数据库结构.ppt
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1、数据库结构数据库结构现在学习的是第1页,共30页数值型数值型非数值型非数值型整数实数整数实数 程序程序原原始始数数据据1.1 引言数据的加工处理数据的加工处理数据表示、数据处理数据表示、数据处理程序程序程序设计的实质程序设计的实质字符字符串文字图形图象声音字符字符串文字图形图象声音 结结果果数数据据现在学习的是第2页,共30页(1)数值问题求面积、体积求面积、体积S=abV=ab c建模型建模型设计设计解法解法编程编程数据对象比较简单,如整型、实型或布尔型等,数据对象比较简单,如整型、实型或布尔型等,数据结构的问题不突出,程序设计的主要精力集中在程序设计的技巧上数据结构的问题不突出,程序设计的
2、主要精力集中在程序设计的技巧上,解决问题的关键是数值计算方法解决问题的关键是数值计算方法(算法算法),程序以算法为中心。,程序以算法为中心。也要用到数据结构知识也要用到数据结构知识方程求根方程求根f(x)=a2x2a1xa0=0变量名?变量名?零系数?零系数?前后顺序?前后顺序?快慢?快慢?内存?内存?数组数组压缩压缩线性线性效率评价效率评价f(x)=anxnan1xn1a1xa0=0现在学习的是第3页,共30页赛程安排赛程安排AEDBFC(2)非数值问题J JI IA AC CB BD DH HG GF FE E族谱(血缘关系)族谱(血缘关系)学号学号 姓名姓名 性别性别 出生日期出生日期
3、籍贯籍贯 入学成绩入学成绩 所在班级所在班级00201 杨润生杨润生 男男 82/06/01 广州广州 561 00计算计算机机200102 石磊石磊 男男 83/12/21 汕头汕头 512 00计算计算机机1 档案管理档案管理数据对象非数值型,数据对象非数值型,数据间关系复杂、处理复杂(不能用数学公式表示),数据间关系复杂、处理复杂(不能用数学公式表示),如何有效表示关系、如何有效表示关系、如何有效处理数据,成为问题的关键。如何有效处理数据,成为问题的关键。选择合适的数据结构表示问题,再选择合适的数据结构表示问题,再写出算法写出算法 程序数据结构算法程序数据结构算法有序有序索引索引线性线性
4、现在学习的是第4页,共30页数据结构的研究问题:数据结构的研究问题:非数值数据之间的结构关系,非数值数据之间的结构关系,及如何表示,如何存储,如何处理。及如何表示,如何存储,如何处理。现在学习的是第5页,共30页1.2 数据结构的概念1.2.1 数据数据1.2.2 数据类型数据类型1.2.3 逻辑结构逻辑结构1.2.4 存储结构存储结构1.2.5 运算运算1.2.6 算法算法1.2.7 数据结构数据结构现在学习的是第6页,共30页1.2.1 数据数据数据(Data):凡能被计算机存储、加工处理的对象。是计算机程序加工处理:凡能被计算机存储、加工处理的对象。是计算机程序加工处理的对象和原料。的对
5、象和原料。数值型、非数值型,含有某种信息,数值型、非数值型,含有某种信息,信息的载体。信息的载体。数据元素数据元素(Data Element):数据的基本单位,在程序中作为一个整体加以考虑:数据的基本单位,在程序中作为一个整体加以考虑和处理,常具有完整确定的实际意义。和处理,常具有完整确定的实际意义。有时称有时称元素、结点、顶点、记录元素、结点、顶点、记录。数据项数据项(Data Item):数据不可分割的最小标识单位,有独立含义,但常:数据不可分割的最小标识单位,有独立含义,但常不具完整确定的实际意义,或不被当作一整体看待不具完整确定的实际意义,或不被当作一整体看待有时称有时称字段、域字段、
6、域。现在学习的是第7页,共30页学号学号 姓名姓名 性别性别 出生日期出生日期 籍贯籍贯 入学成绩入学成绩 所在班级所在班级00201 杨润生杨润生 男男 82/06/01 广州广州 561 00计算机计算机200102 石磊石磊 男男 83/12/21 汕头汕头 512 00计算机计算机1 例学生信息表例学生信息表数据、数据元素和数据项反映了数据组织的数据、数据元素和数据项反映了数据组织的三个层次三个层次,数据可由若干数,数据可由若干数据元素组成,数据元素又可由若干数据项组成。据元素组成,数据元素又可由若干数据项组成。现在学习的是第8页,共30页1.2.2 数据类型数据类型数据类型(Data
7、 Type)是具有相同性质的计算机数据的集合及在这个数据集合上是具有相同性质的计算机数据的集合及在这个数据集合上的一组操作的总称,它显式或隐式地规定了数据的取值范围和操作特性。的一组操作的总称,它显式或隐式地规定了数据的取值范围和操作特性。原子类型原子类型:值不可分解,一般由程序语言直接提供,:值不可分解,一般由程序语言直接提供,int、char结构类型结构类型:值可分解为若干成分:值可分解为若干成分(分量分量),一般用户定义,一般用户定义(借助语言有关数借助语言有关数据组织功能,数组、结构据组织功能,数组、结构)现在学习的是第9页,共30页1.2.3 逻辑结构数据元素对应客观世界中的实体,其
8、间必然存在各种各样的关系数据元素对应客观世界中的实体,其间必然存在各种各样的关系数据元素之间的关系称为数据元素之间的关系称为结构结构。其中,数据元素之间的关联方式。其中,数据元素之间的关联方式(或称邻接或称邻接关系关系)称作数据的称作数据的逻辑关系逻辑关系,数据元素之间逻辑关系的整体称为,数据元素之间逻辑关系的整体称为逻辑结构逻辑结构(Logical Structure)直接前趋直接前趋(Immediate Predecessor):与之相邻且在其前的结点:与之相邻且在其前的结点直接后继直接后继(Immediate Successor):与之相邻且在其后的结点。:与之相邻且在其后的结点。圆圈表
9、示数据,连线表示逻辑关系圆圈表示数据,连线表示逻辑关系现在学习的是第10页,共30页(1)集合集合:任两点之间不考虑邻接关系或没有邻接关系,或称没有关系的关系:任两点之间不考虑邻接关系或没有邻接关系,或称没有关系的关系。数据组织形式松散,元素之间。数据组织形式松散,元素之间“平等平等”,除了,除了“同属于一个集合同属于一个集合”的关系外的关系外,别无其它关系。,别无其它关系。(2)线性结构线性结构:有且仅有一个开始结点和一个终端结点,任何结点最多一个:有且仅有一个开始结点和一个终端结点,任何结点最多一个直接前趋和一个直接后继。开始结点没有前趋,终端结点没有后继。元素直接前趋和一个直接后继。开始
10、结点没有前趋,终端结点没有后继。元素之间存在之间存在1:1的关系。的关系。(3)树形结构树形结构:除一个特殊元素:除一个特殊元素(根根)外,每个元素只有一个直接前趋,但外,每个元素只有一个直接前趋,但可有多个直接后继,结点之间具有分支、层次特性。元素之间存在可有多个直接后继,结点之间具有分支、层次特性。元素之间存在1:n的关系。的关系。(4)图状结构图状结构:任何两点之间都可能邻接,结点之间形成网状结构。任一元:任何两点之间都可能邻接,结点之间形成网状结构。任一元素可有多个直接前趋和多个直接后继,元素之间存在素可有多个直接前趋和多个直接后继,元素之间存在m:n的关系。的关系。图状结构图状结构集
11、合集合线性结构线性结构树形结构树形结构现在学习的是第11页,共30页1.2.4 存储结构(物理结构)存储结构存储结构(Storage Structure)、物理结构:数据的机内表示、物理结构:数据的机内表示(存储实现存储实现)。数据元素的机内表示数据元素的机内表示逻辑结构的机内表示逻辑结构的机内表示(1)内容内容存储:存储各数据元素的内容存储:存储各数据元素的内容(值值),每个数据元素占据独立的可,每个数据元素占据独立的可访问的存储区。访问的存储区。(2)关系关系存储:直接或间接地存储:直接或间接地(显式或隐式地显式或隐式地)存储各数据元素间的逻辑关存储各数据元素间的逻辑关系。系。(3)附加存
12、储:一般是为便于运算实现而设置的辅助结点。附加存储:一般是为便于运算实现而设置的辅助结点。前两部分必须,第三部分根据需要设置。前两部分必须,第三部分根据需要设置。元素内部组织形式一般较简单,内容存储就较简单,逻辑关系的表示是元素内部组织形式一般较简单,内容存储就较简单,逻辑关系的表示是存储结构的主要内容。存储结构的主要内容。现在学习的是第12页,共30页(1)顺序存储顺序存储:所有结点相继存放到一片连续的存储区中,元素之间:所有结点相继存放到一片连续的存储区中,元素之间的逻辑关系通过物理位置关系间接表示。的逻辑关系通过物理位置关系间接表示。(2)链接存储链接存储:结点之间的物理位置不一定连续,
13、它们之间的逻辑关:结点之间的物理位置不一定连续,它们之间的逻辑关系通过附加的指针来表示。系通过附加的指针来表示。(3)索引存储索引存储:在存储结点信息的同时,还建立附加的索引表。:在存储结点信息的同时,还建立附加的索引表。(4)散列存储散列存储:以结点的关键字值为自变量,通过某个函数计算出该:以结点的关键字值为自变量,通过某个函数计算出该结点的存储位置结点的存储位置(或位置区间端点或位置区间端点)。顺序存储方式和链接存储方式是最基本的。顺序存储方式和链接存储方式是最基本的。四种存储方法,既可单独使用,也可组合使用。四种存储方法,既可单独使用,也可组合使用。有时同一种逻辑结构可采用不同的存储结构
14、。有时同一种逻辑结构可采用不同的存储结构。现在学习的是第13页,共30页1.2.5 运算运算运算:在逻辑结构上施加的操作,即对逻辑结构的加工在逻辑结构上施加的操作,即对逻辑结构的加工。如:查找、插入、如:查找、插入、删除等。删除等。每种逻辑结构都有自己的一组基本运算。每种逻辑结构都有自己的一组基本运算。加工型加工型:改变原逻辑结构的:改变原逻辑结构的“值值”,如结点数、结点内容等。,如结点数、结点内容等。引用型引用型:不改变原逻辑结构,只从中提取某些信息。:不改变原逻辑结构,只从中提取某些信息。现在学习的是第14页,共30页1.2.6 算法算法算法(Algorithm):解决问题的方法和步骤;
15、:解决问题的方法和步骤;规则的有穷集合,这些规则规定了一个指令的有限序列,其中每条指规则的有穷集合,这些规则规定了一个指令的有限序列,其中每条指令表示一个或多个操作。令表示一个或多个操作。求求3个数个数a,b,c中的最大值中的最大值例例运算定义在逻辑结构上,只指出运算定义在逻辑结构上,只指出“做什么做什么(功能功能)”,而不考虑,而不考虑“怎么做怎么做(细节细节)”。运算实现的这个细节问题就是算法。运算实现的这个细节问题就是算法。(1)若若 ab 则则 max=a,否则否则 max=b(2)若若 cmax 则则 max=c现在学习的是第15页,共30页 算法的基本特征:算法的基本特征:(1)输
16、入输入:0个或多个输入;个或多个输入;(2)输出输出:1个或多个输出;个或多个输出;(3)有穷性有穷性:在有限步内结束;:在有限步内结束;(4)确定性确定性:每步清晰无二义性。:每步清晰无二义性。(5)可行性可行性:每步可执行,并且执行时间是有限的。:每步可执行,并且执行时间是有限的。算法程序?算法程序?程序不一定满足有穷性,即不一定是算法。如操作系统。程序不一定满足有穷性,即不一定是算法。如操作系统。程序中的指令必须是机器可执行的,而算法中的指令虽要求可执行程序中的指令必须是机器可执行的,而算法中的指令虽要求可执行,但不一定是,但不一定是“机器可执行机器可执行”。现在学习的是第16页,共30
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