% INF3105 — Structures de données et algorithmes % UQAM — Département d'informatique % Plan de cours — Hiver 2021 * Horaires, locaux et enseignants: * Site web du cours: Responsable(s) du cours ======================= Coordination ------------ Beaudry, Éric PK-4635 Enseignement ------------- Porrier, Carole PK-4115 Groupes: 010 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 . Toute l'information nécessaire au cours sera diffusée sur le site web du cours . 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 ! 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 (). Les moniteurs de programmes du département peuvent également aider les étudiants (voir ). 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)