Файл: Математика и компьютерные науки, 02. 03. 03 Математическое обеспечение и администрирование информационных систем самара издательство Самарского университета 2021 2.pdf

11 4) проведение сравнительного анализа существующих струк- тур данных и/или алгоритмов, которые используются (могут быть использованы) для решения рассматриваемых практических задач;
5) построение алгоритмов создания, изменения и обработки структур данных, выявление условий и особенностей их использо- вания (при необходимости);
6) построение алгоритмов решения рассматриваемых практи- ческих задач;
7) оценка асимптотической сложности разработанных алго- ритмов;
8) проектирование приложения, обеспечивающего эффектив- ную реализацию разработанных алгоритмов;
9) обоснованный выбор языка программирования и среды раз- работки для реализации приложения;
10) реализация всех разработанных алгоритмов на выбранном языке программирования;
11) тестирование разработанного приложения;
12) проверка работоспособности разработанного приложения;
13) сравнительный анализ полученных результатов и форму- лировка выводов по особенностям применения структуры (алго- ритма) при решении различных задач, рекомендации того, в каких задачах использование структуры (алгоритма) более эффективно, а в каких, возможно, не целесообразно (в случае рассмотрения не- скольких задач).
Очень важно ответственно подойти к написанию текста кур- совой работы. Приступать к этому целесообразно уже в тот мо- мент, когда выполнены этапы 1–4 практической части, осуществ- лять написание текста параллельно с еще не проработанными эта- пами. Окончательный вариант текста должен быть готов минимум за три недели до защиты курсовой работы и предоставлен на про-

12 верку научному руководителю. Все замечания, сделанные науч- ным руководителем по результатам проверки, должны быть ис- правлены в кратчайший срок, а текст с внесенными исправления- ми, повторно представлен на проверку. Готовый к защите оконча- тельный вариант текста должен быть переплетен. Допускается
«мягкий» переплет с использованием папки-скоросшивателя. Не- допустимо использование папки с файликами.
На этапе подготовки к защите курсовой работы студенту необходимо написать текст выступления, в котором должны быть отражены основные этапы проделанной работы, а также получен- ные результаты и выводы. Выступление должно сопровождаться соответствующими слайдами презентации, создание которой явля- ется обязательным.
Все действия в рамках указанных этапов выполнения курсо- вой работы должны быть согласованы с научным руководителем на назначаемой раз в неделю (а при необходимости и чаще) кон- сультации.
2.4 Методика построения структуры
курсовой работы
Содержание курсовой работы должно достаточно полно рас- крыть заявленную в ее названии тему. Структура работы может быть построена различным образом, но обязательным является наличие следующих разделов:
1) описание предметной области и указание класса задач, в которых целесообразно применять обсуждаемые в работе структу- ры данных и алгоритмы;
2) сравнительный анализ существующих структур данных и/или алгоритмов, которые используются (могут быть использова- ны) для решения рассматриваемых практических задач;

13 3) описание используемых в работе структур данных и алго- ритмов, условий и особенностей их использования;
4) обоснование выбора инструментальной системы для реали- зации алгоритмов;
5) описание особенностей программной реализации алгорит- мов, их функциональных возможностей;
6) описание тестирования разработанного приложения;
7) проверка работоспособности приложения с указанием ис- точника исходных данных для проверки, описание полученных результатов;
8) определение трудоемкости алгоритмов, оценка их асимпто- тической сложности;
Так, структура и содержание курсовой работы по теме «Реа- лизация алгоритмов обработки бинарных деревьев» может иметь, например, следующий вид:
Введение
1 Описание и анализ структуры данных
1.1 Описание структуры бинарного дерева
1.2 Свойства бинарных деревьев
1.3 Области практического применения бинарных деревьев
2 Описание и анализ типичных алгоритмов работы с бинарным деревом
2.1 Алгоритм создания бинарного дерева
2.1.1 Описание и анализ алгоритма
2.1.2 Оценка сложности алгоритма
2.2 Алгоритм удаления элемента из бинарного дерева
2.2.1 Описание и анализ алгоритма
2.2.2 Оценка сложности алгоритма
2.3 Алгоритм поиска в бинарном дереве
2.3.1 Описание и анализ алгоритма
2.3.2 Оценка сложности алгоритма
3 Использование бинарных деревьев при решении практиче- ских задач

14 3.1 Задача о проверке того, что исследуемое дерево является деревом поиска
3.1.1 Постановка задачи
3.1.2 Алгоритм решения задачи
3.1.3 Программная реализация алгоритма решения задачи
3.1.4 Проверка работоспособности программной реализации алго- ритма решения задачи
3.2 Задача о нахождении максимального бинарного поддерева
3.2.1 Постановка задачи
3.2.2 Алгоритм решения задачи
3.2.3 Программная реализация алгоритма решения задачи
3.2.4 Проверка работоспособности программной реализации алго- ритма решения задачи
Заключение
Список использованных источников
Приложение А. Листинг алгоритма создания бинарного дерева
Приложение Б. Листинг алгоритма удаления элемента из бинарно- го дерева
Приложение В. Листинг алгоритма поиска в бинарном дереве
Приложение Г. Листинг алгоритма решения задачи о проверке то- го, что дерево является деревом поиска
Приложение Д. Листинг алгоритма решения задачи о нахождении максимального бинарного поддерева
Пример оформления титульного листа курсовой работы при- веден в приложении А.

15 рамках темы «Реализация алгоритмов обработки бинарных дере- вьев», например, можно написать о том, с чем связано возникно- вение такой структуры данных как дерево вообще и бинарное де- рево в частности, почему недревовидных структур данных было недостаточно. Если курсовая работа посвящена не какой-то кон- кретной структуре данных, а алгоритму, то можно написать о том, с какой практической задачей/проблемой связано возникновение этого алгоритма.
Далее необходимо обозначить актуальность темы курсовой работы, т.е. привести примеры, показывающие, что и по сей день использование данной структуры (или алгоритма) не потеряло своей актуальности, о том, что она (он) используется при решении практических задач и в настоящее время.
В заключительной части введения необходимо сформулиро- вать цель курсовой работы и задачи, которые необходимо решить для достижения поставленной цели.
Для рассматриваемой темы заключительная часть введения может иметь следующий вид:
Целью курсовой работы является изучение алгоритмов обра- ботки бинарных деревьев и особенностей их применения при ре- шении практических задач.
Для достижения поставленной цели необходимо решить сле-
дующие задачи:
1) изучить структуру данных бинарного дерева, ее особенно- сти и свойства;
2) изучить, провести анализ, оценку трудоемкости и асимп-
тотической сложности алгоритма создания бинарного дерева;
3) изучить, провести анализ, оценку трудоемкости и асимпто- тическойсложности алгоритма удаления элемента из бинарного дерева;

16 4) изучить, провести анализ, оценку трудоемкости и асимпто- тическойсложности алгоритма поиска в бинарном дереве;
5) провести проектирование, разработку и тестирование
приложения, позволяющего осуществлять проверку того, что дере- во является деревом поиска;
6) провести проектирование, разработку и тестирование при- ложения, позволяющего находить максимальное бинарное подде- рево в данном дереве.
Наличие текста, выделенного курсивом, является обязатель- ным, также как указание компетенции.
2.6 Методика написания основной части
Первый раздел курсовой работы посвящен описанию рассмат- риваемой структуры или алгоритма.
В первом подразделе необходимо более подробно осветить историю возникновения структуры, а также провести подробное ее словесное описание (в терминах проблемной области).
Во втором подразделе необходимо привести строгие опре- деления используемых математических или информационных терминов и понятий, свойства рассматриваемой структуры, ее особенности, а также математические теоремы или утвержде- ния, обосновывающие или объясняющие эти свойства и/или особенности.
В третьем подразделе подробно описываются области практи- ческого применения рассматриваемой структуры.
В раздел могут быть добавлены дополнительные подразде- лы, а при необходимости более строгого структурирования ин- формации в подразделах могут быть выделены дополнительные подразделы.

17
В случае, когда курсовая работа посвящена не конкретной структуре данных, а какому-либо алгоритму первый и второй раз- делы могут быть объединены в один. Из первого раздела необхо- димо взять подраздел об областях практического применения ал- горитма и объединить его с содержимым второго раздела, изменив при этом надлежащим образом нумерацию разделов.
Второй раздел курсовой работы посвящен описанию алгорит- мов обработки рассматриваемой структуры данных (либо деталь- ному рассмотрению алгоритма, указанного в теме курсовой).
Для каждого алгоритма необходимо привести его подробное словесное описание, при необходимости сопроводить его схемами
(блок-схемами), провести анализ алгоритма и оценку трудоемко- сти и асимптотической сложности, рассмотреть особенности его программной реализации.
В соответствующих приложениях к тексту курсовой работы должны быть приведены листинги программной реализации всех рассмотренных алгоритмов.
Третий раздел курсовой работы посвящен решению практиче- ских задач с использованием рассматриваемой структуры данных
(алгоритма).
Необходимо привести четкую формулировку рассматривае- мой задачи, лучше, если сначала это будет формулировка на есте- ственном языке (в терминах предметной области), а затем матема- тическая постановка рассматриваемой задачи.
Далее должно следовать подробное словесное описание алго- ритма решения задачи, а также схемы (блок-схемы), отражающие основные его этапы.
В подразделе, посвященном программной реализации рас- сматриваемой задачи, необходимо провести обоснованный выбор средств реализации и описать основные этапы проектирования и реализации приложения. В соответствующих приложениях к тек-

18 сту курсовой работы должны быть приведены листинги наиболее важных методов или подпрограмм из программной реализации всех рассмотренных задач.
На заключительном этапе разработки программы необходимо провести тестирование, а также проверку ее работоспособности.
Описание этих этапов также должно быть приведено в тексте кур- совой работы, включая описание выбранных методов тестирова- ния, тестовых наборов данных и анализ полученных результатов.
2.7 Методика написания заключения
В заключении должны быть подведены итоги того, что было выполнено в рамках курсовой работы, и на основании проведенно- го анализа полученных результатов сформулированы соответ- ствующие выводы. Перечень результатов, полученных в курсовой работе не должен ограничиваться повторением задач, приведен- ных во введении.
Для рассматриваемой в качестве примера темы «Реализация алгоритмов обработки бинарных деревьев» заключение может со- держать следующий текст:
В процессе выполнения курсовой работы было сделано сле- дующее:
1) изучена структура данных бинарное дерево, а также такие ее свойства как …;
2) выявлены следующие особенности бинарных деревьев…;
3) проведен анализ алгоритма создания бинарного дерева;
4) в результате проведенной оценки асимптотической слож-
ности алгоритма создания бинарного дерева, было установле- но…;
5) проведен анализ алгоритма удаления элемента из бинарно- го дерева;

19 6) в результате проведенной оценки асимптотической сложно- сти алгоритма удаления элемента из бинарного дерева, было уста- новлено…;
7) проведен анализ алгоритма поиска в бинарном дереве;
8) в результате проведенной оценки асимптотической сложно- сти алгоритма поиска в бинарном дереве, было установлено…;
9) спроектировано приложение, позволяющее осуществлять проверку того, что заданное дерево является деревом поиска;
10) в среде разработки … на языке С++ было разработано
приложение, позволяющее осуществлять проверку того, что задан- ное дерево является деревом поиска;
11) методами … было проведено тестирование разрабо-
танного приложения, в ходе которого было выявлено …;
12) спроектировано приложение, позволяющее находить максимальное бинарное поддерево в данном дереве;
13) в среде разработки … на языке … было разработано
приложение, позволяющее находить максимальное бинарное под- дерево в данном дереве;
14) методами … было проведено тестирование разрабо-
танного приложения, в ходе которого было выявлено ….
Таким образом, в ходе выполнения курсовой работы были
сформированы систематические знания способов применения
современного математического аппарата и структур, использу-
емых для хранения компьютерных данных в основных алгоритмах
их обработки, сформированы умения применять математические
методы, структуры и алгоритмы обработки компьютерных дан-
ных при проектировании и разработке программных продуктов, а
также приобретены навыки применения математического аппа-
рата, алгоритмов и различных структур данных при решении
конкретных задач, что свидетельствует о том, что компетенция
ОПК-2 освоена.
Наличие текста, выделенного курсивом, является обязательным.

20
2.8 Подготовка к защите и защита курсовой работы
На этапе подготовки к защите курсовой работы студенту необходимо:
- подготовить окончательный вариант текста;
Страницы в тексте должны быть пронумерованы, текст дол- жен быть переплетен. Допускается «мягкий» переплет с использо- ванием папки-скоросшивателя. Недопустимым является использо- вание папки, в которой каждый лист текста помещается в отдель- ный файл-вкладыш.
- составить текст выступления продолжительностью 3–4 ми- нуты, в котором должны быть отражены основные этапы проде- ланной работы, а также полученные результаты и выводы;
- подготовить электронную презентацию в любом из форма- тов (PPT, PDF, HTML, Flash и т.д.). Пример оформления титульно- го слайда презентации приведен в приложении О.
Презентация необходима для удобства демонстрации и вос- приятия информации, особенно графической и является вспомога- тельным средством. В связи с этим выносить на слайды большие текстовые фрагменты крайне нежелательно. Слайды в презентации должны быть пронумерованы.
- подготовить наборы данных для демонстрации разработан- ного приложения;
- подготовить архив с разработанным приложением, необхо- димыми для его работы библиотеками и вспомогательными фай- лами, а также (при необходимости) справочным файлом, содер- жащим информацию об особенностях запуска и работы с прило- жением;
- предоставить для ознакомления преподавателям кафедры, не являющимся научным руководителем, текст курсовой работы и архив с разработанным приложением в указанный срок (обычно за
3–4 дня до защиты курсовой работы).