计算机概论 毛汉书 1 第4章 数据组织及数据处理

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1、第4章数据组织及数据处理本章要点在计算机中以何种组织形式合理存储数据怎样快速实现数据存取、管理等操作研究和管理数据的三个有效工具是数据结构、数据库和数据仓库。基本概念内存储器中数据元素之间的关系称为数据结构。数据库是存于外存储器中通用化的相关数据集合，它不仅包括数据本身，而且包括相关数据之间的联系。数据仓库是面向主题的、集成的、稳定的、随时间变化的数据集合，用以支持经营管理中的决策制定过程。小故事1还记得在新千年到来之前的“千年虫”问题吗？当2000年新年钟声即将敲响，亿万人们在企盼新的千年会给他们带来好

2、运的时刻，有些人却高兴不起来。因为“千年虫”可能给他的事业带来难以预料的损失。小故事2“啤酒”和“尿布”的故事年轻的爸爸在购买尿布之余，总是忘不了给自己捎带上几罐啤酒。百货公司将原本放在两处的啤酒和尿布集中到了一起摆放，还提供包括啤酒和尿布在内的日用杂货周末送货上门服务，结果销售额大增。启示类似以上的故事情况早有发生，启发我们：数据在内存中占有一定的空间；许多数据之间是孤立、离散的，但也有许多数据之间具有明显的一定关系，需要管理；还有许多数据具有隐藏在深处的关系，需要挖掘。研究数据的三个工具：程序设计人员

3、要熟悉数据结构，软件应用人员利用数据库可以动态管理数据，高层管理人员利用数据仓库可以获得决策支持。4.1基本数据结构计算机处理的数据都是二进制的代码，大致上可分成是有大小之分的数值和仅代表某种意义的符号。这些数据在被处理之前要先放到内存储器的数据区中。用什么样的方法放置这些数据呢？这是《数据结构》学科主要研究的问题。对于计算机专业的学生而言，掌握数据结构的理论和方法是必须具备的基本功。4.1.1基本概念1数据类型在一种程序设计语言中，变量所具有的数据种类称为数据类型。例如，在C语言中基本类型：整型、浮点型

4、、字符型构造类型：数组、结构、联合、指针、枚举型、自定义2数据对象某种数据类型元素的集合。例如，整数的数据对象是{…-3，-2，-1，0，1，2，3，…}英文字符类型的数据对象是{，B，C，D，E，F，…}3数据结构数据结构就是研究数据的逻辑结构和物理结构以及它们之间相互关系，并对这种结构定义相应的运算，而且确保经过这些运算后所得到的新结构仍然是原来的结构类型。数据之间的相互关系称为逻辑结构通常分为四类基本结构：。一、集合结构数据元素除了同属于一种类型外，别无其它关系。二、线性结构数据元素之间存在一对一的

5、关系。三、树型结构结构中的数据元素之间存在一对多的关系。四、图状结构或网状结构结构数据元素之间存在多对多的关系。数据结构的形式定义为：数据结构是一个二元组：数据-结构=(D，S)其中：D是数据元素的有限集，S是D上关系的有限集。例履历表的数据结构定义如下：S=(C，R)其中：C是含若干个项目，例如年龄、职业、填表日期等的集合﹛C1，C2，Cn﹜，R={P}，P是定义在集合上的一种关系{}，例如，年龄与出生年月日有关。数据结构不同于数据类型，也不同于数据对象，它不仅要描述数据类型的数据对象，而

6、且要描述数据对象各元素之间的相互关系。4数据结构表示方法顺序存储结构:用数据元素在存储器中的相对位置来表示数据元素之间的逻辑关系。链式存储结构：在每一个数据元素中增加一个存放地址的指针，用此指针来表示数据元素之间的逻辑关系。5数据结构算法算法：是对特定问题求解步骤的一种描述。例如，查找中使用的二分法。算法是指令的有限序列，其中每一条指令表示一个或多个操作。例如，两个变量交换数据：swapa，b4.1.2线性表1线性表的逻辑结构线性表(线的目录)：由n(n≧0)个数据元素(结点)a1，a2，…组成的有限序列

7、其中数据元素的个数n定义为表的长度。当n=0时称为空表，常常将非空的线性表(n>0)记作：。(a1，a2，…，an)这里的数据元素ai(1≦i≦n)只是一个抽象的符号，其具体含义在不同的情况下可以不同，ai中可能存有字符或数字。举例例126个英文字母组成的字母表（A，B，C，…,Z）例2某校从1981年到1986年各种型号的计算机拥有量的变化情况。（1，17，28，50，92，188）例3学生健康情况登记表,每一行或列都是线性表姓名学号性别年龄健康情况王小林790631男18健康陈红790632女20一般

8、刘建平790633男21健康张立立790634男17神经衰弱…...…...………………2线性表的逻辑特征在非空的线性表，有且仅有一个开始结点a1，它没有直接前趋（向左），而仅有一个直接后继（向右）a2；有且仅有一个终端结点，该结点没有直接后继，而仅有一个直接前趋an-1；其余的内部结点ai(2≦i≦n-1)都有且仅有一个直接前趋ai-1和一个直接后继ai+1。线性表是一种典型的线性结构。3线性表算法例，已知线性表LA和线性表