2024级--学期安排 (第一学期)
来自问题求解
基本要求
- 理解计算思维最核心的概念,了解计算的基本方法与局限。
- 接受基本的形式化训练,掌握抽象数学证明的基本方法。
- 程序设计能力。
考核方法
(以下考核方法可能会有变动)
所有形式的考核,均不准抄袭。
- 作业 (20%)
- 必须订正,否则分数极低,订正后的分数被采纳
- Open topics (10%)
- 每人至少做一次
- 做多次报告,取最高分
- 不做计 0 分
- OJ (20%)
- 期末笔试: (40%)
- 难度不高于平时训练,及格成绩由课外作业构成,进阶成绩由同难度未见习题构成
- 期末机试(10%)
指定教材
- DH: David Harel et al.: Algorithmics - The Spirit of Computing, 3rd ed. Addison-Wesley, 2004
- UD: Ulrich Daepp et al.: Reading, Writing, and Proving - A Closer Look at Mathematics, 2nd ed. Springer, 2010
- ES: Edward Scheinerman: Mathematics - A Discrete Introduction, 2nd ed. Brooks/Cole, 2005 (第24节:鸽巢原理)
- SM: Seymour Lipschutz and Marc Lipson: Theory and Problems of Discrete Mathematics, 3rd ed.
推荐参考资料与课外读物
- Walter Savitch-Problem Solving with C++-Addison Wesley (2014)
- Logicomix: An Epic Search for Truth, Apostolos Doxiadis, Christos Papadimitriou (2009 English Translation).
《疯狂的罗素:逻辑学与数学的奇幻之旅》,张立英(译),中国人民大学出版社,2018。
- Engines of Logic: Mathematicians and the Origin of the Computer. Davis, Martin (2000). New York: Norton.
《逻辑的引擎》,张卜天 (译),湖南科学技术出版社,第一推动丛书,2005。
- 《三次数学危机与数学悖论》,韩雪涛,人民邮电出版社。
第三部分:罗素悖论与第三次数学危机
学习周历
{ | border=1 ! 日期 ! 论题 ! 学习目的 ! 阅读材料 ! 引导要点 |- | style="width: 80px;" | | style="width: 250px;" |
- 1-1:为什么计算机能解题
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- 理解问题求解的基本过程
- 理解计算机中简单操作为什么能解决复杂问题
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- DH第1章
- UD第1章
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- 简单操作能够解决各种复杂问题的关键是算法
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- 1-2:什么样的推理是正确的
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- 掌握命题逻辑与谓词逻辑的基本推导方法
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- UD第2、3、4章
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- 计算机解题的关键是正确的推导
- 其正向是算法的设计,其反向是正确性证明
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- 1-3:常用证明方法及其逻辑正确性
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- 掌握逻辑正确的常用证明方法
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- UD第5、18章
- ES第24节
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- 为什么这些方法在逻辑上是正确的?
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- 1-4: 算法的基本结构
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- 理解基本的算法结构:顺序、分支、循环、子程序、递归
- 理解程序最基本单元的正确性概念
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- DH第2章第 1、2 单元
- Media:Go_To_Statement_Considered_Harmful_(Dijkstra_CACM_1968).pdf | Go To Statement Considered Harmful (Dijkstra CACM 1968)
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- 基本结构的组合方式及其正确性
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- 1-5: 数据与数据结构
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- 理解数据在计算机问题求解中的核心作用
- 通过例子理解几种常用的数据结构
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- DH第2章第 3、4 单元
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- 有结构的数据对于计算以及算法设计的影响
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- 1-6: 如何将算法告诉计算机
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- 理解程序设计语言的基本概念
- 了解程序在计算机中的执行方式
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- DH第3章第1单元
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- 程序设计语言如何体现算法的基本要素与结构
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- 1-7: 不同的程序设计方法
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- 了解不同的程序设计方法:函数式、命令式、对象式、逻辑式
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- DH第3章第2、3单元
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- 为什么会出现不同的风范
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| 1-8 集合论 I: 公理与操作 |
- 掌握集合的基本概念以及基本数学性质
- 进一步巩固数学证明能力
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- UD第6、7、8、9章
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- 集合语言是形式化方法的基础
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| 1-9 集合论 II: 关系 |
- 掌握关系的概念与基本数学性质
- 理解等价关系与次序关系的数学性质
- 进一步巩固数学证明能力
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- UD第10、11、12、13 (非重点)章
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- 对象及其相互之间的关系是所有数学建模的核心概念
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| 1-10 集合论 (III): 函数 |
- 从问题求解的角度理解函数的概念及其重要的数学性质
- 熟悉函数表述方式
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- UD第 14、15、16、17 章
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- 映射与计算机问题求解 --- 从问题空间到解空间
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| 1-11 集合论 (IV): 无穷 |
- 理解无限集合的重要数学性质,理解可数与不可数的差别
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- UD第21、22、23、24(非重点)章
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- 如何比较无限集合的大小
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- 1-12: 偏序关系和格
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- 理解集合上的序关系
- 理解格的基本概念
- 理解偏序集与格的联系与区别
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- SM第14章
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- 如何定义集合中元素的“序”
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- 1-13: 算法方法与正确性
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- 通过具体示例了解算法设计的基本策略
- 理解并能够区分算法错误与程序错误
- 理解算法正确性的概念及其证明方法
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- DH第4、5章
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- 理解复杂算法背后的简单原理
- 循环不变式
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- [1-14:算法的效率]
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- 理解算法的时间复杂性的概念与渐近表示方式
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- DH第6章
- TC 2.1节, 2.2节
- TC 第3章
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- 如何做算法复杂度分析
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}