1-лекция

1-Тема
Введение в теорию структур данных
План:
1. Общие понятие о структуры данных
2. Уровни представления данных
3. Классификация структур данных
Ключевые слова:
Данные, Структуры данных, Элемент отношений,
Логический уровень, Физический уровень, Множество,
Последовательность, Матрица, Дерево, Граф
1. Общие понятие о структуры данных
Структуры данных - это совокупность элементов
данных и отношений между ними. При этом под
элементами данных может подразумеваться как
простое данное так и структура данных.
Элемент отношений - это совокупность всех
связей элемента с другими элементами данных,
рассматриваемой структуры.
S:=(D, R)
Где S - структура данных, D - данные и R отношения.
Графическое представление элемента структуры данных
Рис 1.
2. Уровни представления данных
Логический уровень – представление структуры
данного на том или ином языке программирования.
Физический уровень – отображение на память
ЭВМ информационного объекта в соответствии с
логическим описанием. Так как память ЭВМ конечна, то
возникают вопросы распределения памяти и
управления ею.
Логический и физический уровни отличаются
друг от друга, поэтому в вычислительных системах
осуществляется отображение физического уровня на
логический и наоборот.
Основные виды (типы) структур данных:
1) Множество – конечная совокупность элементов, у
которой R=.
2) Последовательность – абстрактная структура, у
которой множество R состоит из одного отношения
линейного порядка (т. е. для каждого элемента, кроме
первого и последнего, имеются предыдущий и
последующий элементы).
3) Матрица – структура, у которой множество R состоит
из двух отношений линейного порядка.
4) Дерево – множество R состоит из одного отношения
иерархического порядка.
5) Граф – множество R состоит из одного отношения
бинарного порядка.
6) Гиперграф – множество R состоит из двух и более
отношений различного порядка.
Классификация структур данных
1. По связанности данных в структуре:
- если данные в структуре связаны очень слабо, то
такие какие структуры несвязанными (вектор, массив,
строки, стеки)
- если данные в структуре связаны, то такие
структуры называются связанными (связанные списки)
2. По изменчивости структуры во времени или в
процессе выполнения программы:
- статические структуры - структуры,
неменяющиеся до конца выполнения программы
(записи, массивы, строки, вектора)
- полустатические структуры (стеки, деки, очереди)
- динамические структуры - происходит полное
изменение при выполнении программы
3. По упорядоченности структуры:
- линейные (вектора, массивы, стеки, деки, записи)
- нелинейные (многосвязные списки, древовидные
структуры, графы)
Наиболее важной характеристикой является
изменчивость структуры во времени.
4. Различаются элементарные и составные структуры
данных. Элементарными называются такие структуры
данных, которые не могут быть разделены на составные
части, большие, чем биты.
Составными называются такие структуры данных,
составными частями которых являются другие структуры
данных - элементарные или в свою очередь составные.
Контрольные вопросы
1. Что такое структуры данных?
2. Назовите уровни представления данных?
3. Какова классификация структур данных?
4. Какие структуры данных называются элементарными?
5. Какие структуры данных называются составными?