Het eerstejaarsvak Algoritmiek is verplicht voor alle
studenten Informatica
en voor studenten die een dubbele propedeuse Wiskunde/Informatica doen.
Het vak levert 6 EC op.
Studenten Data Science and Artificial Intelligence /
Bioinformatica / Informatica en Econonie
Voor studenten Data Science and Artificial Intelligence,
studenten Bioinformatica en studenten Informatica en Economie
is er het vergelijkbare vak Algorithms and Data Structures
(met Python in plaats van C++).
Praktische informatie
Docent: Rudy van Vliet
te vinden op: kamer 140 van het Snellius
telefoon: 071-527 2876
email: rvvliet(at)liacs(dot)nl Assistenten werkcollege en practicum: Hanjo Boekhout,
Perri van den Berg, Rogier van den Burgh, Amber van den Broek,
Sara Kooistra, Rob Mourits, Steven van Popele.
Voor vragen over de programmeeropdrachten zijn zij bereikbaar via
het speciale emailadres algoritmiek@liacs.leidenuniv.nl
Onderwijsvorm: per week in principe twee uur hoorcollege,
twee uur werkcollege en twee uur practicum,
allemaal on-campus.
Collegetijden:
hoorcollege van Rudy van Vliet op dinsdag, 11.00-12.45 in de Sitterzaal
in het Oortgebouw (februari/maart)
en dinsdag,
13.15-15.00 in zaal 313
van het Snellius
(april/mei)
werkcollege van de assistenten,
op vrijdag,
13.15-15.00, in zaal 313
van het Snellius;
practicumbijeenkomst op woensdag, 13.15-15.00 in zalen 302-304, 303,
306-308, 307 en 309 van het Snellius
van 7 februari t/m 17 mei 2023.
Op woensdagmiddag 8 februari (Dies),
de week van 27 t/m 31 maart (tentamenweek),
en de vrijdagen 7 april (Goede Vrijdag) en 5 mei (bevrijdingsdag)
zijn er geen colleges/bijeenkomsten van dit vak.
De practicumbijeenkomst op 22 februari en het werkcollege op
17 februari 2023 vervallen.
In de loop van het semester zullen nog enkele ingeroosterde werkcolleges
vervallen.
Aanbevolen voorkennis
voor dit vak is het college
Programmeermethoden.
Het college dat op Algoritmiek aansluit heet
Datastructuren.
Dit wordt gegeven in het najaar (derde semester van de studie Informatica).
Inhoud van het vak
Algoritmiek gaat uiteraard over algoritmen.
Het vak behandelt diverse algemene algoritmische methoden voor het oplossen
van problemen, alsmede enkele bekende algoritmen zoals het algoritme van
Dijkstra. Elke methode wordt geillustreerd aan de hand van bekende of minder
bekende voorbeelden.
Probleemoplossingsmethoden die worden behandeld zijn o.a.:
toestand-actie-ruimte/state space tree
(als hulp bij het probleemoplossen),
brute force,
exhaustive search
(waaronder depth first search en breadth first search),
verdeel en heers,
backtracking,
dynamisch programmeren,
gretige algoritmen,
en branch-and-bound.
Verder kijken we bij veel algoritmen ook naar de tijdcomplexiteit
(om de efficientie van algoritmen te beschrijven en te vergelijken).
Voor globale informatie over het vak in studiejaar 2022-2023
wordt men verwezen naar de
algemene webpagina.
Doelstelling
Het leren toepassen van diverse probleemoplossingsmethoden.
Het leren en bestuderen van enige concrete algoritmen.
De bij het college behorende slides zijn hieronder nog te bekijken.
Programma
Het programma van colleges en werkcolleges
is hieronder nog te bekijken.
Voor elke week wordt vermeld welke onderwerpen aan de orde zijn
gekomen, met de bijbehorende hoofdstukken uit het boek en de gebruikte slides.
Op de laatste pagina van de slides staat overigens doorgaans ook welke
stof uit het boek bij het betreffende college hoort.
Ten slotte vind je hieronder de bij het werkcollege behandelde opgaven,
met (soms) antwoorden.
De tentamenstof bestaat uit: alles wat we gedurende het semester
bij hoorcollege, werkcollege en practicum behandelen.
Dit is in de loop van het semester opgebouwd op deze website,
in het bijzonder hierboven bij het programma.
Het wijkt weinig af van de tentamenstof van
het vak in voorjaar 2022.
Werkcollege
Tijdens het werkcollege zijn opgaven op papier gemaakt die aansluiten
bij de stof uit de hoorcolleges.
Deze opgaven zijn hierboven in de tabel opgenomen.
Practicumbijeenkomsten
In
week 3 (22 februari)
en elke week vanaf week 4 of 5
is een practicumbijeenkomst gepland.
De bijeenkomst in week 3 is voor het bomenpracticum, de andere
bijeenkomsten zijn bedoeld om, met assistentie, te werken aan
de programmeeropdrachten.
Practicumbijeenkomst week 3
Tijdens de practicumbijeenkomst in
week 3
wordt er een practicumopdracht rond een implementatie van binaire bomen
gedaan,
in de computerzalen van het Snellius.
Daarvoor kun je gebruik maken van het volgende
.zip.
Volg de volgende stappen om te beginnen:
Download het framework, en zet het in de gewenste directory
(niet online openen dus!)
Pak het framework uit
(onder Linux kan dat bijvoorbeeld met "unzip bomenpracticum.zip")
Ga naar de directory "bomenpracticum" (onder Linux kan dat bijvoorbeeld
met "cd bomenpracticum").
Bekijk het bestand "readmelinux.txt"
voor de precieze bedoeling en werking van het programma.
Je kunt het framework desgewenst ook in Codeblocks laden.
De opgaven staan hierboven in de tabel met het programma van colleges
en werkcolleges.
Bewerk "boom.cc" zoals aangegeven in de twaalf opgaven.
De liefhebbers kunnen ook zelf bomen maken om uit te proberen.
Zie voor de gewenste codering van de bomen het bestand
"readmelinux.txt".
Programmeeropdrachten
Bij het vak horen drie programmeeropdrachten in de programmeertaal C++,
in elk waarvan een besproken oplossingsmethode toegepast moet worden
om een gegeven probleem op te lossen.
De opdrachten moeten alle drie voldoende zijn
(>=5.5). Programmeerwerk mag in tweetallen worden gemaakt.
De opdrachten dienen op (of voor) de deadlines te worden ingeleverd.
Eventueel mag (uiterlijk) twee weken te laat worden ingeleverd,
maar dan gaat er voor iedere (gedeeltelijke) week 1 punt van het cijfer af.
Als plagiaat wordt geconstateerd, wordt hiervan melding
gemaakt bij de examencommissie, en wordt de beoordeling van
de opdracht voor die teams opgeschort, in afwachting van een oordeel
van de examencommissie.
Een mogelijke sanctie is dat beide teams geen cijfer krijgen en ook geen
mogelijkheid krijgen om de opdracht nog in hetzelfde collegejaar af te
ronden.
Studenten die in een eerder studiejaar alle drie programmeeropdrachten
hebben afgerond,
hoeven het programmeerwerk dit jaar niet opnieuw te doen.
Deelresultaten blijven niet automatisch geldig.
Zie ook het paragraafje `Cijfers uit eerdere jaren' verderop.
Meer informatie, zoals over het schrijven van het verslag in LaTeX en
over het werken op de huisuil,
is hier
te vinden.
Alle opdrachten zijn nagekeken.
Iedereen heeft de beoordeling van zijn/haar inzending ontvangen.
De resulterende cijfers staan
in Brightspace.
Hierbij geldt de volgende
legenda.
Toetsing
Drie programmeeropdrachten in de loop van het semester, en schriftelijk
tentamen aan het eind van het semester. Het minimumcijfer voor elke
programmeeropdracht is 0, het minimumcijfer voor het tentamen is 1.
Zowel tentamen als (alle) programmeeropdrachten moeten voldoende
(>=5.5) zijn. In dat geval is het eindcijfer van het vak een gewogen
gemiddelde van de cijfers voor het tentamen (twee derde)
en de programmeeropdrachten (samen een derde).
Als het tentamencijfer minder dan 5.5 is, is het tentamencijfer tevens
het eindcijfer. Als het tentamen voldoende is, maar niet alle
programmeeropdrachten voldoende zijn, volgt er nog geen eindcijfer.
In dit laatste geval
blijft het voldoende tentamencijfer staan totdat het programmeerwerk is
afgerond (zie ook het paragraafje `Cijfers uit eerdere jaren' hieronder).
Cijfers uit eerdere jaren
Wie in een eerder jaar het tentamen wel heeft gehaald, maar het practicum
nog niet heeft afgerond, kan het (voldoende) tentamencijfer meenemen
naar dit jaar.
Wie, omgekeerd, in een eerder jaar het practicum (alle drie de opdrachten)
heeft afgerond, maar het tentamen nog niet heeft gehaald, kan
het gemiddelde practicumcijfer meenemen naar dit jaar.
Wie in een eerder jaar (of meerdere jaren)
één of twee losse opdrachten heeft afgerond,
kan de cijfers daarvoor niet per se meenemen naar dit jaar.
Het kan wel standaard met de cijfers voor de volgende opdrachten:
opdracht 1 2017,
opdracht 1 2018, opdracht 2 2018,
opdracht 1 2019, opdracht 2 2019, opdracht 3 2019,
opdracht 1 2020, opdracht 2 2020,
opdracht 1 2021, opdracht 2 2021, opdracht 3 2021,
opdracht 1 2022, opdracht 2 2022, opdracht 3 2022.
Ouderejaars die zich afvragen of ze cijfers van andere opdrachten mee mogen
nemen,
moeten contact opnemen met de docent: rvvliet(at)liacs(dot)nl.
Wanneer deelresultaten uit een eerder jaar geldig blijven, is het
niet nodig en
niet de bedoeling
om de betreffende opdracht(en) opnieuw te maken.
Je mag hoogstens één keer proberen om een reeds voldoende
deelresultaat te verbeteren.
Tentamens
Grafische/programmeerbare rekenmachines zijn niet toegestaan tijdens
het tentamen.
Er zijn twee tentamens geweest, allebei on-campus:
Eerste tentamen: maandagmiddag 12 juni 2023, 13.00-16.00
in het Universitair Sportcentrum.
Hertentamen: maandagmiddag 17 juli 2023,
13.00-16.00 uur
eveneens in het Universitair Sportcentrum.
Beide tentamens zijn nog terug te vinden in de lijst met oude tentamens
onderaan deze pagina. Van het eerste tentamen staat daar ook
een handgeschreven uitwerking van de docent.
Beide tentamens zijn nagekeken.
De cijfers, inclusief eindcijfers, staan in
Brightspace.
Hierbij geldt de volgende
legenda.
Vragenuur
Op vrijdagochtend 9 juni was er een vragenuur voor het tentamen.
Daarbij kon je de vragen stellen die opgekomen waren bij
het leren voor het tentamen.
Het vak Algoritmiek wordt al vele jaren gegeven.
De vorige keer was in het voorjaar van 2022. De website van die keer
vindt u hier.
U vindt daar ook nog meer oude tentamens.
Vragen en/of opmerkingen kunt u sturen naar:
Rudy van Vliet;
rvvliet(at)liacs(dot)nl
Laatste wijziging: 26 januari 2024
- https://liacs.leidenuniv.nl/~vlietrvan1/algoritmiek/
In het studiejaar 2022/2023 is
evenals in de voorgaande jaren
gebruik gemaakt van het volgende boek: Anany Levitin,
Introduction to The Design and Analysis of Algorithms,
third edition (Pearson, 2012).
Of de
internationale editie van hetzelfde boek
(ISBN: 978-0-273-76411-3).