Основные структуры данных

Оглавление 

  Введение…………………………………………………………………….…3

І Теоретическая часть …………………………………………………….….4

    Введение………………………………………………………………….…...4

1.2. Основные  структуры данных………………………………………….…..4

1.2Классификация структур данных……………………………………….….5

1.3Характиристики основных типовых структур………………….…………6

1.4Заключение………………………………………………….………………13

  ІІ Практическая часть ……………………………………………………...15

2.1 Общая характеристика задачи ……………………………………………15

2.2 Описание алгоритма решения задачи…………………………………… 18

  Список литературы…………………………………………………………...24 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

   Для выполнения курсовой работы по предмету «Информатика» - для теоретической части была выбрана тема «Основные структуры данных» и раскрыта следующими вопросами:

 – введение (по данной теме);

 – классификация структур данных;

 – характеристики основных типовых структур;

 – заключение.

    Для  практической части задача вариант  - №6 «ООО Снежок». Которая решена при помощи программы Excel.

    Характеристика  ПК использованного для выполнения  работы:

монитор 19”Samsung 971P (XXFV),LCD, 1280 x 1024

клавиатура Logitech Internet PRO

мышь Genius

принтер Hewlett Packard LaserJet

системный блок IS Mechanics (материнская плата asus,процессор intel).

    Системное обеспечение Windows XP. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

I Теоретическая часть

Основные  структуры данных 

Структура теоретической части:

Введение

1.1.  Основные  понятия структур данных

1.2. Классификация  структуры данных

1.3. Характеристика  основных типов структур

Заключение 

Введение

    Веками  человечество накапливало знания, навыки работы, сведения об окружающем нас мире, т.е. собирало информацию. Вначале информация передавалась из поколения в поколение в виде преданий и устных рассказов. Возникновение и развитие книжного дела позволило передавать и хранить информацию в более надежном письменном виде. Открытия в области электричества привели к появлению телеграфа, телефона, радио, телевидения — средств, позволяющих оперативно передавать и накапливать информацию. Развитие прогресса обусловило резкий рост информации, в связи, с чем вопрос о её сохранении и переработке становился год от года острее. С появлением вычислительной техники значительно упростились способы хранения, а главное, обработки информации. Развитие вычислительной техники на базе микропроцессоров приводит к совершенствованию компьютеров и программного обеспечения. Появляются программы, способные обработать большие потоки информации. С помощью таких программ создаются информационные системы. Целью любой информационной системы является обработка данных об объектах и явлениях реального мира и предоставление нужной человеку информации о них.                                                                            

    В данной работе рассматривается, что такое информация и данные, чем они различаются; как информация переходит в структурированные данные. Рассматриваются такие понятия, как «тип данных», «структура данных», «модель данных» и «база данных». В основной части работы приводится классификация структур данных, обширная информация о физическом и логическом представлении структур данных всех классов памяти ЭВМ: простых, статических, полустатических, динамических и нелинейных; а также, информация о возможных операциях над всеми перечисленными структурами. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Основные понятия структур данных

    Структура данных – это организационная схема записи или массива, в соответствии с которой упорядочены данные, с тем, чтобы их можно интерпретировать и выполнять над ними определённые операции. Это исполнитель, который организует работу с данными, включая их хранение, добавление и удаление, модификацию, поиск. Её можно рассматривать, как своего рода склад или библиотеку.

    Структура данных поддерживает определённый порядок доступа к ним. Понятие структуры данных можно определить, как совокупность внешних связей между элементами данных, которые на принятом уровне рассмотрения можно считать неделимыми, элементарными.

   Работа с большими наборами данных автоматизируется проще, когда данные упорядочены, то есть образуют заданную структуру. Существуют следующие  основные типы структур данных:

• списковые

• древовидные или иерархические

• сетевые

• табличные 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.2 Классификация структур данных

    Структура данных, должна обеспечивать и решение таких задач, как размещение данных в среде хранения, обеспечение работы алгоритмов доступа к данным.

   Структуры  можно классифицировать:                                                                – по способам размещения в памяти и связанными с ними способами организации служебной информации;                                                                                       – по реализуемым при хранении логическим отношениям на множестве данных;                                                                                                                            – по способам организации служебной информации о структуре данных (т.е. – по структуре информации о структуре), и т.п. Однако, единой красивой классификации всей совокупности различных структур не получается. Поэтому более продуктивно рассматривать некоторые базовые типовые структуры, которые могут компоноваться и сочетаться в различных гибридных комбинациях. Состав таких типовых структур иллюстрируется схемой:       

 
Рис. 1. Структуры данных.

                                     

                                                                                           

                                                                                                                                      

1.3Характеристики основных типовых структур

Линейные  и нелинейные

     Все структуры данных можно подразделить на линейные и нелинейные. Отличия в том, что у линейных все элементы структуры расположены на одном уровне, у нелинейных – на нескольких уровнях.

    Структуры данных также можно разделить на два больших класса по признаку физического размещения в памяти:

физически последовательные структуры, или просто последовательные структуры данных (ПДС);

структуры с произвольным размещением элементов.

Среди структур данных с произвольным размещением элементов, прежде всего, выделяются списковые структуры данных (ССД), или просто списки. К линейным структурам данных относятся ПДС и простые списки, они также называются строками, или строчными структурами.

    ПДС реализуют естественное отношение порядка на множестве данных в среде хранения: «следующий» означает расположенный в памяти непосредственно вслед за предыдущим. Если этот естественный порядок совпадает с логическим отношением порядка на множестве элементов данных (чаще всего, когда у элементов данных выделяются ключевые атрибуты, он устанавливается в соответствии со значениями ключа), то такие разновидности ПДС называют упорядоченными (сортированными), если не совпадает – неупорядоченными. Служебная информация для описания ПДС обычно содержит сведения о количестве элементов множества данных, размерах (длине) элементов, о расположении ключа или ключей (если элементами являются записи) и их размерах, адресе первого элемента множества данных, и другие.¹

   В зависимости от разнообразия длин данных и способа указания длины записи ПДС подразделяются на следующие разновидности:

ПДС с  фиксированной длиной элементов;

ПДС с  элементами переменной длины;

ПДС с  элементами неопределённой длины.

Данные  фиксированной длины имеют одинаковую заранее известную длину и обеспечивают прямой доступ к каждому элементу, адрес которого вычисляется. Элементы длины у которых указаны явно ( например, специальными служебными полями в специальной служебной записи), называются ПДС с элементами переменной длины. Если вместо явного указания длины используется заранее установленный символ (разделитель), указывающий на конец элемента данных, то  ПДС называются - ПДС с элементами неопределённой длины.

   Особая разновидность ПДС – очереди. В них для пользователя (при обращении к ПДС за данными или при добавлении новых данных) доступен только первый или (и) последний элемент данных. Вся остальная служебная информация скрыта от него и доступна только управляющей очередями программе. Разновидности очередей определяются конкретным вариантом доступного для поступления и доступного для обработки элемента. Наиболее распространены следующие разновидности очередей:

магазин или стек – соответствует принципу «первый вошёл, последний вышел»;

очередь (т.е. очередь в узком смысле в отличие от всей совокупности этого подкласса ПДС), соответствует принципу «первый вошёл, первый вышел»;

дек –  двусторонняя очередь, структура, позволяющая  добавлять и извлекать элементы, как в начале, так и в конце  последовательности данных.²

Списковые структуры данных

    Списковые структуры данных – это множество физически не связанных элементов, для которых отношение следования определено с помощью специальных адресов связи. В адресе связи указывается адрес элемента, следующего в логическом порядке хранения за данным элементом.

   Элементы ССД могут быть двух  типов: простые, логически не  делимые (их называют подсписками)  или сложные – совокупность  простых и сложных меньшого  объёма. В простые ССД (строки  или цепи) входят только простые  элементы. В сложные ССД входят и простые, и сложные элементы.

    Каждый элемент ССД содержит собственную информацию – значение элемента и ассоциативную информацию – адреса связи с другими элементами структуры, которые объединяются в звенья связи.

Возможно  совместное и раздельное размещение в памяти собственной и ассоциативной информации (см. Рисунок 2 и Рисунок 3):

Звено связи			Звено связи
Значение  элемента
Значение  элемента

Рис.2 Совместное размещение             Рис.3 Раздельное размещение 

    По виду взаимосвязи элементов различают однонаправленные, двунаправленные и кольцевые списковые структуры:

В однонаправленных списках реализуется взаимосвязь между элементами типа «следующий». Каждый элемент такого списка содержит указатель с адресом следующего элемента. Последний элемент имеет в указателе вместо адреса связи специальный знак – признак конца списка. Указатель списка содержит адрес его первого элемента. Для  задания однонаправленной списковой структуры требуется следующая ассоциативная информация:

указатель списка с адресом первого элемента;

звено связи элементов, в которых для  простого элемента содержаться адрес  следующего элемента списка и адрес  значения элемента, а для сложного элемента – адрес следующего элемента списка и адрес первого элемента подсписка.