Projeto e Analise de Algoritmos

Esta é a pagina principal de um curso de projeto de algoritmos ministrado em 2013 no IPRJ/UERJ, de utilidade geral para a formacao de programadores de nivel intermediario e avancado.

Link para o curso de 2012

Informacoes gerais

• Instrutor: prof. Ricardo Fabbri, Ph.D.
• Periodo: 1o. Semestre de 2013, voltado ao 7o. periodo de Engenharia da Computacao
• Tercas e Quintas, 10:40-12:20am, sala 212 e Lab Inf 02

Pre-requisitos

• Sera assumido um primeiro curso em algoritmos e estruturas de dados, porem nao e' obrigatorio.

Conteudo aproximado

• Enfase no projeto (design) de algoritmos
• Enfase em grafos
• Uso do C++ e' preferivel
• Enfase no uso do TopCoder para exercicios
• Algoritmos gulosos / greedy
• Programacao dinamica
• Fluxo em redes (Network flows)

Recursos principais

• Grupo de discussao: uerj.tk

Bibliografia

• Livro principal: "Algorithm Design" - Jon Kleinberg & Eva Tardos (ver uerj.tk)
  • Trata-se do melhor livro para estudar para uma entrevista. O Autor desenvolveu ideias das mais famosas relacionados ao PageRank do Google [1]
• Livro interessante com foco em algoritmos geometricos: Algorithmic Geometry

Top Coder

• Inicie em http://community.topcoder.com/tc
• Clique em "Register Now" ou "Login"
• Clique em O(n) no canto superior esquerdo para iniciar a Arena
• No ubuntu linux, abra o nautilus (navegador de arquivo) no diretorio onde foi baixado o ContestAppletProd.jnlp
• Clique no ContestApplestProd.jnlp com o botao direito do mouse, e selecione "abrir com Java Webstart" ou "Iced Tea"
  • Caso nao tenha essa opcao, instale os pacotes iced-tea* usando o synaptic ou outro gerenciador de pacotes
• Faca o Login
• Selecione Practice Rooms -> SRMs -> problemas Div 1. Os Div 2 sao mais dificeis e deixe-os para depois.
• Mais informacoes em Topcoder Quickstart Tutorial
• Meu template C++ para o topcoder: http://hera.ethymos.com.br:1080/reacpad/p/paa
• Veja tambem os Editoriais, em que os melhores programadores explicam as solucoes de alguns SRM's e outras competicoes
  • http://apps.topcoder.com/wiki/display/tc/Algorithm+Problem+Set+Analysis

Aulas - Slides

• busca em grafos (atualizado em 8/apr/2012) - cai na P1
• algoritmos greedy / gulosos - cai na P1
• analise e divide-and-conquer (atualizado em 20/jun/2012) - cai na P1
• dynamic programming / programacao dinamica (atualizado em 20-26/jun/2013) - cai na P1
• network flow / fluxo em redes -- Parte 1 (atualizado em 20/jun/2013) - cai na P2
• escovando bits

Provas

• P1: 27/jun/2013 (prova anterior: 2012)
• P2:
• Sub/Final: (prova anterior: 2012)

Recursos adicionais

• Slides de aula em Princeton
• Site de material extra-oficial e troca p2p entre alunos: uerj.tk
• Lab Macambira: grupo de desenvolvedores de software livre e ajuda com Linux e atividades extra-curriculares de programacao.
  • Confira a sala de bate papo no IRC #labmacambira (freenode) [2] para discussao sobre software livre, linux, e afins.
  • Para discussoes gerais, podemos criar nossa propria sala de bate-papo, veja #iprj
  • Configuring Ubuntu for Programming

Tarefas

Somente serao aceitos arquivos eletronicos no formato PDF ou outro formato aberto como .odt

As tarefas devem ser formatadas com notacao matematica adequada, preferencialmente em Latex.

Somente serao aceitos arquivos eletronicos no formato PDF ou outro formato aberto como .odt

Quando a tarefa involver qualquer programacao, o aluno devera enviar o codigo fonte. O codigo junto com a documentacao devera estar dentro de um unico diretorio comprimido com .zip ou tar, com o nome do aluno, disciplina e data.

Tarefas de 2013

Tarefa 1 (em aula) - 2013

• Enunciado: flood fill algorithm / labirinto
• Data: primeira aula
• Alunos que entregaram
  • ((lista pendente))

Tarefa 2 - 2013

• Enunciado: Topological Sort
• Estudar e comentar o funcionamento do codigo fonte do comando GNU tsort do unix
• Pesquisar como funciona a arvore utilizada no codigo
• Note que o algoritmo eh simples mas nao eh trivial de implementar bem

Tarefa 3 - 2013

• Implementar o mergesort
• Plotar grafico do tempo de execucao minimo, maximo, e medio para diferentes tamanhos de entradas aleatoreas

Projetos no Top Coder

• Criar um login do topcoder (anonimo, so voce sabe)
• Fazer 2 SRM's (div 1 ou 2) a serem entregues em forma de relatório e apresentados ao professor no futuro. Documente sua solucao (em Latex de preferencia).
  • Cada aluno deverá escolher um SRM primário, do qual será responsável, e um SRM secundário, em que deverá ajudar um outro aluno.
  • Os SRMs primário deverá ser programado em maior detalhe pelos alunos responáveis, inclusive com pesquisa sobre assuntos que possam ser relevantes
  • Cada aluno irá entregar um relatório e irá fazer um exame oral individual rapido para mostrar que sabe programar os problemas do seus SRMs.
  • Sugestoes para um trabalho bem-feito:
    • Comente as partes mais obscuras do editorial do seu SRM, se disponivel
    • Compare sua solucao com a solucao de outro participante mais experiente (um dos primeiros colocados do SRM)
      • Em que a solucao dele difere da sua? O que ele aparenta ter feito/usado?
    • Forneca desenhos, diagramas, fluxogramas explicando os conceitos e etapas do algoritmo
    • Forneca trechos de livros / pesquisa bibliografica de assuntos que mais te interessaram ou que mais foram uteis na solucao de cada problema.
• Notas
  • Cada trabalho (SRM) terá uma nota final com base na apresentacao oral ao professor e relatorio
  • A nota de cada aluno sera 70% a nota do seu SRM primário mais 30% a nota final do SRM secundário
  • Atencao: O peso deste trabalho poderá suplantar o da P2 caso os alunos estejam de acordo.

Duplas p/ Trabalho

• Colocar aqui o nome dos integrantes e o SRM(s) escolhidos (isto pode ser alterado no futuro se desejado)
• Nao pode haver repeticao de SRMs
• Evitar repetir os colegas primarios/secundarios (mas se for necessario repetir, tudo bem)

Exemplo: Lucas Oliveira (primario) e José Eduardo (secundario) = SRM 536 DIV 2

Caio: SRM 145 div 2

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Bonus TopCoder

Opcionalmente, pontos extras na media serao concedido a alunos que participarem de SRM's oficiais de acordo com os seguintes criterios:

• Para receber o bonus o aluno tera que obter nota na P1 acima de 6
• Alunos que participarem de um SRM oficial e relatarem os problemas e solucoes num relatorio curto irao receber ate 1 ponto adicional na media
• Alunos que competirem entre si e obteve primeiro lugar na sala (num mesmo SRM) irao receber ate 2 pontos adicionais na media, contanto que o numero de participantes da sala seja igual ou maior que 3
• Alunos que resolverem todos os problemas dentro do tempo oficial do SRM irao obter 3 pontos adicionais na media
• Alunos que obtiverem top 5 geral no SRM irao passar com media 10
• Voces tem varias chances!
  • Calendario de SRMs do topcoder (horario EST de nova yorque) [3]

Tarefas de 2012

Tarefa 1 (em aula) - 2012

• Enunciado: flood fill algorithm / labirinto
• Data: primeira aula

Tarefa 2 - 2012

• Resumir inicio cap 3 do livro de Kleinberg & Tardos, prestando atencao `as aplicacoes
• Digitar em Latex de preferencia

Tarefa 3 - 2012

• Enunciado: BFS pode ser implementado recursivamente? ficaria a implementação?

Tarefa 4 - 2012

• Enunciado: falar sobre lista de adjacência, matriz de adjacência, lista "direta", matriz de pixels (confirmar)

Tarefa 5 - 2012

• Enunciado: resumo do 4.1, 4.2 e 4.3 (confirmar)

Tarefa 6 (em aula) - 2012

• Enunciado: escovando bits e bytes

Apresentacao - 2012

• Conteudo: Agendamento de intervalos, algoritmos de cache, estrategias Greedy.

Criterio de Avaliacao

• Trabalhos: 30% da media
• O criterio final e simplificado ficou (favor avisar se precisar adicionar detalhes ou corrigir no caso de erro/discrepancia):

     M_p = (P1 + P2)/2   
     M = 0.7*M_p + 0.3*T (atualizado de 10% para 30% com acordo dos alunos), onde T é a nota dos trabalhos
     Se M >= 5, passa --> M
     Sub: repoe menor de P1, P2 (apenas se alguem faltou alguma prova ou quiser melhorar nota - mas quem entregar ira substituir)
     M_sub = media com sub
     Se M_sub >= 5, passou --> M_sub

     Adendo (em acordo com os alunos): a M_sub = M_f pois sera considerada a mesma prova e a prova final nao mas faz efeito real com trabalhos a 30%.  Quem for usar a prova como Sub ira substituir a nota independentemente do resultado.

• A prova final passa a nao ser mais obrigatoria.