INF3105 - Structures de données et algorithmes
Plan de cours Hiver 2021
Version PDF du plan de cours
Site web du cours: http://ericbeaudry.uqam.ca/INF3105/
Responsable(s) du cours
Coordination
| Beaudry, Éric |
| PK-4635 |
| beaudry.eric@uqam.ca |
| http://ericbeaudry.ca/ |
Enseignement
|
Objectifs
Approfondir les connaissances des structures de données et des algorithmes et les appliquer à la résolution de problèmes.
Description
Rappels sur les types abstraits de données. Analyse et complexité des algorithmes. Abstractions de données et de contrôle. Collections et les structures de données nécessaires à leurs réalisations. Arbres équilibrés, tables de hachage, graphes. Bibliothèques publiques ou normalisées.
Ce cours comporte une séance obligatoire de laboratoire (2 heures).
Préalables académiques
- INF1132 – Mathématiques pour l’informatique ou MAT1060 – Mathématiques algorithmiques
- INF2120 – Programmation II
Méthodologie pédagogique
Le cours se déroulera exclusivement à distance. Aucune activité en présentiel n’est prévue conformément aux directives émises à https://covid.uqam.ca/.
Toute l’information nécessaire au cours sera diffusée sur le site web du cours http://cria2.uqam.ca/INF3105. À l’occasion des changements seront notifiés par courriel à l’adresse de diffusion normalisée 211-INF3105-010@uqam.ca.
Enseignement du contenu en ligne
L’enseignement en ligne se fera entièrement à travers des lectures personnelles et des visionnements de capsules vidéos. À l’exception d’exercices complémentaires, aucun nouveau contenu ne sera présenté durant les périodes étiquetées «cours magistral» à l’horaire. Les périodes de «cours magistral» seront converties en séances de consultation et d’exercices.
Dans le calendrier dans le site web du cours, on y retrouve le contenu détaillé pour chaque semaine. Dans la colonne «contenu», on pourra accéder aux diapositives et aux capsules vidéos du cours. Ce contenu sera essentiellement le même que celui qui aurait été présenté en classe dans un enseignement en présentiel. D’autres documents pertinents, comme des exercices complémentaires, seront ajoutés. Dans la colonne «lectures» du calendrier, les lectures obligatoires sont indiquées en gras. Il s’agit de sections à lire dans les notes de cours (voir médiagraphie).
À chaque semaine, les étudiantes doivent visionner les capsules vidéos et faire les lectures. Bien que les capsules et les lectures présentent essentiellement les mêmes éléments, certains contenus seront uniquement présentés dans les capsules, et d’autres seulement dans les notes de cours. Il est important de faire les deux, car les lecteurs et vidéos sont des ressources complémentaires. Il est recommandé de faire les lectures avant les visionnements.
L’enseignante s’attend à ce que les étudiants fassent leurs lectures et visionnements avant chaque séance de consultation, à l’exception de la première semaine. Durant les séances de consultation via Zoom (lundi 18h00), les étudiants pourront poser des questions.
L’enseignante peut refuser de répondre à un étudiant si ce dernier ne semble pas avoir fait ses lectures et visionnements préalables. En effet, les séances de consultation ne doivent pas servir à répéter le contenu des capsules et des lectures. Les consultations visent principalement à apporter des précisions et éclaircissements. À l’occasion, pour dynamiser l’interaction avec le groupe, l’enseignante proposera des exercices dirigés.
Laboratoires
Le cours comporte une séance de laboratoire de 2 heures par semaine. Les laboratoires commencent dès la première semaine. L’énoncé de chaque laboratoire sera disponible dans le site Web du cours. Les énoncés de laboratoire étant généralement assez bien détaillés, la majorité des tâches peuvent être réalisées de façon autonome.
Un accompagnement aux laboratoires sera offert par une démonstratrice ou un démonstrateur. Pour chaque laboratoire, cette personne présentera au groupe le déroulement de l’activité et les tâches proposées. Cette présentation sera parfois faite en direct via Zoom et parfois dans des capsules vidéos préenregistrées. Dans les deux cas, la personne démonstratrice demeurera disponible durant les deux heures de laboratoire via Zoom. Pour certains laboratoires, une solution pourra être présentée.
Participation à distance via Zoom
Les étudiants seront appelés à participer au cours à distance via la plateforme Zoom. Les numéros de salle sont indiqués dans le site web du cours. Un mot de passe pourrait être requis pour entrer dans les salles Zoom. Dans le cas échéant, ce mot de passe vous sera communiqué par courriel.
Durant les séances de consultation et de laboratoire, les étudiants doivent s’identifier adéquatement avec leur prénom et nom tels qu’ils apparaissent au dossier étudiant. Afin d’assurer un bon déroulement, les étudiants sont invités à respecter des règles de bienséance, comme de désactiver son microphone lorsqu’on n’intervient pas, de lever la main et d’attendre son tour avant d’intervenir, etc. L’activation de la caméra est également attendue, au moins lors des interventions. L’accès aux salles Zoom peut être refusé si ces directives ne sont pas suivies. Les séances de consultation ne seront pas enregistrées, à moins que le groupe ne le demande, et ce, de façon unanime.
Contenu
Introduction et rappels. Types abstraits de données. Abstraction. Encapsulation. Principes généraux de génie logiciel : qualités d’un logiciel, modularité et généricité.
Introduction au langage C++. Fichiers d’entête et sources. Compilation. Fondements du langage. Mots-clés. Types de base. Instructions de contrôle d’exécution. Variables et leur portée. Pointeurs et références. Énoncés et expressions. Tableaux. Fonctions. Opérateurs. Entrées et sorties. Bibliothèque standard. Gestion de la mémoire. Programmation orientée objet en C++ et mécanisme de classe. Mécanisme de gabarits (templates) en C++. Style.
Analyse et complexité des algorithmes. Complexité temporelle et spatiale. Notation grand O. Analyse empirique. Analyse asymptotique. Analyse du pire cas, cas moyen et analyse amortie. Études de cas: Algorithmes de tri.
Structures de données linéaires. Tableaux génériques. Piles. Files. Listes simplement et doublement chaînées. Itérateurs de liste.
Structures de données avancées. Arbres : définitions, représentations, parcours, etc. Arbres binaires de recherche. Arbres équilibrés. Arbres AVL. Arbres rouge-noir. Itérateurs d’arbres binaires de recherche. Dictionnaires. Arbres B. Monceaux (heap). Files prioritaires. Arbres spécialisés : arbres d’intervalles, arbre d’expressions.
Tables de hachage. Adressage dispersé. Tables de hachage. Collisions et leur gestion.
Bibliothèques normalisées. Survol de bibliothèque standard de C++ (libstdc++). Aperçu des structures de conteneur dans la libstdc++ et l’API Java (Java Collections).
Graphes. Définitions. Représentations. Parcours de graphe: recherche en profondeur, recherche en largeur. Extraction de composantes connexes et fortement connexes. Algorithme de Tarjan. Algorithmes de Dijkstra et de Floyd-Washall. Arbre de recouvrement minimal. Algorithmes de Kruskal et de Prim-Jarnik.
Calendrier
Le calendrier complet est détaillé dans le site Web du cours.
Modalités d’évaluation
Éléments d’évaluation
| Description sommaire | Pondération |
|---|---|
| Quiz (meilleur de 2) | 5 % |
| Examen mi-session | 20 % |
| Examen final | 25 % |
| TP 1 | 15 % |
| TP 2 | 15 % |
| TP 3 | 15 % |
| Laboratoires (participation) | 5 % |
Les dates seront convenues dans l’entente d’évaluation.
Examens et quiz en ligne
Les examens et quiz se dérouleront à distance, via Internet, durant les périodes indiquées à l’horaire. Il sera uniquement possible de répondre aux questions durant ces périodes. Ces périodes seront respectivement de 3 heures et d’une heure pour les examens et quiz.
Chaque étudiant a la responsabilité de s’assurer de la fiabilité de son matériel informatique et de son service Internet durant les examens et quiz. Des difficultés techniques ne seront pas considérées comme un motif valable pour obtenir une reprise d’examen. Les étudiants sont invités à prévoir un plan de contingence en cas de panne électrique ou de service Internet, comme de charger sa batterie d’ordinateur portable avant l’examen et de prévoir une connexion Internet via son téléphone cellulaire.
En cas de panne d’électricité empêchant l’évaluation, l’étudiant doit immédiatement signaler la panne par courriel ou par téléphone à son enseignant. Ce dernier vérifiera la panne auprès d’Hydro-Québec depuis le site https://pannes.hydroquebec.com/pannes/ ! L’adresse déclarée au dossier étudiant doit être vue en panne. En cas de panne Internet empêchant l’évaluation, l’étudiant devra demander à son fournisseur de service de confirmer la panne à son enseignant.
Travaux d’équipes
Les travaux pratiques TP1 et TP2 doivent être réalisés seuls ou en équipe de deux. Lorsqu’un TP est réalisé en équipe, tous les membres de l’équipe doivent participer à toutes les parties du travail. Aucune équipe de trois ne sera permise. Le TP3 doit être réalisé seul. En cas de doute sur l’originalité des travaux, un test oral sera exigé.
Une pénalité de retard de 5% par heure de retard sera appliquée pour les travaux pratiques. Après 20 heures de retard, la note de zéro est automatiquement appliquée.
Laboratoires
Chaque laboratoire sera évalué par un bref questionnaire à choix multiple. Il sera possible de remplir le questionnaire jusqu’à 7 jours après le début de la période de laboratoire. Les 10 meilleures notes seront conservées.
Double seuil de passage
Pour obtenir une note de passage (D ou mieux), l’étudiant doit obtenir au moins 50% dans la moyenne cumulée aux examens et quiz, et aussi 50% dans la moyenne cumulée aux travaux pratiques et laboratoires. Si l’un de ces seuils n’est pas atteint, la mention échec (E) sera automatiquement attribuée au cours, et ce, quelles que soient les notes pouvant avoir été obtenues dans l’autre partie. Toutefois, obtenir 50 % ou plus aux examens et aux travaux pratiques ne garantit pas l’obtention d’une note de passage (D ou mieux). La qualité du français est sujette à évaluation.
Support et Aide académique
En plus des séances de consultation et de laboratoire, d’autres mesures d’aide seront offertes. Un auxiliaire d’enseignement sera disponible pour de l’aide technique sur le langage C++. L’équipe du cours tentera aussi de répondre aux questions sur le canal INF3105 du Mattermost du Département d’informatique (https://mattermost.info.uqam.ca/forum/channels/inf3105). Les moniteurs de programmes du département peuvent également aider les étudiants (voir http://info.uqam.ca/aide/).
Matériel requis
Pour ce cours, vous aurez besoin d’un ordinateur muni d’une caméra web et d’une connexion à Internet.
Médiagraphie
[1] Beaudry, Éric. Notes de cours : INF3105 – Structures de données et algorithmes. (obligatoire)
[2] Goodrich, M.T., Tamassia, R., Mount, D.. Data Structures & Algorithms in C++ (Second Edition). Wiley, 2011, 714 pages. (recommandé)
[3] Bjarne Stroustrup. A Tour of C++ (Second Edition). Addison-Wesley, 2018. (recommandé)
[4] Leiserson Cormen et Stein Rivest. Introduction to Algorithms, Third Edition. MIT Press, 2009. (complémentaire)
Participation à un cours ou à une activité d’enseignement en ligne
Lors d’un cours ou d’une activité d’enseignement en ligne, le personnel enseignant peut décider, selon le cas, de procéder à l’enregistrement audio ou audiovisuel du cours ou de l’activité d’enseignement. Le personnel enseignant peut partager l’enregistrement uniquement à son groupe-cours.
En cas d’enregistrement, l’étudiante, l’étudiant sera informé au début de la séance.
Il est de la responsabilité de l’étudiante, de l’étudiant de désactiver son microphone et/ou sa caméra s’il ne souhaite pas être enregistré.
À défaut de désactiver son microphone et/ou sa caméra, l’étudiante, l’étudiant consent à l’enregistrement audio ou audiovisuel, à la conservation, à la rediffusion et à l’utilisation de l’enregistrement de son nom, de sa voix et de son image dans le cadre du cours ou de l’activité en ligne. L’étudiante, l’étudiant reconnaît ne détenir aucun droit dans l’enregistrement.
Sauf avec l’autorisation expresse écrite du personnel enseignant, il est interdit de reproduire, d’enregistrer, de publier, de diffuser, de communiquer ou de partager, par quelque moyen que ce soit, tout ou partie de l’enregistrement d’un cours ou d’une activité d’enseignement en ligne de même que tout matériel pédagogique s’y rattachant.
Une étudiante, un étudiant qui contrevient à ce qui précède s’expose aux sanctions prévues dans les règlements et politiques de l’UQAM ou à tout recours légal, notamment en vertu de la Loi sur le droit d’auteur.
Monitorat de programme
Le département d’informatique offre un service de monitorat gratuit s’adressant plus particulièrement aux étudiant.e.s du baccalauréat et du certificat en informatique. Il concerne principalement les cours de base comme INF1070, INF1120, INF1132, INF2120 et INF2171, mais, selon la connaissance du moniteur ou de la monitrice, un support dans d’autres cours peut également être offert.
Objectifs
Permettre aux étudiant.e.s de :
- Bénéficier d’un encadrement par les pairs ;
- Recevoir un suivi personnalisé en cas de difficulté ;
- Profiter d’un soutien supplémentaire à la matière vue en classe ;
- Obtenir un support technique sur les technologies, les outils, les bibliothèques et les cadriciels utilisés dans les cours (installation, configuration, utilisation)
Informations
- Voir https://info.uqam.ca/aide/ pour la grille horaire et tous les détails
- Le service est généralement disponible à partir de la deuxième semaine
- D’autres plages horaires pourraient être ajoutées en cours de session selon les besoins
- Clavardage en direct: ~monitorat-de-programme (Mattermost)
Politique d’absence aux examens
Reprise d’examen
L’autorisation de reprendre un examen en cas d’absence est de caractère exceptionnel. Pour obtenir un tel privilège, l’étudiant-e doit avoir des motifs sérieux et bien justifiés.
Conflits d’horaire
Il est de la responsabilité de l’étudiant.e de ne pas s’inscrire à des cours qui sont en conflit d’horaire, tant en ce qui concerne les séances de cours ou d’exercices que les examens. De tels conflits d’horaire ne constituent pas un motif justifiant une demande d’examen de reprise.
Procédure
L’étudiant.e absent.e lors d’un examen doit, dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la date de l’examen, présenter une demande de reprise en utilisant le formulaire prévu, disponible sur http://info.uqam.ca/politiques.
L’étudiant.e doit déposer le formulaire dûment complété au secrétariat de la direction de son programme d’études :
- PK-3150 pour les programmes de premier cycle
- PK-4150 pour les programmes de cycles supérieurs
Pièces justificatives
Dans le cas d’une absence pour raison médicale, l’étudiant.e doit joindre un certificat médical original et signé par le médecin décrivant la raison de l’absence à l’examen. Les dates d’invalidité doivent être clairement indiquées sur le certificat. Une vérification de la validité du certificat pourrait être faite. Dans le cas d’une absence pour une raison non médicale, l’étudiant.e doit fournir les documents originaux expliquant et justifiant l’absence à l’examen ; par exemple, lettre de la Cour en cas de participation à un jury, copie du certificat de décès en cas de décès d’un proche, etc. Toute demande incomplète sera refusée. Si la direction du programme d’études de l’étudiant.e constate qu’un.e étudiant.e a un comportement récurrent d’absence aux examens, l’étudiant.e peut se voir refuser une reprise d’examen.
Pour plus d’informations
Consulter la page http://info.uqam.ca/politiques.
Règlement numéro 18 sur les infractions de nature académique (extraits)
Tout acte de plagiat, fraude, copiage, tricherie ou falsification de document commis par une étudiante, un étudiant, de même que toute participation à ces actes ou tentative de les commettre, à l’occasion d’un examen ou d’un travail faisant l’objet d’une évaluation ou dans toute autre circonstance, constituent une infraction au sens de ce règlement.
La liste non limitative des infractions est définie comme suit :
la substitution de personnes;
l’utilisation totale ou partielle du texte d’autrui en la faisant passer pour sien ou sans indication de référence;
la transmission d’un travail pour fins d’évaluatiion alors qu’il constitue essentiellement un travail qui a déjà été transmis pour fins d’évaluation académique à l’Université ou dans une autre institution d’enseignement, sauf avec l’accord préalable de l’enseignante, l’enseignant;
l’obtention par vol, manoeuvre ou corruption de questions ou de réponses d’examen ou de tout autre document ou matériel non autorisés, ou encore d’une évaluation non méritée;
la possession ou l’utilisation, avant ou pendant un examen, de tout document non autorisé;
l’utilisation pendant un examen de la copie d’examen d’une autre personne;
l’obtention de toute aide non autorisée, qu’elle soit collective ou individuelle;
la falsification d’un document, notamment d’un document transmis par l’Université ou d’un document de l’Université transmis ou non à une tierce persone, quelles que soient les circonstances;
la falsification de données de recherche dans un travail, notamment une thèse, un mémoire, un mémoire-création, un rapport de stage ou un rapport de recherche;
Les sanctions reliées à ces infrations sont précisées à l’article 3 du Règlement no 18.
Les règlements concernant le plagiat seront strictement appliqués. Pour plus de renseignements :
Politique no 16 visant à prévenir et combattre le sexisme et les violences à caractère sexuel
Les violences à caractère sexuel se définissent comme étant des comportements, propos et attitudes à caractère sexuel non consentis ou non désirés, avec ou sans contact physique, incluant ceux exercés ou exprimés par un moyen technologique, tels les médias sociaux ou autres médias numériques. Les violences à caractère sexuel peuvent se manifester par un geste unique ou s’inscrire dans un continuum de manifestations et peuvent comprendre la manipulation, l’intimidation, le chantage, la menace implicite ou explicite, la contrainte ou l’usage de force.
Les violences à caractère sexuel incluent, notamment :
- la production ou la diffusion d’images ou de vidéos sexuelles explicites et dégradantes, sans motif pédagogique, de recherche, de création ou d’autres fins publiques légitimes;
- les avances verbales ou propositions insistantes à caractère sexuel non désirées;
- la manifestation abusive et non désirée d’intérêt amoureux ou sexuel;
- les commentaires, les allusions, les plaisanteries, les interpellations ou les insultes à caractère sexuel, devant ou en l’absence de la personne visée;
- les actes de voyeurisme ou d’exhibitionnisme;
- le (cyber) harcèlement sexuel;
- la production, la possession ou la diffusion d’images ou de vidéos sexuelles d’une personne sans son consentement;
- les avances non verbales, telles que les avances physiques, les attouchements, les frôlements, les pincements, les baisers non désirés;
- l’agression sexuelle ou la menace d’agression sexuelle;
- l’imposition d’une intimité sexuelle non voulue;
- les promesses de récompense ou les menaces de représailles, implicites ou explicites, liées à la satisfaction ou à la non-satisfaction d’une demande à caractère sexuel.
Pour consulter la politique no 16
https://instances.uqam.ca/wp-content/uploads/sites/47/2018/05/Politique_no_16.pdf
Pour obtenir de l’aide, faire une divulgation ou une plainte
Bureau d’intervention et de prévention en matière de harcèlement
514-987-3000, poste 0886
Pour obtenir la liste des services offerts à l’UQAM et à l’extérieur de l’UQAM
Soutien psychologique (Services à la vie étudiante)
514-987-3185
Local DS-2110
CALACS Trêve pour Elles – point de services UQAM
514 987-0348
calacs@uqam.ca
http://trevepourelles.org
Service de la prévention et de la sécurité
514-987-3131
Politique no 44 d’accueil et de soutien des étudiant.e.s en situation de handicap
Politique
Par sa politique, l’Université reconnait, en toute égalité des chances, sans discrimination ni privilège, aux étudiant.e.s en situation de handicap, le droit de bénéficier de l’ensemble des ressources du campus et de la communauté universitaire, afin d’assurer la réussite de leurs projets d’études, et ce, dans les meilleures conditions possibles. L’exercice de ce droit est, par ailleurs, tributaire du cadre réglementaire régissant l’ensemble des activités de l’Université.
Responsabilité de l’étudiant.e
Il incombe aux étudiant.e.s en situation de handicap de rencontrer les intervenant.e.s (conseiller.ère.s à l’accueil et à l’intégration du Service d’accueil et de soutien des étudiant.e.s en situation de handicap, professeur.e.s, chargé.e.s de cours, direction de programmes, associations étudiantes concernées, etc.) qui pourront faciliter leur intégration à la communauté universitaire ou les assister et les soutenir dans la résolution de problèmes particuliers en lien avec les limitations entraînées par leur déficience.
Service d’accueil et de soutien aux étudiant.e.s en situation de handicap
Le Service d’accueil et de soutien aux étudiant.e.s en situation de handicap (SASESH) offre des mesures d’aménagement dont peuvent bénéficier certains étudiant.e.s. Il est fortement recommandé aux de se prévaloir de ces services afin de réussir ses études, sans discrimination. Pour plus d’information, visiter le site de ce service : https://vie-etudiante.uqam.ca/etudiant-situation-handicap/nouvelles-ressources.html et celui de la politique institutionnelle d’accueil et de soutien aux étudiant.e.s en situation de handicap : https://instances.uqam.ca/wp-content/uploads/sites/47/2018/05/Politique_no_44.pdf
Il est important d’informer le SASESH de votre situation le plus tôt possible :
- En personne : 1290, rue Saint-Denis, Pavillon Saint-Denis, local AB-2300
- Par téléphone : 514 987-3148
- Par courriel : situation.handicap@uqam.ca
- En ligne : https://vie-etudiante.uqam.ca/