逻辑结构和存储结构
什么是文件的逻辑结构和物理结构
什么是文件的逻辑结构和物理结构
文件的逻辑结构和物理结构是指文件存储结构的两种不同类型。逻辑结构是指文件在计算机系统内部是如何组织存储的结构。它主要是文件概念中的内容-编排结构，是一种管理文件内容的方式，一般来说，文件的逻辑结构就是要求文件中的内容应该按照什么顺序排列或组织，这取决于文件内容概念的类型。常见的逻辑结构有记录结构、层次结构和网状结构。
文件的物理结构是指文件在计算机磁盘上的实际存储结构。主要用来描述文件中各字段或数据项在物理磁盘上怎么存储的。文件的物理结构包括固定格式结构、变长格式结构和索引文件结构。
通常来说，文件的逻辑结构和物理结构是相互协调和互动的，文件逻辑结构制定文件如何组织和管理，而文件物理结构负责文件如何存储在计算机磁盘上。它们一起起到管理文件中的数据的作用，从而使得文件在存取时保持一致的状态，从而更加方便快捷地管理文件。
数据结构基础知识整理
数据结构基础知识整理
*名词解释1、数据：是信息的载体，能够被计算机识别、存储和加工处理。
*2、数据元素：是数据的基本单位，也称为元素、结点、顶点、记录。一个数据元素可
以由若干个数据项组成，数据项是具有独立含义的最小标识单位。
*3、数据结构：指的是数据及数据之间的相互关系，即数据的组织形式，它包括数据的
逻辑结构、数据的存储结构和数据的运算三个方面的内容。
*4、数据的逻辑结构：指数据元素之间的逻辑关系，即从逻辑关系上描述数据，它与数
据的存储无关，是独立于计算机的。
*5、数据的存储结构：指数据元素及其关系在计算机存储器内的表示。是数据的逻辑结
构用计算机语言的实现，是依赖于计算机语言的。
*6、线性结构：其逻辑特征为，若结构是非空集，则有且仅有一个开始结点和一个终端
结点，并且其余每个结点只有一个直接前趋和一个直接后继。
*7、非线性结构：其逻辑特征为一个结点可能有多个直接前趋和直接后继。
*8、算法：是任意一个良定义的计算过程，它以一个或多个值作为输入，并产生一个或
多个值作为输出；即一个算法是一系列将输入转换为输出的计算步骤。
*9、算法的时间复杂度T(n)：是该算法的时间耗费，它是该算法所求解问题规模n趋向无穷大时，我们把时间复杂度T(n)的数量级（阶）称为算法的渐近时间复杂度。
*10、最坏和平均时间复杂度：由于算法中语句的频度不仅与问题规模n有关，还与输入实例等因素有关；这时可用最坏情况下时间复杂度作为算法的时间复杂度。而平均时间复杂度是指所有的输入实例均以等概率出现的情况下，算法的期望运行时间。
数据结构的逻辑结构、存储结构及数据运算的含义及其相互关系
2007 C C C 语言的特点，简单的C 程序介绍，C 程序的上机步骤。1 、算法的概念2、简单的算法举例3、算法的特性4、算法的表示（自然语言、流程图、N-S 图表示） 1 、 C 的数据类型、常量与变星、整型数据、实型数据、字符型数据、字符串常量。2、 C 的运算符运算意义、优先级、结合方向。3、算术运算符和算术表达式，各类数值型数据间的混合运算。4、赋值运算符和赋值表达式。5、逗号运算符和逗号表达式。 1 、程序的三种基本结构。2、数据输入输出的概念及在C 语言中的实现。字符数据的输入输出，格式输入与输出。 1 、关系运算符及其优先级，关系运算和关系表达式。2、逻辑运算符及其优先级，逻辑运算符和逻辑表达式。3、if语句。if语句的三种形式，if语句的嵌套，条件运算符。4、switch 语句. 1 、while 语句。2、do/while 语句。3、for 语句。4、循环的嵌套。5、break 语句和continue 语句。1 、一维数组的定义和引用。2、二维数组的定义和引用。3、字符数组。4、字符串与字符数组。5、字符数组的输入输出。6、字符串处理函数1 、函数的定义。2、函数参数和函数的值，形式参数和实际参数。3、函数的返回值。4、函数调用的方式，函数的声明和函数原型。5、函数的嵌套调用。
6、函数的递归调用。
7、数组作为函数参数。
8、局部变量、全局变量的作用域。
9、变量的存储类别，自动变星，静态变量。1 、带参数的宏定义。2、“文件包含”处理。1 、地址和指针的概念。2、变量的指针和指向变量的指针变量。3、指针变量的定义
数据结构练习试卷1(题后含答案及解析)
数据结构练习试卷1(题后含答案及解析)
题型有：1. 选择题
选择题（每小题1分，共75分）下列各题A、B、C、D四个选项中，只有一个选项是正确的，请将此选项涂写在答题卡相应位置上，答在试卷上不得分。
1．数据结构主要研究数据的______。
A．逻辑结构
B．存储结构
C．逻辑结构和存储结构
D．逻辑结构和存储结构及其运算的实现
正确答案：D
解析：数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。数据结构一般包括三方面的内容：①数据之间的逻辑关系。从逻辑关系上描述数据，与数据的存储无关。②数据的存储结构。存储结构分为顺序结构和链式结构，是逻辑结构在计算机存储器中的表示，它包括数据元素的表示和关系的表示。③数据的运算。也就是在数据上所施加的一系列操作。只考虑操作的功能是怎样的，暂不考虑如何实现。综上所述，本题的正确答案为选项D。知识模块：数据结构
2．在数据结构中，结点(数据元素)及结点间的相互关系组成数据的逻辑结构。按逻辑结构的不同，数据结构通常可分为______两类。
A．线性结构和非线性结构
B．紧凑结构和稀疏结构
C．动态结构和静态结构
D．内部结构和外部结构
正确答案：A
解析：在数据结构中，结点(数据元素)及结点间的相互关系组成数据的逻辑结构。按逻辑结构的不同，数据结构通常可分为线性结构和非线性结构两类。本题正确答案为选项A。知识模块：数据结构
3．下面叙述不正确的是______。
A．算法的执行效率与数据的存储结构有关
B．算法的空间复杂度是指执行这个算法所需要的内存空间
C．算法的有穷性是指算法必须能在执行有限个步骤之后终止
数据结构综合题
四、综合题
2、简述下列概念：数据、数据元素、数据类型、数据结构、逻辑结构、存储结构、线性结构、非线性结构。
●数据：指能够被计算机识别、存储和加工处理的信息载体。
●数据元素：就是数据的基本单位，在某些情况下，数据元素也称为元素、结点、顶点、记录。数据元素有时可以由若干数据项组成。
●数据类型：是一个值的集合以及在这些值上定义的一组操作的总称。通常数据类型可以看作是程序设计语言中已实现的数据结构。
●数据结构：指的是数据之间的相互关系，即数据的组织形式。一般包括三个方面的内容:数据的逻辑结构、存储结构和数据的运算。
●逻辑结构：指数据元素之间的逻辑关系。
●存储结构：数据元素及其关系在计算机存储器内的表示，称为数据的存储结构.
●线性结构：数据逻辑结构中的一类。它的特征是若结构为非空集，则该结构有且只有一个开始结点和一
3、常用的存储表示方法有哪几种? 答：常用的存储表示方法有四种:
●顺序存储方法：它是把逻辑上相邻的结点存储在物理位置相邻的存储单元里，结点间的逻辑关系由存储单元的邻接关系来体现。由此得到的存储表示称为顺序存储结构，通常借助程序语言的数组描述。
●链接存储方法：它不要求逻辑上相邻的结点在物理位置上亦相邻，结点间的逻辑关系是由附加的指针字段表示。由此得到的存储表示称为链式存储结构,通常借助于程序语言的指针类型描述。
●索引存储方法：除建立存储结点信息外，还建立附加的索引表来标识结点的地址。组成索引表的索引项由结点的关键字和地址组成。若每个结点在索引表中都有一个索引项，则该索引表称之为稠密索引（Dense Index）。若一组结点在索引表中只对应一个索引项，则该索引表称为稀疏索引。
数据结构
数据结构是指同一数据元素类中各数据元素之间存在的关系。数据结构分别为逻辑结构、存储结构（物理结构）和数据的运算。数据的逻辑结构是对数据之间关系的描述，有时就把逻辑结构简称为数据结构。逻辑结构形式地定义为（K，R）（或（D，S）），其中，K是数据元素的有限集，R是K上的关系的有限集。
数据元素相互之间的关系称为结构。有四类基本结构：集合、线性结构、树形结构、图状结构（网状结构）。树形结构和图形结构全称为非线性结构。集合结构中的数据元素除了同属于一种类型外，别无其它关系。线性结构中元素之间存在一对一关系，树形结构中元素之间存在一对多关系，图形结构中元素之间存在多对多关系。在图形结构中每个结点的前驱结点数和后续结点数可以任意多个。
数据结构在计算机中的表示（映像）称为数据的物理（存储）结构。它包括数据元素的表示和关系的表示。数据元素之间的关系有两种不同的表示方法：顺序映象和非顺序映象，并由此得到两种不同的存储结构：顺序存储结构和链式存储结构。顺序存储方法：它是把逻辑上相邻的结点存储在物理位置相邻的存储单元里，结点间的逻辑关系由存储单元的邻接关系来体现，由此得到的存储表示称为顺序存储结构。顺序存储结构是一种最基本的存储表示方法，通常借助于程序设计语言中的数组来实现。链接存储方法：它不要求逻辑上相邻的结点在物理位置上亦相邻，结点间的逻辑关系是由附加的指针字段表示的。由此得到的存储表示称为链式存储结构，链式存储结构通常借助于程序设计语言中的指针类型来实现。索引存储方法：除建立存储结点信息外，还建立附加的索引表来标识结点的地址。散列存储方法：就是根据结点的关键字直接计算出该结点的存储地址。
逻辑结构的分类
逻辑结构的分类
逻辑结构可以根据其组织方式和元素间的关系来进行分类。以下是一些常见的逻辑结构分类：
1. 顺序结构：按照指定的顺序依次执行各个操作或语句，一步接一步地执行程序。
2. 选择结构：根据条件的真假选择不同的路径执行相应的操作或语句。常见的选择结构包括if语句和switch语句。
3. 循环结构：重复执行某个操作或语句，直到满足退出条件为止。常见的循环结构包括while循环、do-while循环和for循环。
4. 并行结构：多个操作或语句并发执行，没有明确的先后顺序。常见的并行结构包括多线程和多进程。
5. 嵌套结构：在一个结构内部嵌套另一个结构，形成层次结构。常见的嵌套结构包括if语句嵌套、循环语句嵌套等。
6. 递归结构：在定义中使用自身的结构，通过重复调用自身来解决问题。递归结构常见于数学和计算机科学中。
这些分类仅是逻辑结构的一些常见类型，实际上还有其他更细分的分类方式。不同的逻辑结构适用于不同的问题和场景，选择合适的结构可以提高程序的效率和可读性。
数据结构资料
数据（Data）：信息的载体，它能够被运算机识别、存储和加工处置。数据元素是数据大体单位。数据一样包括三个方面的内容:数据的逻辑结构、存储结构和数据的运算。数据元素之间的逻辑关系简称为数据结构,存储结构是数据元素及其关系在运算机存储器内的表示，称为数据的存储结构它分为线性结构和非线性结构。栈、队列、串等都是线性结构,非线性结构：数据逻辑结构中的另一大类，它的逻辑特点是一个结点可能有多个直接前趋和直接后继。数组、广义表、树和图等数据结构都是非线性结构。
数据项（Data Item）：具有独立意义的最小数据单位，是对数据元素属性的描述。数据项也称域或字段。
数据结构（Data Structure）：指的是数据之间的彼此关系，即数据的组织形式。
逻辑结构（Logical Structrue）：数据元素及其关系在运算机存储器内的表示
树最适合用来表示元素之间具有分支层次关系的数据。
数据存储方式有:1.顺序存储方式 2.链接存储方式 3.索引存储方式 4.散列存储方式
算法的时刻复杂度不仅与问题的规模相关，还与输入实例中的初始状态有关。但在最坏的情形下，其时刻复杂度确实是只与求解问题的规模相关的。咱们在讨论时刻复杂度时，一样确实是以最坏情形下的时刻复杂度为准的时刻复杂度是由嵌套层数最多
的循环语句中最内层语句的频
度f(n)决定。
把线性表的结点按逻辑顺序依
次寄存在一组地址持续的存储
单元里用这种方式存储的线性
表这顺序表。
串是零个或多个字符组成的有
限序列,长度为零的串称为空串,
串中任意个持续字符组成的子
序列称为串的子串(模式),包括
数据结构考试题
1.数据结构课程研究的主要内容包括（逻辑结构，存储结构，算法）这三个方
面
2.数据的逻辑结构是指（数据元素在客观世界中存在的逻辑关系）而存储结构
是指（具有某种路基关系的数据在计算机存储器中的存储方式）
3.数据的逻辑结构可以分为（线性结构）和（非线性结构）两大类。
4.除了顺序存储结构与链式存储结构之外，数据的存储结构通常还有（索引结
构）和散列结构。
5.逻辑上相邻的数据元素在物理位置上也相邻是（顺序）存储结构的特点之一。
6.路基上相邻的数据元素在物理位置上不要求相邻是（链式）存储结构的特点
之一。
7.为了实现随机访问，线性结构应该采用（顺序）储存结构。
8.链式存储结构的主要优点是（插入，删除等操作的时间效率高）
9.算法分析是指（对算法质量优劣的评价）主要从（时间复杂度）和（空间复
杂度）这两个方面对算法进行分析。
10.顺序表是一种（采用顺序存储结构）线性表。
11.在程序设计中，描述线性表的顺序结构一般都用（数组）
12.在（线性表采用顺序存储结构）情况下，删除线性表中的一个数据元素平均
要移动表中近一半的元素
13.在顺序表的（紧挨着最后那个数据元素之后）插如一个新的数据元素不必移
动任何元素
14.长度为n的线性表采用顺序存储结构，在其第i个位置插入一个新的数据元
素，当不溢出时，首先（将表的第i个元素至第n个元素一次后移一个位置）然后（将被插入元素插入表中）最后（表长曾1）
15.长度为n的线性表采用顺序存储结构，删除其第i个元素，首先（将表的第
i+1个元素至第n个元素一次前移一个位置）然后（表长减1）
数据的逻辑结构、存储结构及运算
设计算法
编写代码
数值问题 非数值问题
数学方程式 设计合理的数据结构（表、树、图等）
数据结构是一门研究非数值计算程序设计问题中的操作对象，以及 它们之间的关系和操作等相关问题的学科。
数据结构的3种基本结构---线性结构
线性结构
实例：学生信息管理系统
数据结构的3种基本结构---树结构
树结构
实例：八皇后问题
链式存储：不要求逻辑上相邻的结点物理上也相 邻，结点间的逻辑关系是由附加的指针字段表示 的，在java中使用“对象引用”来实现指针。
1.3 数据结构的研究内容---存储结构
顺序存储结构
链式存储结构
1.3 数据结构的研究内容---存储结构
h
1345
h
链式存储
元素1 1400 元素2 1536 元素3 1346 元素4 ∧
1.3 数据结构的研究内容
•逻辑结构:数据元素之间的逻辑关系。 •存储结构:数据元素及其关系在计算机存储器内的表示。 •数据的运算:即对数据施加的操作。
1.3 数据结构的研究内容---逻辑结构
四种基本数据结构关系图
1.3 数据结构的研究内容---存储结构
数据的存储结构
顺序存储：逻辑上相邻的结点存储在物理位置上相邻 的存储单元里,结点间的逻辑关系由存储单元的邻接关 系来体现.借助于语言的数组来实现。
线性表的逻辑和存储结构
GetAddress(idx):返回序号为idx的元素的地址
Set(idx,elem)： 将序号为idx元素的值，设置给elem 所指 位置的元素 Prior(idx)：返回序号为idx的元素的上一个元素的地址。 Next(idx)：返回序号为idx的元素的下一个元素的地址。
CountElem(elem):计算elem元素的个数
线性表的逻辑和存储结构
数据结构与算法 ---第四讲
北方民族大学 计算机科学与工程学院 王伦津 研究员
4、线性表
本讲重点： 线性表的逻辑结构与抽象操作； 线性表的顺序存储结构和链式存
储结构，面向对象的描述，以及
基本操作的实现。
目
录
4.1 线性表的逻辑结构 4.2 线性表的顺序存储结构 4.3 线性表的链式存储结构
上述线性表抽象类的定义说明，模板声明，表明 TElem是一个可变的类型，在使用TLinearList() 时动态确定，有了这个声明， TLinearList()中可 直接将TElem作为已知类型使用。
wenku.baidu.com
各主要部分的命名说明如下：
len : 属性，表示线性表的长度。 否则返回假False。 Get(idx)： 取序号为idx元素的值。 IsEmpty()：检查表是否为空，空时返回逻辑真True,
这里，ai为数据元素，n≥0为整数，ai-1称为ai的前趋 （i≥2），ai+1称为ai 的后继（i<n），i=1, 2, …, n
数据的逻辑结构
数据的逻辑结构：分为线性结构个非线性结构
数据的存储结构：存储结构是逻辑结构在计算机存储器里得实现。
数据的运算：数据的运算是定义在数据的逻辑结构上的但运算的具体实现要在存储结构上进行多媒体就是多重媒体的意思，可以理解为直接作用于人感官的文字、图形、图像、动画、
音和视频等各种媒体的统称，即多种信息载体的表现形式和传递方式。多媒体技术是利用计算机对文本、图形、图像、声音、动画、视频等多种信息综合处理、建立逻辑关系和人机交互作用的技术。主要包括: ·音频技术:音频采样、压缩、合成及处理、语音识别等。·视频技术:视频数字化及处理。图像技术:图像处理、图像、图形动态生成。·图像压缩技术:图像压缩、动态视频压缩。·通信技术:语音、视频、图像的传输。·标准化:多媒体标准化。多媒体技术涉及的内容多媒体数据压缩：多模态转换、压缩编码；多媒体处理：音频信息处理，如音乐合成、语音识别、文字与语音相互转换；图像处理，虚拟现实；多媒体数据存储：多媒体数据库；
系统软件. 操作软件
软件是程序以及开发、使用和维护所需要的所有文档的总称,而程序是软件的一部分及软件=程序+文档=数据结构+算法+文档是满足用户需求的一种程序。程序不一定是软件，而软件包含了很多个程序。程序包括软件和病毒！软件就是行为合法的程序集！软件是由程序组成
1首先编译器进行语法分析，此时一个语句作为一串记号流有语法分析器进行处理按照语言的文法检查每个语法分析树，判断是否为合乎语法的句子。
2然后进行语义分析，是对结构上正确的源程序进行上下文有关性质的审查，进行类型审查。语义分析是审查源程序有无语义错误，为代码生成阶段收集类型信息。
中南大学数据结构与算法_第1章绪论课后作业答案
第一章绪论习题练习答案
1.1 简述下列概念：数据、数据元素、数据类型、数据结构、逻辑结构、存储结构、线性结构、非线性结构。
● 数据：指能够被计算机识别、存储和加工处理的信息载体。
● 数据元素：就是数据的基本单位，在某些情况下，数据元素也称为元素、结点、顶点、记录。数据元素有时可以由若干数据项组成。
● 数据类型：是一个值的集合以及在这些值上定义的一组操作的总称。通常数据类型可以看作是程序设计语言中已实现的数据结构。
● 数据结构：指的是数据之间的相互关系，即数据的组织形式。一般包括三个方面的内容:数据的逻辑结构、存储结构和数据的运算。
● 逻辑结构：指数据元素之间的逻辑关系。
● 存储结构：数据元素及其关系在计算机存储器内的表示，称为数据的存储结构.
● 线性结构：数据逻辑结构中的一类。它的特征是若结构为非空集，则该结构有且只有一个开始结点和一个终端结点，并且所有结点都有且只有一个直接前趋和一个直接后继。线性表就是一个典型的线性结构。栈、队列、串等都是线性结构。
● 非线性结构：数据逻辑结构中的另一大类，它的逻辑特征是一个结点可能有多个直接前趋和直接后继。数组、广义表、树和图等数据结构都是非线性结构。
1.2 试举一个数据结构的例子、叙述其逻辑结构、存储结构、运算三个方面的内容。
答：
例如有一张学生体检情况登记表，记录了一个班的学生的身高、体重等各项体检信息。这张登记表中，每个学生的各项体检信息排在一行上。这个表就是一个数据结构。每个记录(有姓名，学号，身高和体重等
字段)就是一个结点，对于整个表来说，只有一个开始结点(它的前面无记录)和一个终端结点(它的后面无记录)，其他的结点则各有一个也只有一个直接前趋和直接后继(它的前面和后面均有且只有一个记录)。这几个关系就确定了这个表的逻辑结构是线性结构。
数据结构与算法
数据结构与算法
1. 数据结构
数据结构是带结构的数据元素的集合。（结构是指数据元素之间的关系）
数据结构包含：
逻辑结构：数据之间的逻辑关系
物理结构（存储结构）：数据元素及其关系在计算机内部的表示
数据的运算和实现
2. 逻辑结构
线性结构：有且只有一个开始和一个终端结点，并且所有结点最多只有一个直接
前驱和一个直接后继。
非线性结构：一个结点可能有多个直接前驱和直接后继；具体有集合结构，树形
结构，图状结构。
3. 存储结构
顺序存储结构：用一组连续的存储单元依次存储数据元素，数据元素之间的逻辑关系由元素的存储位置来表示。优点：随机存取；缺点：只能使用相邻的一整块存储单元，可能产生较多外部水片。
链式存储结构：用一组任意的存储单元存储数据元素，数据元素之间的逻辑关系用指针来表示。优点：不会产生碎片现象，能充分利用所有存储单元；缺点：每个元素因指针而占用额外的存储空间，只能实现顺序存储。
索引存储结构：在存储元素信息的同时，还建立附加的索引表。优点：检索速度快；缺点：索引表占用额外的存储空间，增加和删除数据会修改索引表，耗时较多。
散列存储结构：根据元素的关键字直接计算出该元素的存储地址。优点：检索、增加、删除结点操作很快；缺点：可能出现冲突，解决冲突会增加时间和空间开销。
4. 数据类型
数据类型是一组性质相同的值的集合，以及定义于这个集合上的一组操作的总称。
在C语言中，声明了某个数据类型的变量，意味着规定了该变量的存储空间大小，以及能够执行的运算。
5. 抽象数据类型（A bstract D ata T ype, ADT）三要素<D, S, P>
什么是逻辑结构以及物理结构
什么是逻辑结构以及物理结构
1.逻辑结构：
所谓逻辑结构就是数据与数据之间的关联关系，准确的说是数据元素之间的关联关系。
注：所有的数据都是由数据元素构成，数据元素是数据的基本构成单位。⽽数据元素由多个数据项构成。
逻辑结构有四种基本类型：集合结构、线性结构、树状结构和⽹络结构。也可以统⼀的分为线性结构和⾮线性结构。
2.物理结构：
数据的物理结构就是数据存储在磁盘中的⽅式。官⽅语⾔为：数据结构在计算机中的表⽰（⼜称映像）称为数据的物理结构，或称存储结构。它所研究的是数据结构在计算机中的实现⽅法，包括数据结构中元素的表⽰及元素间关系的表⽰。
⽽物理结构⼀般有四种：顺序存储，链式存储，散列，索引
3.逻辑结构的物理表⽰：
线性表的顺序存储则可以分为静态和⾮静态：静态存储空间不可扩展，初始时就定义了存储空间的⼤⼩，故⽽容易造成内存问题。
线性表的链式存储：通过传递地址的⽅式存储数据。
单链表：节点存储下⼀个节点的地址-------------->单循环链表：尾节点存储头结点的地址
双链表：节点存储前⼀个和后⼀个节点的地址，存储两个地址。---------------->双循环链表：尾节点存储头结点的地址。
4.⾼级语⾔应⽤：
数组是顺序存储
指针则是链式存储
数据结构教程(章 (1)
第1章 绪论 例1.1 一个学生信息(数据)表如表1.2所示，请指出表中 的数据、数据元素及数据项，并由此得出三者之间的关系。
姓名 刘小平 王红 吕军
马文华
表 1.2 学生信息表
性别
年龄
专业
男
21
计算机
女
20
数学
男
20
经济
女
19
管理
其他 … … …
…
第1章 绪论
【解】表1.2中是全部学生信息数据。表中的每一行即 为记录一个学生信息的数据元素，而该行中的每一项则为一个 数据项。数据、数据元素和数据项实际上反映了数据组织的三 个层次，数据可以由若干个数据元素构成，而数据元素则又可 以由若干数据项构成。
第1章 绪论
表 1.1
方面 层次
数据结构课程内容体系
数据表示
数据处理
抽象
逻辑结构
基本运算
实现
存储结构
算法
评价
不同数据结构的比较与算法分析
第1章 绪论
数据结构的核心内容是分解与抽象。通过对问题的抽 象，舍弃数据元素(含义见后)的具体内容，就得到逻辑结构。 类似地，通过分解将处理要求划分成各种功能，再通过抽象舍 弃实现的细节，就得到基本运算的定义。上述两个方面的结合 使人们将问题转换为数据结构，这是一个从具体(即具体问题) 到抽象(即数据结构)的过程。然后，通过增加对实现细节的考 虑，进一步得到存储结构和实现算法，从而完成设计任务，这 是一个从抽象(即数据结构)到具体(即具体实现)的过程。熟练 掌握这两个过程是数据结构课程在专业技能培养方面的基本目 标。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
局部E-R图
产品 m 产品号 性能参数
组成 零件个数
n 零件
零件号
价格
材料 m
材料号 材料类型 库存量
使用 使用量
n 产品
零件号
规格
合并示例
产品ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 性能参数
零件号
产品 m
组成
• 需求分析是在用户调查的基础上，通过分析， 逐步明确用户对系统的需求，包括数据需求 和围绕这些数据的业务处理需求。
2.2 需求调查
• 用户调查的重点是“数据”和“处理”。
• 信息需求 定义未来数据库系统用到的所有信息，明确用户将 向数据库中输入什么样的数据，从数据库中要求获得哪些内 容，将要输出哪些信息。同时还要描述数据间的联系等。
• 动态行为设计是指应用程序设计（动作操纵： 功能组织、流程控制）
数据库设计的特点
• 数据库的结构设计在模式或外模式中定义。 • 数据库的行为设计在存取数据库的应用程
序中设计和实现。 • 程序和数据不易结合。 • 数据库设计较为复杂。 • 结构设计和行为设计是分离进行的。
1.2 数据库设计方法概述
在。 • 冲突主要有三类：
• 属性冲突：属性域冲突、属性取值单位冲突 • 命名冲突：同名异义和异名同义 • 结构冲突：同一对象在不同应用中具有不同的
抽象、同一实体在不同的局部E-R图中所包含 的属性个数和属性的排列次序不完全相同。
优化全局E-R模型
• 实体个数尽可能少； • 实体所包含的属性尽可能少； • 实体间联系无冗余。
• 结构设计包括设计数据库的概念结构、 逻辑结构和存储结构。
• 行为设计包括设计数据库的功能组织 和流程控制。
数据库结构设计过程
应用需求1 应用需求2
…
外模式1 外模式2 外模式m
概念设计
逻辑设计
内模式
应用需求n 综合与抽象
表示转换
逻辑映象
数据库结构设计包含内容
• 概念结构设计：形成DB概念模式，用语 义层模型描述，如E－R图 。
人为处理，抽取所关心的共同特性，忽略非 本质细节，并把这些特性用各种概念准确的 加以描述。 • 一般有三种抽象方法：
• 分类 • 概括 • 聚集
分类
（1）在相似的个体之间提取共性，建立“类”的概念 （集合）。
• 个体与个体之间：具有相似的状态与行为，有相同的 描述结构，相互用主码值区分。
• 个体与类之间：个体Is a member of 类（子类有且仅 有一个超类）。
数据库设计全过程
需求分析
数据分析
功能分析
概念结构设计
功能设计
逻辑结构设计
事务设计
物理结构设计
程序设计
加载数据
调试运行
运行和维护
2 数据库需求分析
• 2.1 需求分析的任务 • 2.2 需求调查
2.1需求分析的任务
• 需求分析阶段的主要任务是对现实世界要处 理的对象（公司，部门，企业）进行详细调 查，在了解现行系统的概况、确定新系统功 能的过程中，收集支持系统目标的基础数据 及其处理方法。
• 处理需求 定义了系统数据处理的操作功能，描述操作的优先 次序，包括操作的执行频率和场合，操作与数据间的联系。 处理需求还要明确用户要完成哪些处理功能，每种处理的执 行频度，用户需求的响应时间以及处理的方式，比如是联机 处理还是批处理，等等。
• 安全性与完整性要求 描述了系统中不同用户对数据库的使用 和操作情况，完整性要求描述了数据之间的关联关系以及数 据的取值范围要求。
• 逻辑结构设计：形成DB逻辑模式与外模 式，用结构层模型描述，例基本表、视 图等。
• 物理结构设计：形成DB内模式，用文件 级术语描述。例DB文件或目录、索引。
3.1 概念结构设计
• 概念结构设计的任务是产生反映企 业组织信息需求的数据库概念结构， 即概念模型。
概念模型的特点
• 有丰富的语义表达能力。 • 易于交流和理解。 • 易于更改。 • 易于向各种数据模型转换，易于导
1 数据库设计概述
• 1.1 数据库设计的特点 • 1.2 数据库设计方法概述 • 1.3 数据库设计的基本步骤
1.1数据库设计的特点
（1）综合性
• 涉及面广，需包含计算机专业知识及业务系 统专业知识；
• 要解决技术及非技术两方面的问题；
（2）静态结构设计与动态行为设计是分离的
• 静态结构设计是指数据库的模式框架设计（包 括语义结构（概念）、数据结构（逻辑）、存 储结构（物理））；
学生
class
张三 李四 王五 … Is a member of
概括
学生
本科生
研究生
超类 Is a subset of 子类
聚集
学号
学生
姓名
…
性别
实体型 Is a part of
属性
设计全局E-R模型
• 将局部E-R图集成为全局E-R图； • 需消除各分E-R图合并时产生的冲突； • 解决冲突是合并E-R图的主要工作和关键所
数据处理流图
在需求分析中，通过自顶向下、逐步分解的 方法分析系统。任何一个系统都可以抽象为 数据流图的形式。
数据源
处理
数据输出
数据存储
3 数据库结构设计
• 3.1 概念结构设计 • 3.2 逻辑结构设计 • 3.3 物理结构设计
数据库设计分类
• 数据库设计分为：数据库结构设计和 数据库行为设计。
出与DBMS有关的逻辑模型 。
概念结构设计的策略
• 自底向上。先定义局部应用的概念结构，然 后按一定的规则把它们集成起来，从而得到 全局概念模型。
• 自顶向下：先定义全局概念模型，然后再逐 步细化。
• 由里向外：先定义最重要的核心结构，然后 再逐步向外扩展。
• 混合策略。将自顶向下和自底向上结合起来 使用。
采用E-R模型方法的概念结构设计
• 设计局部E-R模型
E-R模型的设计内容包括确定局部E-R模型 的范围、定义实体、联系以及它们的属 性。
• 设计全局E-R模型
将所有局部E-R图集成为一个全局E-R图， 即全局E-R模型。
• 优化全局E-R模型
设计局部E-R模型
• 概念结构是对现实世界的一种抽象。 • 所谓抽象是对实际的人、物、事和概念进行
• 新奥尔良（New Orleans）方法
需求 分析
需求说明
概念结 构设计
概念结构
逻辑结 构设计
逻辑结构
物理 设计
物理结构 结构
• 数据库设计方法从本质上看仍然是手工设计 方法，其基本思想是过程迭代和逐步求精。
1.3 数据库设计的基本步骤
• 需求分析 • 结构设计 • 行为设计 • 数据库实施 • 数据库运行和维护