INF3105 — Structures de données et algorithmes (UQAM)

INF3105 - Structures de données et algorithmes

Plan de cours Été 2023

Horaires, locaux et enseignants
Version PDF du plan de cours

Responsable(s) du cours

Coordination

Beaudry, Éric
PK-4635
beaudry.eric@uqam.ca
http://ericbeaudry.uqam.ca/

Enseignement

Malenfant, Bruno
PK-4115
malenfant.bruno@uqam.ca
Groupes: 030

Description

Objectifs

Approfondir les connaissances des structures de données et des algorithmes et les appliquer à la résolution de problèmes.

Sommaire du contenu

Modalité d’enseignement

Ce cours comporte une séance obligatoire de laboratoire (2 heures).

Préalables académiques

Contenu détaillé

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 tableau suivant présente la répartition du contenu du cours sur les 15 semaines de la session. La colonne Sections indique les numéros de sections à lire dans les notes de cours (voir référence [1] dans la médiagraphie).

Semaine Date Contenu Sections
1 2 mai Présentation du cours 1
Introduction à C++ 2
4 mai Lab 1
2 9 mai Introduction à C++ (suite)
Analyse et complexité algorithmique 3
11 mai Lab 2
3 16 mai Structures simples / Tableaux génériques 4
18 mai Lab 3
4 23 mai Structures simples / Rappels Files, Piles et Listes chaînées 5-7
Structures simples / Itérateurs de liste 7
Arbres / Définitions et structures 8.1-8.2
25 mai Lab 4
5 30 mai Arbres / Algorithmes de base 8.2-8.5
Arbres binaires de recherche 8.6-8.7
1er juin Lab 5
6 6 juin Arbres AVL 8.9
8 juin Lab 6
7 13 juin Itérateurs sur des arbres binaires de recherche 8.10
Dictionnaires (basés sur arbres AVL) 8.11
15 juin Lab 7
8 20 juin Arbres rouge-noir 8.12
22 juin Lab: Exercices de révision
9 27 juin Examen de mi-session
29 juin Lab 8
10 4 juillet Arbres B 8.13
6 juillet Lab 10
11 11 juillet Monceaux (heap) 9
Graphes 12
Graphes / Algorithmes de base 13.1
13 juillet Lab 10 13.2
12 18 juillet Graphes / Algorithme de Dijkstra 13.3
Graphes / Algorithme de Floyd-Warshall 13.3
20 juillet Lab 12
13 25 juillet Graphes / Arbres de recouvrement minimal 13.4
27 juillet Lab 13
14 1er août Tables de hachage 10
3 août Lab 1
15 8 août Examen final

Évaluation

Éléments d’évaluation

Le tableau suivant présente les éléments d’évaluations (à confirmer par l’Entente d’évaluation).

Description Date Pondération (%)
Quiz (meilleur de deux) Semaines 5 et 13 5
Examen mi-session 27 juin 20
Examen final 8 août 25
TP1 Semaines 3 à 7 15
TP2 Semaines 8 à 12 20
TP3 Semaines 12 à 15 15

La qualité de présentation est sujette à évaluation. Sans s’y limiter, cela inclut la qualité du code source, la qualité de la présentation et la qualité de la langue (français et anglais).

Travaux d’équipe

Tous les travaux pratiques 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. En cas de doute sur l’originalité des travaux, un examen oral sera exigé.

Politique de retard

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.

Seuil de passage

Pour obtenir une note de passage (D ou mieux), l’étudiant doit obtenir:

Si l’un de ces deux seuils n’est pas atteint, la mention échec (E) sera attribuée. Obtenir 50 % ou plus aux examens et aux travaux pratiques ne garantit pas l’obtention d’une note de passage (D ou mieux).

Attribution des notes

Les seuils des notes littérales (A+, A, A-, B+, …, D) sont déterminés en normalisant les notes numériques.

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)

Environnement logiciel

La compilation des travaux pratiques sera faite à l’aide du compilateur C++ de GCC (g++) version 11 sous Ubuntu Linux 22.04.

Monitorat de programme

Le département d’informatique offre un service gratuit d’aide à la réussite 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 :

Informations

Information sur les Services à la vie étudiante

Services

Les services à la vie étudiante accompagnent les étudiantes et les étudiants dans la réussite de leur parcours universitaire.

Bureau

Bureau des services-conseils (soutien psychologique, bien-être aux études, information scolaire et insertion professionnelle, orientation, emploi): pour prendre rendez-vous, communiquez au 514 987-3185 ou par courriel à services-conseil@uqam.ca.

Aide financière

Bureau de l’aide financière: pour prendre rendez-vous, écrivez à aidefinanciere@uqam.ca.

Bourses d’études

Concernant les bourses, pensez à consulter Le Répertoire institutionnel des bourses d’études (RIBÉ) et écrivez à bourse@uqam.ca pour toute question.

Informations générales

Consultez les informations et l’ensemble des coordonnées et services offerts par les Services à la vie étudiante à l’adresse suivante: vie-etudiante@uqam.ca.

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/repriseexamen/.

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 :

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 :

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

https://harcelement.uqam.ca

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 :