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Xi’an University of Science and Technology

人工智能基础:数据结构与算法

Xi’an University of Science and Technology via XuetangX

Overview

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       在计算机学科中,“数据结构与算法”是一门研究非数值计算的程序设计问题中计算机的操作对象(数据元素)以及它们之间的关系和基本操作的学科,是人工智能(AI)的底层支撑。

AI系统需要处理大量数据(如图像、文本、音频等),高效的数据结构(如哈希表、树、图)能够优化数据的存储与检索,提升算法效率。例如:图结构用于知识图谱,树结构用于决策树算法。

许多经典AI算法(如搜索、排序、动态规划)直接依赖于数据结构与算法课程中的知识。例如:A*算法(路径规划)依赖于优先队列,KNN算法(分类)依赖于距离计算与搜索。

该慕课旨在将复杂的知识点简单化处理,运用通俗易懂的实例,采取文字、图片动态展现数据结构与算法执行过程,向学习者介绍基础的数据组织、算法设计、时间和空间效率的概念和通用分析方法。帮助学员学会数据的组织方法和一些典型算法的实现,能够针对问题的应用背景分析,选择合适的数据结构,从而培养高级程序设计的技能。

在课程教学过程中,坚持立德树人,挖掘课程的思政元素(比如:“一带一路”、“工匠精神”、”抓主要矛盾”),并将其融入教学过程,实现“知识传授与价值引领相结合”的课程教学目标。

课程分为四大模块:基本概念、线性结构、非线性结构、基本技术(排序和查找)。44个知识点,68个长度为10分钟左右的视频。基本概念部分重点讲述数据结构定义及相关术语、研究内容、算法评价方法,使学员明白数据结构是什么、学什么、怎么学数据结构;线性结构中重点讲述线性表、栈、队列、数组、广义表的逻辑特性、存储方法、基本操作的实现技巧及算法分析;非线性结构介绍树、图的逻辑特性、存储结构、基本算法的实现策略以及算法设计与分析;基本技术部分包括查找和排序两类经典技术。每个视频均附有相应的学习资料,每章均有典型题例,便于总结提高。

Syllabus

  • 第一章 绪论
    • 1.1 什么是数据结构
    • 1.2 基本概念介绍
    • 1.3 算法
    • 1.4 算法评价方法
  • 第二章 线性表
    • 2.1 线性表的定义及逻辑结构
    • 2.2 顺序表
    • 2.3 顺序表插入和删除
    • 2.4 单链表
    • 2.5 建立单链表
    • 2.6 单链表的插入和删除
    • 2.7 循环链表、双向循环链表
  • 第三章 栈与队列
    • 3.1 栈的定义及基本操作
    • 3.2 栈的存储结构
    • 3.3 栈与递归
    • 3.4 队列
  • 第四章 串
    • 4.1 串的定义与基本操作
    • 4.2 串的存储
    • 4.3 串的模式匹配算法
    • 第四章测试 串
  • 第五章 数组与广义表
    • 5.1 数组
    • 5.2 特殊矩阵压缩存储
    • 5.3 稀疏矩阵压缩存储
    • 5.4 广义表
  • 期中考试
    • 第六章 树与二叉树
      • 6.1 树基本概念
      • 6.2 二叉树基本概念
      • 6.3 二叉树的五条性质
      • 6.4 二叉树的存储结构
      • 6.5 二叉树的遍历
      • 6.6 遍历序列恢复二叉树
      • 6.7 二叉树的层次遍历
      • 6.8 树的存储
      • 6.9 树、森林二叉树
      • 6.10 哈夫曼树
    • 第七章 图
      • 7.1 图的基本术语
      • 7.2 图的存储
      • 7.3 图的遍历
      • 7.4 最小生成树
      • 7.5 最短路径
    • 第八章 查找算法
      • 8.1 查找的基本概念
      • 8.2 静态查找表
      • 8.3 二叉排序树
      • 8.4 哈希表
    • 第九章 排序算法
      • 9.1 排序的基本知识
      • 9.2 简单的排序方法
      • 9.3 先进的排序方法
    • 期末考试
      • 课程评价
        • 教材
          • 实验与学习指导
            • PPT
              • 第一章 绪论
              • 第二章 线性表
              • 第三章 栈与队列
              • 第四章 串
              • 第五章 数组与广义表
              • 第六章 树与二叉树
              • 第七章 图
              • 第八章 查找算法
              • 第九章 排序算法

            Taught by

            Xiaoyan Zhang, Xiaonan Shi, , , , , , and

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