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Algorithms

Algorithms

This textbook grew out of a collection of lecture notes that I wrote for variousalgorithms classes at the University of Illinois at Urbana-Champaign, which Ihave been teaching about once a year since January 1999. Spurred by changesof our undergraduate theory curriculum, I undertook a major revision of mynotes in 2016; this book consists of a subset of my revised notes on the mostfundamental course material, mostly reflecting the algorithmic...

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Gonzalo Gelado Rodríguez
38 weeks ago
EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL RECURSO COMO MATERIAL DE APRENDIZAJE EN LOS ESTUDIOS DE GRADO DE INGENIERÍA INFORMÁTICA DE LA UPM. Description: - Overview: El recurso Algorithms de Jeff Erickson es un libro de texto de acceso abierto orientado a estudiantes universitarios de nivel intermedio o avanzado en carreras como Ingeniería en Computación, Ciencias de la Computación e Informática. El contenido cubre una amplia gama de temas fundamentales en el diseño y análisis de algoritmos, incluyendo paradigmas como divide y vencerás, programación dinámica, algoritmos voraces, backtracking, teoría de grafos y NP-completitud. Cada capítulo está cuidadosamente estructurado con explicaciones teóricas, diagramas ilustrativos y numerosos ejercicios propuestos. Como Open (Access) Textbook, puede ser utilizado como texto principal en asignaturas universitarias, como material de consulta para proyectos, o como recurso de estudio independiente. Aunque no incluye elementos multimedia ni interacción digital, ofrece una base sólida para adquirir competencias clave en resolución algorítmica, análisis de eficiencia y razonamiento computacional. Este recurso es ideal para quienes deseen desarrollar una comprensión profunda y rigurosa de los algoritmos y su aplicación en problemas computacionales complejos. - Type of Material: Open (Access) Textbook. Includes Images/graphics and Links to related material - Technical Requirements: Programa y equipo que permita visualizar ficheros PDF y disponga de conexión a Internet. - Learning Goal(s): 1. Comprender y utilizar los principales tipos abstractos de datos 2. Comprender las técnicas de programación (recursión, backtracing)... 3. Comprender y utilizar los algoritmos más comunes para recorridos en grafos (búsquedas, caminos mínimos, árboles generadores...) 4. Comprender y aplicar los principios de complejidad algorítmica para mejorar la eficiencia en computación, memoria y tiempo. - Recommended Use(s): El libro Algorithms de Jeff Erickson puede ser utilizado de diversas maneras dentro de un curso universitario o en el aprendizaje autónomo, dependiendo del contexto académico y del nivel del estudiante: 🏫 Uso en cursos formales Como texto base o de referencia principal en asignaturas de "Diseño y Análisis de Algoritmos", "Estructuras de Datos Avanzadas" o "Teoría de la Computación". Para tareas o deberes (homework): los ejercicios propuestos al final de cada capítulo pueden asignarse como práctica individual o grupal. Como lectura previa o complementaria para reforzar los contenidos vistos en clase. 📚 Uso como material de apoyo En preparación para exámenes de algoritmos o certificaciones técnicas. Para proyectos finales, como fuente teórica para fundamentar soluciones algorítmicas. En cursos de programación competitiva o preparación para entrevistas técnicas, como referencia para estructuras de datos y técnicas avanzadas. 🔗 Materiales o actividades complementarias sugeridas Implementación práctica de los algoritmos descritos en lenguajes como Python, Java o C++. Uso conjunto con plataformas de ejercicios como LeetCode, HackerRank o Codeforces. Discusión de los problemas en foros académicos o sesiones de grupo. Complementar con recursos visuales o simuladores interactivos cuando sea necesario (por ejemplo, visualizadores de recorridos en grafos o ejecución de algoritmos paso a paso). - Target Student Population: Estudiantes de grado de carreras relacionadas con la programación y/o computación, estudiantes de ciclo superior de ámbitos relacionados con la programación y/o computación y estudiantes autodidactas de las disciplinas antes mencionadas. - Prerequisite Knowledge:. - Conocimientos medios en algún lenguaje de programación - Conocimientos medios en álgebra - Conocimientos medios en lógica proposicional (especialmente en la simbología) - Conocimientos medios/avanzados en matemáticas discretas, especialmente en el ámbito de grafos, digrafos, árboles, y recorridos en éstos con algoritmos generadores de peso mínimo. - Conocimientos básicos en los principales Tipos Abstractos de Datos y las principales Estructuras de Datos (Listas, Pilas, Colas, Hashmaps...) - Nivel de inglés B1-B2 o superior. Evaluations and Observations - Quality of Content: - Lista Fortalezas de la calidad del contenido: ✅ Rigor académico y claridad teórica Explica los fundamentos de algoritmos con profundidad matemática, utilizando definiciones precisas, demostraciones formales y ejemplos bien elaborados. ✅ Cobertura amplia y actualizada Incluye una gran variedad de temas esenciales y avanzados: algoritmos clásicos, estructuras de datos, programación dinámica, teoría de grafos, geometría computacional, y NP-completitud. ✅ Organización lógica y progresiva El contenido está estructurado de forma secuencial, lo que facilita el aprendizaje desde conceptos básicos hasta temas complejos. ✅ Ejercicios desafiantes y variados Cada capítulo contiene ejercicios bien diseñados que fomentan el pensamiento crítico y la resolución de problemas de forma activa. ✅ Accesibilidad libre y gratuita El libro está disponible en formato PDF de acceso abierto, lo que permite su uso sin restricciones económicas o licencias privativas. ✅ Autor reconocido y con experiencia docente Jeff Erickson es profesor con trayectoria en la Universidad de Illinois (UIUC), y el texto refleja años de experiencia enseñando algoritmos a nivel universitario. ✅ Lenguaje técnico accesible (dentro del contexto académico) Aunque avanzado, el libro utiliza un estilo claro y directo, lo que lo hace accesible a estudiantes con buena base previa. ✅ Diseño visual funcional Los diagramas y esquemas apoyan la comprensión sin distraer, con un estilo limpio y coherente. - Lista Preocupaciones de la calidad del contenido: - Es un documento muy largo, que puede requerir incluso meses para lograr comprender y aprender todos los conceptos expuestos. - Algunos gráficos podrían ser poco accesibles para personas con visibilidad reducida, pues LaTeX no renderiza nativamente opciones de accesibilidad para los entornos matemáticos. - Si bien el contenido teórico como tal es muy poco probable que se quede obsoleto, es cierto que podrían desarrollarse nuevos algoritmos más eficientes que los descritos en el documento, aunque es poco probable. - Potential Effectiveness as a Teaching/Learning Tool: - Lista Fortalezas de la efectividad del recurso como una herramienta de aprendizaje: - Es un documento muy largo, que puede requerir incluso meses para lograr comprender y aprender todos los conceptos expuestos. - Algunos gráficos podrían ser poco accesibles para personas con visibilidad reducida, pues LaTeX no renderiza nativamente opciones de accesibilidad para los entornos matemáticos. - Si bien el contenido teórico como tal es muy poco probable que se quede obsoleto, es cierto que podrían desarrollarse nuevos algoritmos más eficientes que los descritos en el documento, aunque es poco probable. - Potential Effectiveness as a Teaching/Learning Tool - Lista Fortalezas de la efectividad del recurso como una herramienta de aprendizaje: - El documento es de gran calidad técnica e incorpora una importante orientación didáctica. - La maquetación del documento permite descargarlo en versiones de imprenta o incorporarlo a lectores de libros electrónicos, lo que facilita su uso como material docente. - El gran rigor del documento lo faculta incluso para ser currículo oficial de alguna asignatura o incluso ciclo superior al respecto. - Lista Preocupaciones de la efectividad del recurso como una herramienta de aprendizaje: Ausencia de interactividad Al ser un recurso estático (sin elementos multimedia ni ejercicios interactivos), puede no captar la atención de estudiantes que aprenden mejor de forma visual o kinestésica. Curva de dificultad elevada Su enfoque riguroso y matemático puede resultar intimidante para principiantes o personas sin una base sólida en lógica o programación. Falta de retroalimentación inmediata No incorpora sistemas de corrección automática o guías paso a paso, lo que puede dificultar la identificación de errores o la autocomprobación del aprendizaje. Escasa contextualización práctica Aunque hay ejemplos, puede carecer de conexiones explícitas con aplicaciones del mundo real, lo que reduce la motivación de algunos estudiantes. Estilo demasiado formal o denso El tono académico y el nivel de abstracción pueden desmotivar a lectores que prefieren una narrativa más accesible o más informal. Dependencia de la autodisciplina del estudiante Requiere altos niveles de autonomía y motivación personal, por lo que puede no ser efectivo en entornos donde los estudiantes necesitan mayor acompañamiento. No contempla diferentes estilos de aprendizaje Está centrado en el aprendizaje lógico-analítico, sin incorporar actividades que potencien otros estilos como el colaborativo, el visual o el experiencial. Poca adaptabilidad al nivel del lector No ofrece rutas diferenciadas para distintos niveles (básico, intermedio, avanzado), lo que puede generar frustración o aburrimiento según el perfil del lector. Limitado como único recurso de enseñanza Por sí solo, puede no ser suficiente para alcanzar un aprendizaje completo si no se complementa con clases, tutorías, o recursos digitales interactivos. - Ease of Use: - Lista Fortalezas de la facilidad de uso del recurso: - Documento accesible tanto por personas con cualquier tipo de discapacidad como por cualquier dispositivo electrónico que pueda leer PDFs, e incluso imprimible, pues dispone de versión adaptada para imprenta. - Aunque dispone de links a recursos externos, es autosuficiente y autocontenido en el contenido y sus recursos. - Gran claridad y corrección técnica/matemática. - La maquetación es de calidad comparable e incluso superior a la de un libro de una editorial profesional. - Orden lógico del documento adecuado e indicado en el índice, que permite ir adquiriendo el conocimiento de manera lineal. - Lista Preocupaciones de la facilidad de uso del recurso: - Requiere un conocimiento B1-B2 (o superior) de inglés para poder comprenderse. - Podría necesitarse ayuda de un docente si no se dispone de la madurez necesaria para ser autodidacta, dada la complejidad y extensión del documento. Nota: La redacción de la presente se ha complementado con el uso de un modelo de lenguaje de IA generativa de textos, de acuerdo a las instrucciones facilitadas al respecto.
Gonzalo Gelado Rodríguez
38 weeks ago
EVALUATION OF THE QUALITY OF THE RESOURCE AS A LEARNING MATERIAL IN COMPUTER ENGINEERING UNDERGRADUATE STUDIES AT UPM. Description: - Overview: The Algorithms resource by Jeff Erickson is an open-access textbook aimed at intermediate or advanced level university students in computer engineering, computer science, and computer science programs. The content covers a wide range of fundamental topics in algorithm design and analysis, including paradigms such as divide and conquer, dynamic programming, greedy algorithms, backtracking, graph theory, and NP-completeness. Each chapter is carefully structured with theoretical explanations, illustrative diagrams, and numerous suggested exercises. As an Open (Access) Textbook, it can be used as a main text in university courses, as reference material for projects, or as an independent study resource. Although it does not include multimedia elements or digital interaction, it provides a solid foundation for acquiring key skills in algorithmic solving, efficiency analysis, and computational reasoning. This resource is ideal for those who wish to develop a deep and rigorous understanding of algorithms and their application to complex computational problems. - Type of Material: Open (Access) Textbook. Includes images/graphics and links to related material. - Technical Requirements: Program and equipment capable of viewing PDF files and an internet connection. - Learning Goal(s): 1. Understand and use the main abstract data types. 2. Understand programming techniques (recursion, backtracing). 3. Understand and use the most common algorithms for graph traversals (searches, shortest paths, spanning trees). 4. Understand and apply the principles of algorithmic complexity to improve computational, memory, and time efficiency. - Recommended Use(s): Jeff Erickson's Algorithms can be used in various ways within a university course or for independent learning, depending on the academic context and the student's level: 🏫 Use in formal courses As a base text or primary reference in courses such as "Algorithm Design and Analysis," "Advanced Data Structures," or "Theory of Computation." For homework: the exercises proposed at the end of each chapter can be assigned as individual or group practice. As pre- or supplementary reading to reinforce content covered in class. 📚 Use as support material In preparation for algorithm exams or technical certifications. For final projects, as a theoretical source to support algorithmic solutions. In competitive programming courses or preparation for technical interviews, as a reference for data structures and advanced techniques. 🔗 Suggested complementary materials or activities Practical implementation of the algorithms described in languages ​​such as Python, Java, or C++. Joint use with exercise platforms such as LeetCode, HackerRank, or Codeforces. Discussion of problems in academic forums or group sessions. Supplement with visual resources or interactive simulators when necessary (e.g., graph traversal viewers or step-by-step algorithm execution). - Target Student Population: Undergraduate students in programming and/or computer science-related programs, advanced-level students in programming and/or computer science-related fields, and self-taught students in the aforementioned disciplines. - Prerequisite Knowledge: - Intermediate knowledge of a programming language - Intermediate knowledge of algebra - Intermediate knowledge of propositional logic (especially symbology) - Intermediate/advanced knowledge of discrete mathematics, especially in the field of graphs, digraphs, trees, and traversals within them with minimum-weight generator algorithms. - Basic knowledge of the main Abstract Data Types and the main Data Structures (Lists, Stacks, Queues, Hashmaps, etc.) - English level B1-B2 or higher. Evaluations and Observations - Quality of Content: - List of strengths of content quality: ✅ Academic rigor and theoretical clarity Explains the fundamentals of algorithms with mathematical depth, using precise definitions, formal proofs, and well-developed examples. ✅ Comprehensive and up-to-date coverage Includes a wide variety of essential and advanced topics: classical algorithms, data structures, dynamic programming, graph theory, computational geometry, and NP-completeness. ✅ Logical and progressive organization The content is structured sequentially, making it easy to learn from basic concepts to complex topics. ✅ Challenging and varied exercises Each chapter contains well-discussed exercises. Signs that encourage critical thinking and active problem-solving. ✅ Open Access The book is available in open access PDF format, allowing its use without financial restrictions or proprietary licenses. ✅ Renowned Author with Teaching Experience Jeff Erickson is a professor with tenure at the University of Illinois (UIUC), and the text reflects years of experience teaching algorithms at the university level. ✅ Accessible Technical Language (within an academic context) Although advanced, the book uses a clear and direct style, making it accessible to students with a solid background. ✅ Functional Visual Design The diagrams and charts support understanding without being distracting, with a clean and coherent style. - List of Content Quality Concerns: - It is a very long document, which may require months to fully understand and learn all the concepts presented. - Some graphics may be difficult for people with reduced vision, as LaTeX does not natively render accessibility options for mathematical environments. - While the theoretical content itself is very unlikely to become obsolete, it is true that new, more efficient algorithms than those described in the document could be developed, although this is unlikely. - Potential Effectiveness as a Teaching/Learning Tool: - List of strengths of the resource's effectiveness as a learning tool: - It is a very long document, which may require months to fully understand and learn all the concepts presented. - Some graphics may be difficult for people with reduced vision, as LaTeX does not natively render accessibility options for mathematical environments. - While the theoretical content itself is very unlikely to become obsolete, it is true that new, more efficient algorithms than those described in the document could be developed, although this is unlikely. - Potential Effectiveness as a Teaching/Learning Tool - List of strengths of the resource's effectiveness as a learning tool: - The document is of high technical quality and incorporates significant didactic guidance. - The document's layout allows it to be downloaded in print versions or incorporated into e-book readers, making it easy to use as teaching material. - The document's high rigor even qualifies it as an official curriculum for a specific subject or even a higher education level. - List of concerns about the resource's effectiveness as a learning tool: Lack of interactivity Being a static resource (without multimedia elements or interactive exercises), it may not capture the attention of students who learn best visually or kinesthetically. High difficulty curve Its rigorous and mathematical approach can be intimidating for beginners or people without a solid foundation in logic or programming. Lack of Immediate Feedback It does not incorporate automatic correction systems or step-by-step guides, which can make it difficult to identify errors or self-check learning. Lack of Practical Contextualization Although there are examples, it may lack explicit connections to real-world applications, which reduces the motivation of some students. Overly Formal or Dense Style The academic tone and level of abstraction may discourage readers who prefer a more accessible or informal narrative. Dependence on Student Self-Discipline It requires high levels of autonomy and personal motivation, so it may not be effective in environments where students need more support. Does Not Consider Different Learning Styles It focuses on logical-analytical learning, without incorporating activities that enhance other styles such as collaborative, visual, or experiential learning. Poor Adaptability to the Reader's Level It does not offer differentiated paths for different levels (basic, intermediate, advanced), which can lead to frustration or boredom depending on the reader's profile. Limited as a sole teaching resource On its own, it may not be sufficient to achieve complete learning if not complemented by classes, tutorials, or interactive digital resources. - Ease of Use: - List of strengths of the resource's ease of use: - The document is accessible to people with any type of disability and to any electronic device that can read PDFs, and is even printable, as it has a version adapted for printing. - Although it includes links to external resources, it is self-sufficient and self-contained in terms of content and resources. - Great clarity and technical/mathematical accuracy. - The layout is of comparable or even superior quality to that of a book from a professional publisher. - Order logical approach to the appropriate document and indicated in the index, which allows for linear acquisition of knowledge. - List of concerns regarding the resource's ease of use: - Requires a B1-B2 (or higher) level of English to understand. - Teacher assistance may be required if the student is not mature enough to teach themselves, given the complexity and length of the document. Note: The writing of this document has been supplemented with the use of a generative AI language model for texts, according to the instructions provided.