringa ripetuta due volte e di lunghezza circa 1600 caratteri. Tutte le altre sottostringhe che si ripetono in questo testo hanno una lunghezza inferiore a 300 caratteri. Progettare un algoritmo che scopre quella sottostringa e la stampa a video. Gruppi di lavoro: composti da al massimo 2 studenti. Codice: Utilizzare questo esempio di programma C per poter leggere il testo dal suddetto file. Come partecipare: La soluzione –frase ripetuta e codice dell'algoritmo in C– deve essere spedita via email a ferragina@di.unipi.it entro le ore 20:00 del 14 Aprile 2009. L'email deve avere soggetto “Challenge Corso A”, e deve riportare i nomi e le email degli studenti che l'hanno ottenuta. | Una possibile soluzione. Hanno partecipato con successo i gruppi: Ciccarelli-Miglianesi, Guelfi, Zanotto-Sabadin. | |
| 16/4/09 | Laboratorio: Le struct in C. Esercizio per casa: Leggere una stringa da stdin, costruire tutti i suoi k-grammi (dove k è passato come input), contare le loro frequenze, e poi ordinarli in ordine decrescente di frequenza. | Sez. 6.1-6.4 di [KR] e C code. |
| 20/4/09 | Le liste: definizione e codice C. Operazioni di ricerca per chiave e posizione, inserimento e cancellazione. Esercizio su: inclusione tra due liste. Il problema UNION-FIND e sua soluzione efficiente. | Sez. 3.1 e 3.4.1 |
| 21/4/09 | L'analisi ammortizzata: Union-Find, k-ricerche in un vettore, il contatore binario, array dinamico. L'analisi competitiva: Move-To-Front. | Sez. 3.4.2 e 3.4.3. |
| 23/4/09 | Laboratorio: Esercizi con le liste. Creazione di una lista e stampa dei suoi elementi. Ricerca in una lista e Move-To-Front. | esercizi C code |
| 27/4/09 | Algoritmi Greedy: Interval Scheduling e Codice di Huffman. | appunti su Interval Scheduling e appunti su Codice di Huffman |
| 28/4/09 | Codice di Huffman: esempio e dimostrazione di ottimalità. | |
| 29/4/09 | Tabelle hash: definizione, proprietà, gestione dei conflitti (liste di trabocco e indirizzamento aperto), con analisi della complessità al caso pessimo e al caso medio. | Sez. 5.1-5.3 |
| 30/4/09 | Laboratorio: Esercizi con le tabelle hash con gestione dei conflitti tramite liste di trabocco. | esercizi C code |
| 4/5/09 | Alberi: definizione, proprietà e algoritmi ricorsivi. Visite: anticipata, simmetrica, e posticipata. Operazioni dinamiche: inserimento e cancellazione di un nodo. | Tutta la sez. 4.1 |
| 5/5/09 | Alberi Binari di Ricerca: definizione, proprietà e algoritmi per la ricerca di una chiave, l'inserimento e la cancellazione di un nodo. | Sez. 5.4 |
| 6/5/09 | Alberi 1-bilanciati e alberi di Fibonacci. Alberi AVL e tecniche di bilanciamento: rotazione oraria e anti-oraria. | Sez. 5.4 |
| 7/5/09 | Laboratorio: Esercizi con alberi. | esercizi C code ulteriori esercizi sulle liste |
| 11/5/09 | Trie: definizione, proprietà, ricerca esatta/prefisso, inserimento di una chiave. Richiami di Code e Pile, con loro implementazione mediante array e lista. | Sez. 5.6.1, 7.1, 7.3 |
| 12/5/09 | La struttura dati Heap: definizione, proprietà, ricerca, Enqueue, Dequeue, decreaseKey, Heapify. | Sez. 8.1 e 8.2 |
| 12/5/09 | Esercitazione | |
| 13/5/09 | Costruzione Heap e heapsort. Grafi: terminologia e notazione. | Sez. 8.2.3 e 6.1 |
| 14/5/09 | Laboratorio: Esercizi su Heap e Alberi. E' stata descritta la modalità di svolgimento della prova di laboratorio, il file mainCompito.c, qui in allegato, contiene lo schema di codice C preliminare che verrà distribuito all'inizio di ogni prova. | esercizi, testfile |
| 18/5/09 | Grafi: rappresentazione e chiusura transitiva. Visita BFS. | Sez. 6.1.2, 6.1.3, 7.4.1 |
| 19/5/09 | Visita DFS. DAG e ordinamento topologico | Sez. 7.4.2, 7.5.1. Note dal libro Cormen et al, non fare le dimostrazioni del teo 22.7, 22.9 e 22.10. |
| 19/5/09 | Esercitazione | ore 16-18 aula E, ore 18-19 prova del sistema di sottomissione per la prova in Lab. |
| 20/5/09 | Componenti (fortemente) connesse | Sez. 7.5.2 |
| 21/5/09 | Ricevimento studenti | Ore 17, studio Ferragina |