Introdução

Este é o plano de desenvolvimento da disciplina e um guia de estudos. Leia-o com atenção e consulte este documento durante todo o semestre. Também, sempre acompanhe os avisos na página da disciplina.

Objetivos

Ao final do curso, @ estudante deverá ser capaz de:

• desenvolver e testar programas usando estruturas de dados conhecidas: listas, árvores, grafos;
• escolher as estruturas de dados mais adequadas e eficientes para problemas computacionais.

Pré-requisitos

Ao início do curso, @ estudante deverá ser capaz de:

• descrever problemas computacionais, computabilidade e limitações;
• descrever organização básica de computadores e de sistemas de software;
• utilizar estruturas de dados elementares: variável, lista, matriz
• escrever algoritmos iterativos e recursivos;
• implementar e testar programas escritos em Python ou em C.

Além disso:

• interpretar e descrever problemas e situações textualmente;
• desenvolver e executar um cronograma de estudo contínuo;
• consultar, organizar e resumir fontes de pesquisa diversas (bibliotecas e internet).

Atividades

Aula expositiva

As aulas ocorrerão presencialmente. O professor disponibilizará conteúdo em texto ou vídeo com antecedência, que deve ser estudado antes e depois das aulas correspondentes. Durante o horário das aulas, haverá revisão e discussão dos conteúdos e exercícios e @s estudantes devem participar levantando questões, dúvidas, sugestões, ou possivelmente resolvendo os problemas solicitados. A qualquer momento, estudantes podem tirar dúvidas com o professor.

Testes

Durante o semestre, serão propostos vários testes a serem realizados e corrigidos automaticamente via Google Sala de Aula. Os testes servem para reforçar os conceitos vistos em sala e podem ser refeitos até o prazo estipulado.

Listas de exercícios para fixação

Serão sugeridas diversas listas de exercícios para fixação para serem realizados em casa ou nas aulas de laboratório. O conteúdo das listas é considerado parte integrante do curso. Há tanto questões teóricas quanto práticas. Implementar os programas solicitados nas questões serve como um exercício mais simples antes das tarefas de programação. Os exercícios são compostos de questões abertas, então pode não haver uma única resposta correta. Recomenda-se tentar fazer esses exercícios tanto individualmente quanto em grupo, desde que todos participem ativamente da resolução dos exercícios. Dúvidas sobre as questões e sugestões de soluções podem ser solicitadas aos monitores nas aulas de laboratório ou horários de atendimento. Alguns exercícios selecionados serão apresentados em aula. Sugestões de soluções para esses exercícios serão disponibilizadas nos próprio material de aula.

Não é obrigatório entregar as listas, mas tentar resolvê-las e submeter as respostas no repositório (mesmo que incompletas ou incorretas) ajudará a manter uma atividade regular de programação, o que será bonificado com nota de participação.

Tarefas

Haverá diversas tarefas que servirão de avaliação da disciplina. O número previsto de tarefas é 15 e pode mudar a depender do andamento da turma. As tarefas são individuais, exceto quando especificado o contrário. Cada tarefa é um conjunto de um ou mais exercícios de programação ou trabalhos mais elaborados, que deverão ser implementados na linguagem de programação C. Todas as tarefas devem ser desenvolvidas em um repositório de controle de versões Git, utilizando a infraestrutura do IC https://gitlab.ic.unicamp.br/. Para criar uma conta, logue-se no sistema utilizando a senha fornecida pelo IC. Cada estudante terá um repositório de nome raXXXXXX, em que XXXXXX corresponde ao número de RA.

A sequência das atividades será a seguinte:

1. O enunciado da tarefa é publicado após ou simultaneamente os conteúdos correspondentes serem ministrados.

2. Um conjunto de arquivos auxiliares da tarefa será inserido automaticamente no repositório pessoal em um diretório de nome tarefaNN, onde NN é o número da tarefa. Esses arquivos auxiliares podem ser acessados bastando executar o comando git pull na cópia de trabalho pessoal.

3. @ estudante realiza os vários exercícios da tarefa, alterando ou incluindo novos arquivos no repositório correspondente. À medida em que cada pequeno passo for realizado, deve-se fazer um git commit com uma mensagem adequada. É obrigatório que todo o desenvolvimento da tarefa seja registrado utilizando o controle de versões, isso é, não escreva suas tarefas e copie de outros locais e faça commit mesmo dos programas não prontos, parcialmente escritos. Adicione mensagens de commit adequadas descrevendo as modificações realizadas. Tarefas que não tenham histórico de commits ou submetidas por outros meios serão desconsideradas.

4. A cada pequena parte implementada, deve-se testar o programa. Para isso, deve-se executar em um terminal python3 testar.py, o que executará um script de teste fornecido juntamente com os arquivos auxiliares. Além desses, pode ser necessário criar outros testes.

5. Terminada a hora de trabalho, @ estudante executa o comando git push. Isso enviará as alterações para o repositório remoto. Além disso, ativará um script de correção, que testará automaticamente a tarefa (utilizando os mesmos arquivos auxiliares e/ou outros testes). O resultado dessa correção ficará anotada na planilha de notas disponibilizada para cada aluno.

As tarefas serão corrigidas pelo sistema de correção automática e por um@ monitor@. Até o final do semestre, o professor irá verificar as correções e poderá revisar a nota das tarefas para cima ou para baixo. Uma vez terminada a tarefa e após ela ter passado nos testes automáticos, deve-se solicitar a correção ao monitor clicando-se no botão correspondente da interface de notas (com exceção das tarefas que forem marcadas para correção automática apenas). @s estudantes são encorajad@s a mostrar e conversar sobre suas dúvidas e seus códigos com os monitores, pessoalmente ou via chat e videoconferência, sempre que desejarem nos canais de atendimento.

A cada tarefa será atribuído um conceito com os seguintes significados:

• A: a tarefa foi executada satisfatoriamente; deve-se prosseguir à proxima atividade;
• B: os objetivos mínimos foram alcançados, mas há questões pontuais que podem ser melhoradas; deve-se prosseguir à proxima atividade;
• C: nem todos os objetivos mínimos foram alcançados; a tarefa é considerada aprovada, mas recomenda-se corrigi-la e submeter novamente;
• D: a tarefa não foi realizada, ou os objetivos não foram satisfeitos; é obrigatório refazer a tarefa.

Prazos

A disciplina adotará um método de avaliação contínua e individualizado. Assim, as tarefas serão divulgadas continuamente, de acordo com os conteúdos ministrados, mas cada um@ poderá levar mais tempo ou menos tempo para executá-las, de acordo com seu aprendizado sobre o conteúdo. As regras são as seguintes:

• Cada tarefa terá um prazo de pelo menos uma semana a partir da publicação.

• Para a maioria das tarefas haverá também uma segunda chance de submeter ou ressubmeter a tarefa até uma data determinada. As notas das tarefas submetidas aos monitores apenas na segunda chance serão descontadas em 20%.

• As tarefas serão corrigidas em cerca de uma semana após o prazo e no máximo em 15 dias após o prazo.

É responsabilidade de cada um@ organizar e dividir o tempo para realizar cada atividade. É proibido acumular tarefas deliberadamente: estudantes com tarefas atrasadas que não tiverem nenhuma atividade no repositório por duas semanas devem apresentar justificativa ao professor. Caso um estudante não mantenha atividade no repositório por três semanas e não apresente justificativa, será presumida a desistência da disciplina, não sendo possível deixar para enviar as tarefas “no final”.

Avaliação

A nota da disciplina será composta de duas partes

1. A média ponderada M das notas de todas as tarefas, valendo de 0 a 10.
2. A média ponderada T das notas de todos os testes, valendo de 0 a 10.

Serão considerad@s aprovad@s estudantes que tiverem pelo menos 75% de presença e que obtiverem médias M ≥ 6 e T ≥ 6. Nesse caso, a nota de aproveitamento será A=0,9M+0,1T. Do contrário, a nota de aproveitamento do semestre será A=mínimo{4,M}.

Nota de participação

Os estudantes aprovados terão um bônus de até um ponto na média M, atribuído pelo professor, dependendo de sua participação e atividade regular na disciplina. Para garantir a nota máxima de participação, deve-se manter atividade regular no repositório git, realizando inclusões e alterações de pelo menos 200 linhas de código em arquivos .c ou .h no repositório em cada semana. Vocês podem incluir no repositório trechos de códigos das listas de exercícios para fixação realizados individualmente, ou em grupo (nesse caso, é obrigatório fazer um comentário indicando as pessoas com quem colaborou).

Exame

Aquel@ estudante com pelo menos 75% de presença e com nota 2,5 ≤ A < 5 poderá realizar exame. Como exame, o professor solicitará a realização de um subconjunto das tarefas e atribuirá nota E. As tarefas do exame deverão ser completadas e submetidas no sistema e apresentadas ao professor por vídeoconferência até o dia 10/12/2024 em horário acordado com o professor (o laboratório ficará disponível no horário de aula para os estudantes que não dispuserem de computador pessoal). Para estudantes que fizerem o exame, a nota final será mínimo{5,(A+E)/2}.

Fraude

Em caso de fraude (plágio, atestado falso, assinar lista de presença por colegas, abandonar aula após a chamada ou assinar lista, usar bibliotecas não permitidas, copiar quaisquer trechos da internet sem autorização expressa, mostrar ou distribuir laboratório de programação individual, cola independentemente de origem, consulta a material proibido, uso de ferramentas para criação de código, tentar burlar testes automáticos, etc.), os envolvidos serão reprovados com nota 0 e será registrada a ocorrência no histórico escolar. Fique atento:

• Cada um@ é responsável por manter seguros os arquivos de seu repositório. Não compartilhe sua senha nem deixe cópias de arquivos em computadores compartilhados.
• É proibido utilizar ajuda de terceiros (colegas, amigos, professores particulares, etc.) para realizar as tarefas sem autorização expressa do professor da disciplina.
• É permitido compartilhar e discutir sobre trechos de código apenas dos exercícios para fixação. Sempre que utilizar trechos de código de outras pessoas ou de outras fontes, deve-se indicar isso explicitamente.
• É permitido tirar dúvidas e discutir a respeito de tarefas de programação com colegas e monitores. Mas toda discussão deve ser feita em canais abertos e não é permitido compartilhar algoritmos para resolver a tarefa (em português, código ou pseudocódigo) nem ideias prontas de solução etc.
• O material disponibilizado e os trabalhos submetidos nas avaliações são para uso exclusivo da disciplina. Não compartilhem seus trabalhos mesmo após o término da disciplina. Se desejar publicar algum trabalho que realizou, converse antes com o professor.
• Cláusula de arrependimento: se você cometer qualquer tipo de fraude, mas reconhecê-la antes de ser comunicad@, então o professor irá relaxar as ações acima por ações locais.

Conteúdo e bibliografia

O professor não seguirá nenhum livro específico. O conteúdo abordado é coberto por capítulos dos livros listados a seguir.

1. T. Cormen, C. E. Leiserson, R. L. Rivest, C. Stein. Algoritmos - Teoria e Prática. Campus, 2002.
2. R. Sedgewick, Algorithms in C. Addison-Wesley, 1990.
3. D. E. Knuth, The Art of Computer Programming, Vol I. Addison-Wesley, 1978.
4. A. V. Aho, J. E. Hopcroft, J. Ullmann. Data Structures and Algorithms. Addison-Wesley, 1983.
5. W. Celes, R. Cerqueira, J. L. Rangel. Introdução a Estruturas de Dados. Campus, 2004.
6. M. J. Folk e B. Zoellick. File Structures. Addison-Wesley, 1992.
7. F. Lorenzi, P. N. de Mattos, T. P. de Carvalho. Estruturas de Dados. Thomson, 2007.
8. S. L. Pereira. Estruturas de Dados Fundamentais. Érica, 1996.
9. E. M. Reingold e W. J. Hanson, Data Structures. Little-Brown, 1983.
10. J. L. Szwarcfiter e L. Markenzon. Estruturas de Dados e Seus Algoritmos. Editora LTC, 1994.
11. N. Wirth, Algorithms + Data Structures = Programs. Prentice-Hall, 1976.
12. A. M. Tenembaum. Estruturas de Dados Usando C. Makron Books, 1995.
13. N. Ziviani. Projeto de Algoritmos. Thomson, 2004.

As principais referências são os livros [1] e [2] (particularmente para conteúdos de árvores rubro-negra, árvores B, etc). O livro [3] é um livro clássico em computação e aborda tanto estruturas elementares quanto estruturas mais avançadas (como generalizações de árvores e listas). Alguns exercícios propostos foram retirados ou inspirados pelas demais referências (em particular, [4], [10], [11] e [12]). Embora estejam listadas as edições clássicas dos livros, as edições mais novas também podem ser consultadas sem prejuízo do conteúdo a ser visto; há alguns exemplares disponíveis na biblioteca. Além dos livros, pesquisar com cuidado na internet também é um bom jeito de aprender. Procure os verbetes correspondentes às estruturas vistas na Wikipédia. Você pode visualizar vários dos algoritmos estudados no site em http://visualgo.net/.

Material didático

A página da disciplina conterá um material de apoio para estudo, que inclui um tutorial para programar em C, slides apresentados em sala de aula e exercícios para prática de programação. Os slides da disciplina foram construídos pelo prof. Rafael e por mim e servem apenas para revisar a discussão em sala e não formam uma referência completa do conteúdo. Para o estudo, é recomendado que @ estudante, principalmente, pratique programação resolvendo e implementando os exercícios propostos e, além disso, busque e estude exemplos de código-fonte nos capítulos correspondentes dos livros-textos. A página também inclui alguns tutoriais para instalar o ambiente, configurar um editor, utilizar git e depurar programas. Esses tutoriais foram gentilmente criados por monitores de diversos semestres.

Aulas e atendimento

As aulas expositivas com o professor ocorrerão das 19 às 21h às quartas e quintas, no CB13. As aulas de laboratório ocorrerão às terças das 21 às 23h na sala 300 no IC 3. Nessas aulas, @s monitor@s irão esclarecer o enunciado das tarefas, realizar exercícios e tirar outras dúvidas, além de fornecer o atendimento individualizado.

O atendimento e comunicação entre estudantes, professor e monitores serão feitos via Discord. Cada estudante receberá um link por e-mail com o convite para se cadastrar no servidor. Você pode utilizar uma conta de Discord pessoal existente, mas deve alterar seu apelido visível no servidor da disciplina para seu nome completo e número de RA (e.g., Fulano da Silva (123456)). Se preferir, também pode criar uma conta nova com e-mail institucional.

É recomendável utilizar o Discord a partir do computador (utilizando o programa para desktop ou o site), mas também é possível baixar e instalar o aplicativo de celular disponível.

Todos podem escrever e ler as mensagens nas salas de atendimento e vocês são fortemente encorajados tanto a fazer perguntas quanto a responder dúvidas de colegas. Vocês também podem discutir quaisquer outros assuntos relacionados à disciplina que acharem interessante. O professor e os monitores acompanharão as conversas e tentarão responder sempre que possível. Pelo menos um monitor ficará disponível no chat nos horários de atendimento marcados. A tabela com os horários de antedimento estará disponível no Discord e pode sofrer alterações de acordo com a demanda de estudantes e disponibilidade dos monitores. Observações importantes:

1. Observe os horários de atendimento com atenção e siga as regras descritas no servidor do Discord.

2. O professor responderá dúvidas gerais durante as aulas após a parte inicial com a exposição do conteúdo. Para conversar pessoalmente e individualmente com o professor, você deve solicitar um horário ao professor via Discord com antecedência, que poderá atendê-lo ou na sala do professor (sala 12), ou via videoconferência, a depender da disponibilidade.

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