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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA PROGRAMA ANALÍTICO Nombre de la unidad de aprendizaje: Laboratorio de Algoritmos Computacionales Frecuencia semanal: 2 hrs. Horas presenciales: 28 hrs Horas de trabajo extra-aula por semana: 39 hrs Modalidad: Presencial Período académico: Segundo Semestre Unidad de aprendizaje: ( ) obligatoria ( X ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura ( X ) Formación básica profesional ( ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 1 Fecha de elaboración: 30/11/2009 Fecha de la última actualización: 27/11/2013 Responsables del diseño: M.A. Karla Nathali Porras Vázquez Presentación: En esta unidad de aprendizaje se practican las diferentes estructuras de datos, para la realización de diferentes algoritmos, utilizando pseudocódigo y diagramas de flujo simples. Esta unidad de aprendizaje se divide en 5 etapas: Etapa I un panorama general de las estructuras de datos realizando algoritmos simples. Etapa II identificación de las tecinas para la realización del análisis y diseño de algoritmos. Etapa III se involucra el diseño para la resolución de problemas recursivos. Etapa IV conoceremos los diferentes tipos de ordenamientos y búsqueda de datos. Etapa V realizaremos toma de decisiones haciendo uso de las estructuras no lineales. La unidad de aprendizaje del laboratorio de algoritmos computacionales se hará desde diversos puntos de vista: diseño y análisis básico de los algoritmos computacionales mediante el uso de las principales estructuras de datos, tanto elementales como no elementales, con ejemplos teóricos y prácticos. Esta unidad de aprendizaje es de suma trascendencia para el programa educativo ya que en ella desarrollarán el primer nivel de las competencias que ayudarán en la formación del perfil del egresado, debido a que esta unidad de aprendizaje contribuirá en el desarrollo del estudiante haciéndolo competente en escribir pseudocódigo declarativo, formular métodos de solución para problemas, describir métodos de solución en términos computacionales, representar el estado de un sistema, manipular información eficientemente en forma de pilas, listas, árboles y grafos, analizar la complejidad de soluciones propuestas. Saber hacer uso de las técnicas de diseño y análisis de los algoritmos computacionales suele ser vital en la formación de los estudiantes que estudian una carrera afín a la computación debido a la trascendencia que el aprendizaje teórico-práctico de las mismas supondrá para la competencia general de la carrera. Una de las aplicaciones más interesantes y potentes es la manipulación eficiente de datos y resolución de problemas de búsqueda, ordenamiento y recorridos. Las técnicas de diseño son principalmente los algoritmos iterativos versus los recursivos. En muchas ocasiones se necesitan procesos que puedan adaptar la cantidad de datos que se maneja durante la ejecución del programa. Y para hacer que crezcan o disminuyan de tamaño las estructuras de datos, lo que requiere algoritmos de creación y manipulación de estructuras dinámicas. También nos permitirá crear procesos muy flexibles, ya sea en cuanto al orden, la estructura interna o las relaciones entre los elementos que las componen. Propósito: Esta unidad de aprendizaje contribuirá en la formación del estudiante para que pueda cumplir cabalmente sus compromisos con la sociedad y enfrentar exitosamente los desafíos que plantea la profunda y vertiginosa transformación de las actividades profesionales en su entorno. Contribuyendo esta unidad en proporcionar las siguientes características: identificará las herramientas teóricas fundamentales para la representación y manipulación de información en la computadora, haciendo énfasis en el la selección de la técnica algorítmica adecuada según el problema a resolver, así como capacidad para aplicarlos a situaciones concretas, posee habilidades y herramientas para el aprendizaje autónomo y pone en práctica una dinámica de superación constante, es capaz de trabajar en equipo y desarrollar proyectos conjuntos. Asimismo contribuirá a fortalecer los valores de: Verdad, honestidad, solidaridad, responsabilidad, ética profesional. Esta unidad de aprendizaje tiene como finalidad que el estudiante, aprenda a identificar, analizar, diseñar y desarrollar las diferentes estructuras de datos, para posteriormente realizar la programación de cada una de ellas. Contribución de la unidad de aprendizaje a las competencias generales: Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales, correspondientes a la Formación General Universitaria: Estas competencias no son las correctas, la redacción pertenece a las primeras versiones de las FOGUS por favor utilizar las actuales. Competencias instrumentales: Maneja las tecnologías de la información y la comunicación como herramienta para el acceso a la información y su transformación en conocimiento, así como para el aprendizaje y trabajo colaborativo con técnicas de vanguardia que le permitan su participación constructiva en la sociedad. Utiliza los métodos y técnicas de investigación tradicionales y de vanguardia para el desarrollo de su trabajo académico, el ejercicio de su profesión y la generación de conocimientos. Competencias de interacción social Practica los valores promovidos por la UANL: verdad, equidad, honestidad, libertad, solidaridad, respeto a la vida y a los demás, respeto a la naturaleza, integridad, ética profesional, justicia y responsabilidad, en su ámbito personal y profesional para contribuir a construir una sociedad sostenible. Competencias integradoras Logra la adaptabilidad que requieren los ambientes sociales y profesionales de incertidumbre de nuestra época para crear mejores condiciones de vida. Competencias específicas de la unidad de aprendizaje: Analizar programas computacionales analizando y diseñando soluciones a problemas reales del entorno con un grado de complejidad media, a través del uso de técnicas de algoritmos computacionales, un lenguaje de programación estructurado y herramientas computacionales, para la resolución de problemas. Representación gráfica Competencias de la Unidad de Aprendizaje Instrumentales Capacidad para un aprendizaje autónomo y continuo Desarrollar programas computacionales Identificar las técnicas fundamentales de análisis y diseño de algoritmos que permitan comprender la naturaleza de los problemas Habilidad para la utilización de diversos lenguajes: lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal. Usar un lenguaje de programación estructurado Formular y desarrollar algoritmos simples utilizando para ello pseudocódigo declarativo o diagramas de flujo Manejo efectivo en el uso y gestión de las tecnologías de la información y la comunicación. Usar técnicas de algoritmos computacionales así como herramientas computacionales. Utilizar las herramientas computacionales gráficas, que le permitan depurar errores de lógica, en problemas simples de ingeniería y manejo de información. Interacción Social Práctica de reflexión ética y ejercicio de los valores promovidos por la UANL, tales como: verdad, solidaridad, responsabilidad, libertad, justicia, equidad y respeto a la vida. Capacidad de un trabajo inter, multi y transdiciplinario. Realizar trabajo en forma individual y colaborativamente Desarrollar por equipo soluciones de ordenamiento de datos Integradoras Habilidades para la generación y la aplicación de conocimientos Analizar problemas reales del entorno con un grado de complejidad media Diseñar e implementar soluciones a problemas del entorno mediante eldiseño de algoritmos recursivos, utilizando las estructuras de datos lineales, como lo son las pilas, colas y listas. Capacidad para la resolución de problemas y la adecuada toma de decisiones. Diseñar soluciones a problemas reales del entorno con un grado de complejidad media Implementar algoritmos para problemas de búsqueda y recorrido en el que se tengan que tomar decisiones que dependan del estado del sistema, haciendo uso de estructuras de datos no lineales. Unidad temática 1: Algoritmos simples Competencias particulares: Analizar algoritmos simples utilizando para ello pseudocódigo declarativo o diagramas de flujo haciendo uso de herramientas computacionales gráficas, para depurar errores de lógica, en problemas simples de ingeniería y manejo de información. Elementos de Competencia Evidencia requerida Contenidos Actividades Recursos y Medios Criterios de evaluación Analizar los conceptos de programación estructurada, mediante la modularización y variables dinámicas, para la solución de problemas computacionales Algoritmos computacionales. Representación. Estructura. Variables. Constantes. Tipos de Datos. Secuencia, Decisión, Iteración. Elaborar algoritmos computacionales de un bajo grado de complejidad a problemas básicos y realizar el cálculo de número de pasos requeridos. Libros, computadora, software e impresión de los ejercicios, cañón de proyección. Reporte: Nivel de conceptualización Análisis del problema Diseño de la solución Creatividad Presentación Entrega a tiempo de los programas. Unidad temática 2: Fundamentos de la complejidad computacional Competencias particulares: Identificar las técnicas fundamentales de análisis y diseño de algoritmos que permitan comprender la naturaleza de los problemas tan independientemente como sea posible de los aspectos de implementación (tanto hardware como software) y resolverlos eficientemente a través de los algoritmos necesarios. Elementos de Competencia Evidencia requerida Contenidos Actividades Recursos y Medios Criterios de evaluación Identificar las técnicas empleadas Reporte de caracterización Análisis de algoritmos Reportes de caracterización de la Libros, computadora, Reporte: Nivel de abstracción y en el análisis y diseño de los algoritmos computacionales por medio de la solución de problemas para su implementación eficiente. de algoritmos computacionales computacionales elementales. eficiencia de algoritmos computacionales utilizando la notación de complejidad asintotíca O- grande en el caso peor, y para programas simples, el caso promedio. software e impresión de los ejercicios, cañón de proyección. detalle Creatividad Presentación Entrega a tiempo del análisis de estructuras de datos Unidad temática 3: Algoritmos recursivos Competencias particulares:Analizar soluciones a problemas del entorno mediante el diseño de algoritmos recursivos, utilizando las estructuras de datos lineales, como lo son las pilas, colas y listas para diseñar soluciones. Elementos de Competencia Evidencia requerida Contenidos Actividades Recursos y Medios Criterios de evaluación Identificar soluciones utilizando las principales técnicas de algoritmos computacionales para determinar situaciones en las cuales se proveen soluciones eficientes. Reporte del análisis de problemas Recursividad. Pilas, colas, listas. Reporte de diseños y análisis de algoritmos recursivos Analisis de problemas complejos por medio de algoritmos computacionales de lo cual realizará un reporte . Libros, computadora, software e impresión de los ejercicios, cañón de proyección. Reporte: Nivel de conceptualización Diseño de la solución Creatividad Presentación Entrega a tiempo de los programas. Unidad temática 4: Algoritmos de ordenamiento y búsqueda Competencias particulares: Analizar algoritmos de ordenamiento de datos, así como la búsqueda de la información ordenada, haciendo uso de las estructuras de datos lineales para la solucion de problemas. Elementos de Competencia Evidencia requerida Contenidos Actividades Recursos y Medios Criterios de evaluación Analizar las tecnicas de ordenamiento y búsqueda caracterizando su eficiencia de procesamiento mediante las estructuras de datos lineales, para la implementacion de metodos. Exponer un programa de ordenamiento y busqueda. Algoritmos de ordenamiento, búsqueda y tablas hash. Realizar una presentación del programa funcionando correctamente y el reporte del código de los diseños. Libros, computadora, software e impresión de los ejercicios, cañón de proyección. Presentación del programa: Funcionamiento Creatividad Conceptualización del uso de las estructuras Realización de los procedimientos indicados. Entrega a tiempo . Unidad temática 5: Algoritmos de recorrido Competencias particulares: Analizar algoritmos para problemas de búsqueda y recorrido en el que se tengan que tomar decisiones que dependan del estado del sistema, haciendo uso de estructuras de datos no lineales, para la solucion de problemas computacionales. Elementos de Competencia Evidencia requerida Contenidos Actividades Recursos y Medios Criterios de evaluación Identificar programas que hagan uso de algoritmos complejos, por medio del dise;o de algoritmos computacionales para reconocer el poder de su aplicación en el desarrollo de software. Mapa Conceptual de la Tecnicas de Busqueda. Recorridos y búsquedas por profundidad y por anchura. Árboles y grafos Participar en una discusión grupal del uso de las técnicas de algoritmos computacionales complejos que le permita diferenciarlas delas lineales de lo cual deberá entregar un mapa conceptual de las técnicas de búsqueda. Libros, computadora, software e impresión de los ejercicios, cañón de proyección. Participación El nivel de abstracción Comunicación oral Argumentación Evaluación integral de procesos y productos (ponderación /evaluación sumativa) Evidencia Ponderación Algoritmos computacionales . 6% Reporte de caracterización de algoritmos computacionales 6% Reporte del análisis de problemas 6% Exponer un programa de ordenamiento y busqueda 6% Mapa Conceptual de la Tecnicas de Busqueda. 6% Examen de Medio Curso 15% Examen Ordinario 15% Portafolio 20% Exposición 20% Producto integrador de aprendizaje: Proyectos individuales y en grupo de desarrollo, representación y análisis de métodos de solución en términos computacionales. Al finalizar la unidad de aprendizaje el estudiante entregará su portafolio para su evaluación,el cual contendrá todos los problemas propuestos y resueltos correctamente, así como los reportes, registros de conclusiones e investigaciones generados en clase. Bibliografía y hemerografía: Se hará uso amplio de visualizaciones y materiales de enseñanza en línea. Libro: Algorithms Autor: Sanjoy Dasgupta, Christos Papadimitriou y Umesh Vazirani Editorial: Kindle Libro: Estructura de Datos Autor: Osvaldo Cairo Silvia Guardati Editorial: Mc Graw Hill Libro: Metodologia de la Programacion (Algoritmos, diagramas de flujos y programas) Autor: Osvaldo Cairo Silvia Guardati Editorial: Mc Graw Hill o Tema: Liga: Fecha última revisión: Revista: Año: # de revista electrónica; Mes: Nombre del artículo: Autor: Perfil del docente: Maestría y/o Licenciatura en el área de Sistemas o afín con experiencia en el desarrollo de sistemas computacionales. Ficha bibliográfica del profesor: M.A. Karla Nathali Porras Vázquez Ingeniero Administrador de Sistemas en la FIME, Universidad Autónoma de Nuevo León. Cursó la Maestría en Administración Industrial y de Negocios con Orientación en Relaciones Industriales en la FIME, UANL. Maestro por horas a partir de Agosto 2007 de la FIME, UANL.
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