计算机二级公共基础课件PPT版2

2.2 数据结构

数据结构的定义 数据的逻辑结构和存储结构 数据结构的图形表示 线性结构与非线性结构
2.2.1 数据结构研究的主要内容
当今计算机应用的特点：

所处理的数据量大且具有一定的关系； 对其操作不再是单纯的数值计算，而更多地是需要对 其进行组织、管理和检索。
应用举例1——学籍档案管理
在制定教学计划时，需要考虑各门课程的开设顺 序。有些课程需要先导课程，有些课程则不需要，而有 些课程又是其他课程的先导课程。比如，计算机专业课 程的开设情况如下表1-2所示：
计算机专业学生的必修课程 课程编号 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 课程名称 程序设计基础 离散数学 数据结构 汇编语言 算法分析与设计 计算机组成原理 编译原理 操作系统 高等数学 线性代数 普通物理 数值分析 需要的先导课程 编号 无 C1 C1，C2 C1 C3，C4 C11 C5，C3 C3，C6 无 C9 C9 C9，C10，C1

课程先后关系的图形描形式：
c4 c2 c1 c3 c12 c9 c10 c6 c11 c8 c5 c7
图 1-2 计算机专业必修课程开设先后关系

特点
l 课程之间的先后关系用图结构描述； l 通过实施创建图结构，按要求将图结构中的顶点进行 线性排序。

结论：
数据结构主要研究以下三个方面的问题：
3、数据的运算：检索、排序、插入、删除、修改等。
线性结构
A , B , C , ··· ·· ，X ,Y , Z ··
线性表——结点间是以线性关系联结
学 生 成 绩 表 学号 9861109 9861107 9861103 姓名 张卓 刘忠赏 胡孝臣 成绩 100 95 86
数据结构可描述为 Group=（D，R）
2.2.2 基本概念和术语
数据结构是一门研究数据组织、 存储和运算的一般方法的学科。
计算机管理图书问题 在图书馆里有各种卡片：有按书名编排的、 有按作者编排的、有按分类编排 如何将查询图书的这些信息存入计算机中 既要考虑查询时间短，又要考虑节省空间
2.2.2 基本概念和术语
数据结构是一门研究数据组织、 存储和运算的一般方法的学科。
2. 基本数据结构与算法
2.1 算法
2.1.1 算法(algorithm)基本概念 对特定问题求解步骤的一种描述，它是 指令的有限序列，其中每一条指令表示一个 或多个操作。它是一组严谨地定义运算顺序 的规则，并且每一个规则都是有效的，且是 明确的，此顺序将在有限的次数下终止。 算法具有有穷性、确定性、可行性、输 入和输出（拥有足够的情报）等５个重要特 性。
2.2.2 基本概念和术语
数据结构是一门研究数据组织、 存储和运算的一般方法的学科。
对数据结构中的节点进行 操作处理 (插入、删除、修改、查找、排序)
数据元素(Data Element)
数据元素是数据的基本单位，即数据 集合中的个体。
有时一个数据元数可由若干数据项 (Data Item)组成。数据项是数据的最小 单位。
2.1.2 算法的基本要素 1、对数据对象的运算和操作

算术运算 逻辑运算 关系运算 数据传输 算法中各操作之间的执行顺序 描述算法的工具通常有传统流程图、N-S结构化流 程图、算法描述语言等 一个算法一般可以用顺序、选择、循环三种基本机 构组合而成。
2、算法的控制结构


2.1.3 算法设计基本方法
最简单的办法之一是建立一张表， 每一本书的信息在表中占一行，如
数据元素在 2.2.2 基本概念和术语 计算机中的表示 数据结构是一门研究数据组织、 存储和运算的一般方法的学科。
如何将0,1,2,3,4,5,6,7,8,9这10个数存放在 计算机中能最快地达到你所需要的目的？ 目的不同，最佳的存储方方法就不同。 从大到小排列：9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 输出偶数：0,2,4,6,8,1,3,5,7,9
B．非线性结构
树形结构 图形结构
2、数据的存储结构
(亦称物理结构)
A 顺序存储 B 链式存储
3、数据的运算：检索、排序、插入、删除、修改等。
存储地址 存储内容
Lo 元素1 元素2 ……..
顺 序 存 储
Lo+m
Lo+(i-1)*m
元素i
…….. Lo+（n-1)*m
元素n 每个元素所占用 的存储单元个数



列举法 归纳法 递推 递归（以简洁的形式设计和描述算法） 减半递推技术 回溯法
2.2 算法复杂度
2.2.1 时间复杂度



依据算法算法编制的程序在计算机上运行时 所消耗的时间来度量。通常有事后统计法和事 前分析估算法。 一个算法是由控制结构（顺序、分支和循环） 和原操作构成的，算法时间取决于两者的综合 效果。 算法中基本操作重复执行次数n和算法执行时 间同步增长，称作算法的时间复杂度。
△ 用程序实现某一功能。有许多方法。具 体用哪种完全取决于程序员个人的思维方 式。因此，程序是脑力劳动的结晶，从某 种意义上，编程又是一门艺术。 △ 程序的特殊性决定了程序的复杂性，且 与实现功能的复杂性密切相关成正比。因 此为使复杂的、智力的编程工作规范化、 科学化，便出现了各种编程设计方法。如 结构化编程方法、面向对象的程序设计方 法等。
数据元素亦称节点或记录。
数据结构可描述为 Group=（D，R）
有限个数据元素的集合
有限个节点间关系的集合
数据结构可描述为 Group=（D，R）
线性表
A．线性结构
1．数据的逻辑结构 数 据 结 构 的 三 个 方 面
栈
队
B．非线性结构
树形结构 图形结构
2、数据的存储结构
A 顺序存储
B 链式存储
Loc(a)=Lo+（i-1)*m
顺序存储结构常用于线性 数据结构，将逻辑上相邻 的数据元素存储在物理上 相邻的存储单元里。 顺序存储结构的三个弱点： 1.作插入或删除操作时，需移动大量元数。

在计算机中，算法是指
A) 加工方法 C) 排序方法 B) 解题方案的准确而完整的描述 D) 查询方法

算法分析的目的是 算法的工作量大小和实现算法所需的存储单 元多少分别称为算法的 【1】 。
A) 找出数据结构的合理性 B) 找出算法中输入和输出之间的关系 C) 分析算法的易懂性和可靠性 D) 分析算法的效率以求改进
全国计算机等级考试
二级公共基础知识
(2)
2003.11.
2004.2
１.程序设计基本概念
1.1 计算机工作原理

通过工作原理了解，熟悉计算机内部 执行功能的基本意义。为理解程序打 下基础，特别理解计算机是机器。
1.2 程序概念

什么是程序？
△ 指令的集合。（解释指令） △ 通过硬件控制系统自动完成某一 功能。 △ 通过一系列代码实现。

数据的逻辑结构 数据的存储结构 对各种数据结构进行的运算
2.2.2 基本概念和术语
数据结构是一门研究数据组织、 存储和运算的一般方法的学科。
2.2.2 基本概念和术语
数据结构是一门研究数据组织、 存储和运算的一般方法的学科。 整数(1,2)、实数(1.1,1.2) 能输入到计算机中 字符串(Beijing)、 并能被计算机程序处理的 图形、声音。 符号的集合。
2.2.2 算法的空间复杂度


一般是指执行这个算法所需要的内存空间 一个算法所占用的存储空间包括算法程序所 占的空间、输入的初始数据所占的存储空间 以及某种数据结构所需要的附加存储空间 一个上机执行的程序除了需要存储空间来 寄存本身所用指令、常数、变量和输入数据 外，也需要一些对数据进行操作的工作单元 和存储一些为实现计算所需信息的辅助空间。
△ 不管用什么方法编程，不管编程者智力程 度如何，不管采用什么样的编程语言和方 法，程序最终完成的功能稳定、可靠、实 用、易维护和安全等是程序的最终目标， 也是程序员的追求。 △ 程序设计是一个复杂艰巨的过程。编写代 码仅是程序设计的一部分。必须先有思想， 再有方法，然后才是编写代码，且要经过 许多反复，不可急功近利。
假设一个学籍档案管理系统应包含如下表1-1所示的学生
信息。
学 号 99070101 99070102 99070103 99070104
......
姓 名 李 军 王颜霞 孙 涛 单晓宏
......
学生基本情况 性 别 出生年月 男 80．12 女 81．2 男 80．9 男 81．3
...... ......
线性表
A．线性结构
1．数据的逻辑结构 数 据 结 构 的 三 个 方 面
栈
队
B．非线性结构
树形结构 图形结构
2、数据的存储结构
A 顺序存储
B 链式存储
3、数据的运算：检索、排序、插入、删除、修改等。
树形结构
全校学生档案管理的组织方式 计算机程序管理系统也是典型的树形结构
A
D B C
E
F
G
H
A B C D
E
F
G
H
树形结构 —— 结点间具有分层次的连接关系
线性表 A．线性结构 1．数据的逻辑结构 数 据 结 构 的 三 个 方 面 栈 队
B．非线性结构
树形结构 图形结构
2、数据的存储结构
(亦称物理结构)
A 顺序存储 B 链式存储
3、数据的运算：检索、排序、插入、删除、修改等。
图形结构——节点间的连结是任意的
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