数据结构 教学大纲(含课程思政) (2).pdf

《数据结构》是一门计算机科学与技术、人工智能、信息安全等专业的核心必修课程，它在学科体系中扮演着承上启下的角色，支撑多个毕业要求指标点。这门课程主要讲解数据结构的基本原理和方法，包括线性表、栈、队列、串、数组、稀疏矩阵、树和二叉树以及图的实现，以及查找和排序算法的设计技术。通过学习，学生将提升数据组织和处理问题的能力，培养数据抽象和高效算法设计的技巧，为后续的专业课程和复杂的计算机算法设计与分析奠定基础。 教学目标分为理论教学和实验教学两部分。理论教学要求学生掌握数据结构的基本原理，理解逻辑结构、存储结构和运算算法设计之间的关系，能提炼数据模型并用抽象数据类型进行描述。实验教学则让学生熟悉常用数据结构的实现，设计高效算法，分析算法的时间和空间复杂度，并能在实际问题中选择合适的数据结构。 课程内容涵盖多个章节，如： 1. 绪论：介绍数据结构的概念，算法及其分析，强调逻辑结构、存储结构和运算的重要性，同时通过讲述中国原子弹之父邓稼先的事迹，融入科技报国的工匠精神。 2. 线性表：讲解线性表的逻辑结构、顺序存储和链式存储，包括有序表，强调顺序表和链表的基本运算和应用，以及高效算法的设计。 3. 栈与队列：探讨栈和队列的定义、存储结构和应用，如迷宫问题的求解，结合专利话题，讲述中国企业在科技发展中的贡献。 4. 串：讲解串的模式匹配，重点是BF和KMP算法，通过搜索引擎的应用实例，展现模式匹配的实际意义。 5. 递归：介绍递归的概念、实现原理和算法设计，强调递归在数据结构中的应用，结合归纳和演绎法，阐述科学方法的运用。 6. 数组和广义表：讨论数组的存储，特殊矩阵和稀疏矩阵的压缩，以及广义表的基本算法设计，结合华为数据压缩专利，展示科技在大数据领域的应用。 7. 树和二叉树：深入探讨树的基本概念和二叉树的特性，包括树的遍历和操作。 通过这些内容的学习，学生将能系统地理解和应用数据结构，提高解决问题的能力，同时，课程思政内容将科学精神和爱国情怀融入其中，旨在培养具有社会责任感的IT专业人才。