Kursöversikt
Viggo Kann [VK] och Stefan Nilsson [SN] delar på föreläsningarna. Tomas Ekholm [TE] håller en gästföreläsning. Både föreläsningar och övningar ges i sal på campus. Nedanstående tabell visar vad som kommer att behandlas under föreläsningarna och övningarna. För varje föreläsning anges vilket material i kurslitteraturen som behandlas. Du bör ha skummat det innan du kommer till föreläsningen för att ha riktig glädje av föreläsningen. I tabellen nedan finns länkar till föreläsningsbilder, övningsuppgifter och annat material.
Föreläsning 9-11 om dynamisk programmering samt föreläsning 20 och 21 om reduktioner och introduktion till komplexitet har omvänd undervisning, så det finns förberedande videor och uppgifter till dessa föreläsningar. Första timmen på dessa föreläsningar är avsatt för att du ska kunna göra förberedelserna. Ta i så fall med egen dator. Om du gör förberedelserna i förväg räcker det att du kommer till andra timmen på dessa föreläsningar.
Undervisning, redovisningar och läsanvisningar
- KT=Kleinberg-Tardos, oavsett om det är KTorig eller KTnie
- KTorig=Kleinberg-Tardos International Edition (2006) eller motsvarande amerikanska utgåva
- KTnie=Kleinberg-Tardos New International Edition (2014), när denna skiljer sig från den tidigare utgåvan (kapitel 5 Divide and Conquer kommer före kapitel 4 Greedy Algorithms och kapitel 13 Randomized Algorithms kommer före kapitel 12 Local Search)
- Sup=supplementet Algorithms and Complexity
Period 1
- F1 30 augusti (2 timmar)
[SN+VK] Introduktion till kursen. Repetition av algoritmanalys, beräkningsmodeller, bitkostnad, enhetskostnad. (KT: 29-56)
Mer material: algoritm, tidskomplexitet, ordonotation, mästarsatsen, bitkostnad.
- F2 31 augusti (2 timmar)
[SN] Repetition av sortering (animering 1, animering 2). (KTorig: 209-221/KTnie: 115-127)
Effektiv kodning och testning. Labbpartnermatchning i pausen.
Mer material: insättningssortering (videoklipp), quicksort. Se även Diverse nyttiga och roliga länkar i ADK.
- F3 1 september (2 timmar)
[VK] Datastrukturer: repetition, tidskomplexitet för listor, hashning, praktiska datastrukturer, trie (animering) (KT: 57-65) Latmanshashning, skipplistor. (Sup: 77-83) Labbpartnermatchning i pausen.
- Ö1 4 september
Algoritmanalys.
- F4 5 september (färgfråga om datastrukturer)
[VK] Datastrukturer: bloomfilter. Tillämpning: rättstavning.
Mer material: bloomfilter - F5 6 september
[SN] Grafer: djupetförstsökning, breddenförstsökning. (KT: 73-107)
Mer material: grafteori och grafsökning, grafpaket i Go - F6 7 september
[SN] Korrekthetsbevis.
Mer material: invarianter, induktion.
- Ö2 8 september
Datastrukturer och grafer. Teoriredovisning till labb 1.
- F7 11 september
[SN] Algoritmkonstruktion: giriga algoritmer, totalsökning. (Sup: 31-48, KTorig: 115-136, 183-188/KTnie: 157-179, 225-230)
- F8 12 september
[SN] Algoritmkonstruktion: dekomposition. (KTorig: 221-234, 242-246/KTnie: 127-140, 148-152) - F9 13 september (OBS, omvänd föreläsning. Förberedelse krävs, som kan göras under första föreläsningstimmen)
[VK] Algoritmkonstruktion: dynamisk programmering, del 1. (KT: 251-260)
Visualiseringar: Fibonaccitalen.
Första timmen: tid för att göra förberedelserna.
Andra timmen: frågestund och arbete med uppgifter i grupp (lösningar) - Ö3 13 september
Dekomposition och dynamisk programmering. - Labb 1 14 september
Konkordans, redovisning. - F10 18 september (OBS, omvänd föreläsning. Förberedelse krävs!)
[VK] Algoritmkonstruktion: dynamisk programmering, del 2. (KT: 261-290)
Första timmen: tid för att göra förberedelserna.
Andra timmen: frågestund och arbete med uppgifter i grupp (lösningar)
Dags att börja titta på övningsmästarprov 1! - F11 19 september (OBS, omvänd föreläsning. Förberedelse krävs!)
[VK] Dynamisk programmering, del 3: konstruktion av lösning och motivering av korrekthet. (KT: 290-301, 307-311)
Första timmen: tid för att göra förberedelserna.
Andra timmen: frågestund och arbete med uppgifter i grupp (lösningar) - F12 20 september
[SN] Grafer: minimala spännande träd (Prim och Kruskal), kortaste stigar (Dijkstra). (KTorig: 137-157/KTnie: 179-199) - Ö4 21 september
Dynamisk programmering. Teoriredovisning till labb 2. - F13 26 september
[VK] Grafer: demo av maximala flöden. Extra föreläsningsbilder från en kurs på Princeton (KT: 337-357, 367-373)
- Övningsmästarprovsövning 1 26 september
Redovisning av övningsmästarprov 1 som förberedelse till mästarprov 1, som publiceras denna dag.
Grupp 1 (Noras grupp) genomför övningsmästarprovet i Zoom: https://kth-se.zoom.us/j/65627359290 (Du laddar då upp din lösning i Canvas under övningen.)
Övriga grupper är i sal. Det går bra att gå till vilken av grupperna som helst. - F14 27 september
[VK] Undre gränser. (Sup: 17-29)
Genomgång av lydelsen till uppgift 2 på mästarprov 1.
- F15 28 september
[SN] Algoritmkonstruktion: geometriska algoritmer, geomalgorithms.com, Grahamscan: beskrivning, animering.
Genomgång av lydelsen till uppgift 1 på mästarprov 1.
- Ö5 28 september
Grafalgoritmer och undre gränser.
- Labb 2 29 september
Rättstavning, redovisning.
- F16 2 oktober kl 15
[SN] Algoritmkonstruktion: sortering i linjär tid. Räknesortering och radixsortering. (Sup: 1-6)
Genomgång av lydelsen till uppgift 3 på mästarprov 1.
- F17 2 oktober kl 16
[SN] Algoritmkonstruktion: textsökning. (Sup: 7-16, Pythonkramaren II: 46-48)
- F18 3 oktober
[TE] Inspirationsföreläsning. Beständiga datastrukturer. Benefits of pure functions
- Ö6 5 oktober
Algoritmkonstruktion. Teoriredovisning till labb 3.
Sammanfattning av alla algoritmer hittills i kursen.
- F19 9 oktober
[SN] Probabilistiska algoritmer. (KTorig: 707-734, 769-776/KTnie: 661-688, 723-730)
Lasvegas- och Montecarloalgoritmer, Probabilistisk algoritm för medianproblemet
- F20 10 oktober (OBS, omvänd föreläsning: förberedelse krävs!)
[SN] Reduktioner. (KT: 451-459)
Första timmen: tid för att göra förberedelserna.
Andra timmen: frågestund och arbete med uppgifter i grupp. - Ö7 11 oktober
Probabilistiska algoritmer. Reduktioner. - F21 12 oktober (OBS, omvänd föreläsning, förberedelse krävs!)
[SN] Introduktion till komplexitet, motivering. (KT: 463-466 hela sidan)
Första timmen: tid för att göra förberedelserna.
Andra timmen: frågestund och arbete med uppgifter i grupp. - Mästarprov 1 (Algoritmkonstruktion) senast tisdag 17 oktober klockan 19:00.
Uppgiftslydelsen publiceras i Canvas 26 september.
Muntliga redovisningar sker 23-27 oktober.
Period 2
- F22 30 oktober
[VK] Formella definitioner, turingmaskiner. (PDF att läsa, bild 1, bild 2, bild 3) - F23 31 oktober
[SN] Oavgörbarhet. (Sup: 49-73)
- Ö8 1 november
Genomgång av lösning till mästarprov 1. Oavgörbarhet.
- Labb 3 3 november
Flöden och matchningar, redovisning.
- F24 6 november
[VK] Cooks sats. (PDF att läsa) -
F25 7 november kl 15
[VK] NP-fullständighetsbevis. (KT: 466-495)
- F26 7 november kl 16
[VK] NP-reduktionsvisualisering med Alvie.
Alvie är utvecklat av Pierluigi Crescenzi. Om du själv vill ha tillgång till Alvie kan du ladda ner Alviekällkoden själv och kompilera. Enklare är att titta på reduktionsvisualiseringarna som filmer:
Visualisering av reduktion av 3-CNFSAT till hörntäckning som Quicktime / mp4.
Visualisering av reduktion av 3-CNFSAT till delmängdssumma som Quicktime / mp4.
- Ö9 9 november
NP-fullständighetsbevis. Teoriredovisning till labb 4.
- F27 14 november kl 15
[SN] NP-fullständighetsreduktioner. (KT: 459-463)
- F28 14 november kl 16
[VK] Mer NP-fullständighetsreduktioner. (KT: 497-505) - Dags att börja titta på övningsmästarprov 2!
- Två relevanta länkar från kursens länksamling för den som vill fördjupa sin förståelse av oavgörbarhet och reduktioner:
- Math has a fatal flaw - en film om ofullständighet och oavgörbarhet
- Reducing reductions to intuition - Douglas Wikström beskriver och definierar dom olika typerna av reduktioner som ingår i ADK. - Ö10 15 november
NP-fullständiga problem.
- Labb 4 17 november
NP-fullständighetsreduktioner, redovisning.
- F29 20 november
[SN] Heuristiska algoritmer. Simulated annealing. (KTorig: 661-670/KTnie: 749-758)
Detta är Stefans sista föreläsning som lärare på KTH. Missa inte den! - F30 21 november
[VK] Approximationsalgoritmer. (KT: 599-630) - Övningsmästarprovsövning 2 23 november
Redovisning av övningsmästarprov 2 och genomgång av fler exempel på NP-fullständighetsproblem som förberedelse till mästarprov 2, som publiceras denna dag.
Grupp 2 (Douglas grupp) genomför övningsmästarprovet i Zoom.
Övriga grupper är i sal.
Grupp 3 (Jespers grupp) genomför övningsmästarprovet den 24 november kl 10-12.
Det går bra att gå till vilken av grupperna som helst.
Lösningsförslag till övningsmästarprovet
- F31 27 november
[VK] Mer approximationsalgoritmer. (webbsida om Christofides algoritm, Viggos lista med approximationsresultat för NP-svåra optimeringsproblem)
Genomgång av lydelsen till uppgift 1 på mästarprov 2. - Ö11 28 november
Approximationsalgoritmer. Teoriredovisning till labb 5. - F32 29 november
[VK] Komplexitetsklasser. (KT: 495-497, 531-547)
Genomgång av lydelsen till uppgift 2 och 3 på mästarprov 2. - F33 5 december
[VK] Repetition. Kursens betygssystem. Om teoritentan, högrebetygslabben, muntan och omexamination.
- Ö12 6 december
Komplexitetsklasser och repetition. - Mästarprov 2 (komplexitet), senast 7 december klockan 19:00!
Uppgiftslydelsen publiceras i Canvas 23 november.
Muntliga redovisningar sker 11-15 december. - Labb 5 7 december
Heuristik för rollbesättningsproblemet, redovisning.
- Extra labbredovisningstillfälle 14 december för alla labbar, inklusive högrebetygslabben.
Labbredovisningar prioriteras framför labbhjälp. Eftersom längden på redovisningarna varierar läggs inga bokningslistor upp, utan Stay-a-while används som kö. Redovisningar kommer att kunna genomföras både i Zoom och i datorsal Grå+Karmosin. - Teoritenta 18 december klockan 9-12. Skrivtid 9:00-10:30 i Canvas. Obligatorisk rättningssession kl 11:00-12:00 i Zoom. Sedvanlig tentaanmälan måste göras i förväg.
Den som har 50% förlängd skrivtid tentar klockan 8:15-10:30. - Ommästarprov för mästarprov 1 och mästarprov 2 offentliggörs 18 december och redovisas skriftligt 4 januari och muntligt 8-11 januari 2024.
- Redovisning av högrebetygslabben Heuristik för rollbesättningsproblemet (övriga labbar kan inte redovisas), 8 januari 2024 kl 9-12. Bokningslistor publiceras i Canvas 31 december.
- Labbkursreflektion bör lämnas in senast 9 januari 2024.
- Frivillig munta för högre mästarprovsbetyg, 11 och 12 januari 2024. Anmälan görs under perioden 31 december 2023 till 5 januari 2024. Instruktioner om hur muntan genomförs.
Efter period 2 är kursen slut. Den som har labbar kvar att redovisa kan göra det antingen i labbveckan i juni eller under våren på labbpassen i systerkursen DD2352 Algoritmer och komplexitet. Säg till den du redovisar för att du ska ha labben rapporterad på adk23. Labbkursreflektionen lämnar du in i kursrummet för adk23 när du är klar med alla labbarna.
Den som har mästarprov kvar kan göra dom i en senare kursomgång av antingen ADK (som går varje hösttermin) eller systerkursen DD2352 (som går varje vårtermin; du ska inte registrera dig på DD2352, men du behöver kontakta kursledaren för DD2352, Per Austrin, för att bli inlagd i kursrummet så att du kan lämna in mästarprovet).
Den som har teoritentan kvar kan anmäla sig till och gå upp på omtentan i april 2024 eller nästa ordinarietenta i december 2024.