Wie ist die Datenstruktur eines Computers?

Datenstruktur ist die Art und Weise, wie Computer Daten speichern und organisieren. Sie bezieht sich auf eine Sammlung von Datenelementen, die eine oder mehrere spezifische Beziehungen zueinander haben. Sie untersucht die logische Struktur von Daten, die physische Struktur von Daten und die Beziehungen zwischen ihnen Identifizieren Sie diese Zusammenhänge, definieren Sie geeignete Operationen für diese Struktur, entwerfen Sie entsprechende Algorithmen und stellen Sie sicher, dass die nach diesen Operationen erhaltene neue Struktur weiterhin den ursprünglichen Strukturtyp beibehält.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Datenstruktur

Datenstruktur ist die Art und Weise, wie Computer Daten speichern und organisieren. Eine Datenstruktur bezieht sich auf eine Sammlung von Datenelementen, die eine oder mehrere spezifische Beziehungen zueinander haben. Oftmals können sorgfältig ausgewählte Datenstrukturen zu einer höheren Betriebs- oder Speichereffizienz führen. Datenstrukturen hängen oft mit effizienten Abrufalgorithmen und Indexierungstechniken zusammen.

Substantivdefinition

Datenstruktur bezieht sich auf eine Sammlung von Datenelementen, die eine oder mehrere Beziehungen zueinander haben, sowie auf die Beziehungen zwischen den Datenelementen in der Sammlung. Markiert als:
Data_Structure=(D,R)
wobei D eine Menge von Datenelementen ist und R eine endliche Menge von Beziehungen zwischen allen Elementen in der Menge ist.

(1) Häufig verwendete Strukturen

1: In der Programmierung werden zur Vereinfachung der Verarbeitung mehrere Variablen desselben Typs in geordneter Form organisiert. Diese der Reihe nach angeordneten Sammlungen ähnlicher Datenelemente werden Arrays genannt. In der Sprache C sind Arrays konstruierte Datentypen. Ein Array kann in mehrere Array-Elemente zerlegt werden, bei denen es sich um Basisdatentypen oder konstruierte Typen handeln kann. Daher können Arrays entsprechend der Art der Array-Elemente in verschiedene Kategorien unterteilt werden, z. B. numerische Arrays, Zeichen-Arrays, Zeiger-Arrays und Struktur-Arrays.

2. Stapel: Es handelt sich um eine spezielle lineare Liste, die nur an einem Ende eingefügt und gelöscht werden kann. Es speichert Daten nach dem First-In-Last-Out-Prinzip. Die Daten, die zuerst eingegeben werden, werden an den unteren Rand des Stapels verschoben, und die letzten Daten befinden sich oben im Stapel von der Spitze des Stapels (die letzten Daten werden zuerst ausgelesen).

3. Warteschlange: Eine spezielle lineare Tabelle, die nur Löschvorgänge am vorderen Ende der Tabelle (vorne) und Einfügevorgänge am hinteren Ende der Tabelle zulässt. Das Ende, das den Einfügevorgang ausführt, wird als Ende der Warteschlange bezeichnet, und das Ende, das den Löschvorgang ausführt, wird als Kopf der Warteschlange bezeichnet. Warteschlangen organisieren Daten nach dem „First in, First out“- oder „Last in, last out“-Prinzip. Wenn die Warteschlange keine Elemente enthält, spricht man von einer leeren Warteschlange.

4. Verknüpfte Liste: Es handelt sich um eine nicht kontinuierliche und nicht sequentielle Speicherstruktur auf einer physischen Speichereinheit. Sie kann entweder eine lineare Struktur oder eine nicht lineare Struktur darstellen Die verknüpfte Liste wird sequentiell implementiert. Eine verknüpfte Liste besteht aus einer Reihe von Knoten (jedes Element in der verknüpften Liste wird als Knoten bezeichnet), und Knoten können zur Laufzeit dynamisch generiert werden. Jeder Knoten besteht aus zwei Teilen: Einer ist das Datenfeld, in dem Datenelemente gespeichert werden, und der andere ist das Zeigerfeld, in dem die Adresse des nächsten Knotens gespeichert wird.

5. Baum: Es handelt sich um eine endliche Menge K mit n (n>0) Knoten, und in K ist eine Beziehung N definiert. N erfüllt die folgenden Bedingungen:

(1) Es gibt und gibt nur einen Knotenpunkt K0, das keinen Vorgänger für die Beziehung N hat, wird als Wurzelknoten des Baums bezeichnet. Wird als Root bezeichnet.

(2) Mit Ausnahme von K0 hat jeder Knoten in K einen und nur einen Vorgänger für die Beziehung N.

(3) Jeder Knoten in K kann m Nachfolger (m>=0) für die Beziehung N haben.

6. Diagramm: Es besteht aus einer endlichen Menge V von Knoten und einer Menge E von Kanten. Um sie von der Baumstruktur zu unterscheiden, werden Knoten in Diagrammstrukturen häufig als Scheitelpunkte bezeichnet, und Kanten sind geordnete Scheitelpunktpaare. Wenn es eine Kante zwischen zwei Scheitelpunkten gibt, bedeutet dies, dass die beiden Scheitelpunkte eine benachbarte Beziehung haben.

7. Heap: In der Informatik ist Heap eine spezielle Baumdatenstruktur, jeder Knoten hat einen Wert. Normalerweise bezieht sich das, was wir als Datenstruktur eines Heaps bezeichnen, auf einen binären Heap. Das Merkmal eines Heaps besteht darin, dass der Wurzelknoten den kleinsten (oder größten) Wert hat und die beiden Teilbäume des Wurzelknotens ebenfalls ein Heap sind.

8. Hash-Tabelle (auch Hash-Tabelle genannt): Wenn in der Struktur ein Datensatz mit dem Schlüssel gleich K vorhanden ist, muss dieser am Speicherort von f(K) liegen. Somit können die gesuchten Datensätze ohne Vergleich direkt ermittelt werden. Diese Korrespondenz f wird als Hash-Funktion (Hash-Funktion) bezeichnet, und die auf dieser Idee basierende Tabelle ist eine Hash-Tabelle.

9. Acht Sortieralgorithmen: Sortieralgorithmen können in interne Sortierung und externe Sortierung unterteilt werden. Bei der internen Sortierung werden Datensätze im Speicher sortiert, während bei der externen Sortierung die sortierten Daten sehr groß sind und nicht alle sortierten Datensätze auf einmal aufnehmen können Der Sortiervorgang erfordert Zugriff auf externen Speicher. Zu den gängigen internen Sortieralgorithmen gehören: Einfügungssortierung, Hügelsortierung, Auswahlsortierung, Blasensortierung, Zusammenführungssortierung, schnelle Sortierung, Heap-Sortierung, Basissortierung usw.

1. Logische Struktur von Daten: Bezieht sich auf die Datenstruktur, die die logische Beziehung zwischen Datenelementen widerspiegelt. Die logische Beziehung bezieht sich auf die Vorher-Nachher-Beziehung zwischen Datenelementen, unabhängig von ihrem Speicherort im Computer.

Logische Strukturen umfassen:

1) Mengen
Es gibt keine andere Beziehung zwischen Elementen in der Datenstruktur, außer dass sie „zur gleichen Menge gehören“

2) Lineare Struktur
Es gibt ein Elementpaar in den Daten Struktur Eins-zu-Eins-Beziehung;

3) Baumstruktur
Die Elemente in der Datenstruktur haben eine Eins-zu-Viele-Beziehung; -viele Beziehung.

2. Physische Datenstruktur:

bezieht sich auf die Speicherform der logischen Datenstruktur im Computerspeicherplatz.

Die physische Struktur von Daten ist die Darstellung der Datenstruktur im Computer (auch als Bild bekannt), einschließlich der maschinellen Darstellung von Datenelementen und der maschinellen Darstellung von Beziehungen. Da die spezifischen Implementierungsmethoden Sequenz, Verknüpfung, Indizierung, Hashing usw. umfassen, kann eine Datenstruktur als eine oder mehrere Speicherstrukturen ausgedrückt werden.

In-Machine-Darstellung von Datenelementen (Mapping-Methode): Datenelemente werden durch Bitfolgen aus Binärbits dargestellt. Diese Bitfolge wird üblicherweise als Knoten bezeichnet. Wenn ein Datenelement aus mehreren Datenelementen besteht, wird die Unterbitfolge, die jedem Datenelement in der Bitfolge entspricht, als Datenfeld bezeichnet. Daher ist ein Knoten eine maschineninterne Darstellung (oder ein maschineninternes Bild) eines Datenelements. Darstellung von Beziehungen auf der Maschine (Mapping-Methode): Die Darstellung von Beziehungen zwischen Datenelementen auf der Maschine kann in zwei häufig verwendete Speicherstrukturen unterteilt werden: sequentielle Speicherstrukturen und Kettenspeicherstrukturen. Eine sequentielle Karte stellt die logische Beziehung zwischen Datenelementen anhand ihrer relativen Positionen im Speicher dar. Nichtsequentielle Bilder stellen logische Beziehungen zwischen Datenelementen mithilfe von Zeigern dar, die die Speicherorte von Elementen angeben.

3. Datenstrukturoperationen

Es wird allgemein angenommen, dass eine Datenstruktur durch Datenelemente gemäß bestimmten logischen Verbindungen organisiert wird. Die Beschreibung der logischen Beziehung zwischen Datenelementen wird als logische Struktur von Daten bezeichnet. Daten müssen im Computer gespeichert werden, und die Speicherstruktur der Daten ist außerdem die Implementierungsform der Datenstruktur und ihrer Darstellung im Computer. Wenn wir eine Datenstruktur diskutieren, müssen wir auch besprechen, dass Operationen, die an dieser Art von Daten durchgeführt werden, sinnvoll sind. Eine logische Datenstruktur kann mehrere Speicherstrukturen haben, und verschiedene Speicherstrukturen wirken sich auf die Effizienz der Datenverarbeitung aus.

      Beim Entwurf vieler Arten von Programmen ist die Wahl der Datenstrukturen ein grundlegender Entwurfsüberlegungen. Die Konstruktionserfahrung vieler Großsysteme zeigt, dass die Schwierigkeit der Systemimplementierung und die Qualität der Systemkonstruktion stark davon abhängen, ob die optimale Datenstruktur ausgewählt wird. Sobald die Datenstruktur festgelegt ist, ist der Algorithmus oft leicht zu finden. Manchmal läuft es andersherum und wir wählen eine Datenstruktur, die zu einem bestimmten Algorithmus passt. In jedem Fall ist die Auswahl der geeigneten Datenstruktur sehr wichtig.
Nach der Wahl der Datenstruktur wird auch der Algorithmus festgelegt, nicht Algorithmen, sondern Daten sind der Schlüsselfaktor beim Systemaufbau. Diese Erkenntnis hat zur Entstehung vieler Software-Designmethoden und Programmiersprachen geführt, darunter auch objektorientierte Programmiersprachen.
Wenn ein Computer ein bestimmtes Problem löst, muss er im Allgemeinen die folgenden Schritte durchlaufen: Zuerst muss er ein geeignetes mathematisches Modell von dem spezifischen Problem abstrahieren, dann einen Algorithmus (Algorithmus) entwerfen, um das mathematische Modell zu lösen, und schließlich das kompilieren Programmieren und testen Sie es, passen Sie es an, bis Sie die endgültige Antwort erhalten.
Der Kern der Suche nach einem mathematischen Modell besteht darin, das Problem zu analysieren, die Betriebsobjekte zu extrahieren, die Beziehungen zwischen diesen Betriebsobjekten herauszufinden und sie dann in mathematischer Sprache zu beschreiben. Wenn Menschen Computer verwenden, um numerische Rechenprobleme zu lösen, werden die verwendeten mathematischen Modelle durch mathematische Gleichungen beschrieben. Da es sich bei den beteiligten Operanden im Allgemeinen um einfache ganzzahlige, reelle und logische Daten handelt, liegt der Schwerpunkt des Programmierers eher auf Programmierkenntnissen als auf der Datenspeicherung und -organisation. Weitere Bereiche der Computeranwendung sind jedoch „nicht-numerische Rechenprobleme“. Ihre mathematischen Modelle können nicht durch mathematische Gleichungen beschrieben werden, sondern durch Datenstrukturen. Der Schlüssel zur Lösung solcher Probleme liegt im Entwurf geeigneter Datenstrukturen zur Beschreibung nicht-numerischer Rechenprobleme . Das mathematische Modell numerischer Probleme wird durch Strukturen wie lineare Tabellen, Bäume und Diagramme beschrieben.
Computeralgorithmen hängen eng mit der Datenstruktur zusammen. Datenstrukturen stehen in direktem Zusammenhang mit der Auswahl und Effizienz von Algorithmen. Der Vorgang wird vom Computer ausgeführt, was den Entwurf entsprechender Einfüge-, Lösch- und Änderungsalgorithmen erfordert. Mit anderen Worten: Die Datenstruktur muss auch Algorithmen für verschiedene Operationen bereitstellen, die von jedem Strukturtyp definiert werden. Ein Datenobjekt ist eine Sammlung von Datenelementen mit denselben Eigenschaften und eine Teilmenge von Daten. Datenobjekte können endlich oder unendlich sein. Unter Datenverarbeitung versteht man den Vorgang des Suchens, Einfügens, Löschens, Zusammenführens, Sortierens, Erstellens von Statistiken und einfacher Berechnungen von Daten.

(2) Strukturelle Klassifizierung

Datenstruktur bezieht sich auf die Beziehung zwischen Datenelementen in derselben Datenelementklasse. Datenstrukturen sind jeweils logische Struktur, Speicherstruktur (physikalische Struktur) und Datenoperationen. Die logische Struktur von Daten ist ein aus spezifischen Problemen abstrahiertes mathematisches Modell. Sie beschreibt die mathematischen Eigenschaften von Datenelementen und deren Beziehungen. Manchmal wird die logische Struktur einfach als Datenstruktur bezeichnet. Eine logische Struktur ist ein Bild im Computerspeicher, formal definiert als (K, R) (oder (D, S)), wobei K eine endliche Menge von Datenelementen und R eine endliche Menge von Beziehungen auf K ist.

Entsprechend den unterschiedlichen Merkmalen der Beziehung zwischen Datenelementen gibt es normalerweise die folgenden vier Grundtypen von Strukturen:

⑴ Struktur festlegen. Die Beziehung zwischen den Datenelementen dieser Struktur besteht darin, dass sie „zu derselben Menge gehören“.

⑵Lineare Struktur. Zwischen den Datenelementen dieser Struktur besteht eine Eins-zu-eins-Beziehung.

⑶Baumstruktur. Zwischen den Datenelementen dieser Struktur besteht eine Eins-zu-Viele-Beziehung

⑷Grafikstruktur. Zwischen den Datenelementen dieser Struktur, auch Netzwerkstruktur genannt, besteht eine Viele-zu-Viele-Beziehung. Aus dem oben eingeführten Konzept der Datenstruktur können wir erkennen, dass eine Datenstruktur aus zwei Elementen besteht. Das eine ist eine Sammlung von Datenelementen und das andere ist eine Sammlung von Beziehungen. Formal kann eine Datenstruktur normalerweise durch ein Tupel dargestellt werden.

Die Form der Datenstruktur ist definiert als: Die Datenstruktur ist ein Tupel: Data_Structure=(D, R), wobei D eine endliche Menge von Datenelementen und R eine endliche Menge von Beziehungen auf D ist. Das Merkmal der linearen Struktur besteht darin, dass zwischen Datenelementen eine lineare Beziehung besteht und die Datenelemente „nacheinander angeordnet“ sind. Die Datenelementtypen in einer linearen Tabelle sind gleich, oder eine lineare Tabelle ist eine lineare Struktur, die aus Datenelementen desselben Typs besteht. Es gibt viele Beispiele für lineare Tabellen in praktischen Problemen. Beispielsweise ist die Tabelle mit den Informationen zum Studentenstatus eine lineare Tabelle: Der Typ der Datenelemente in der Tabelle ist ebenfalls eine lineare Tabelle: Der Typ der Daten Elemente in der Tabelle sind Zeichentypen usw.
     Eine lineare Tabelle ist die einfachste, grundlegendste und am häufigsten verwendete lineare Struktur. Eine lineare Tabelle ist eine endliche Folge von n (n>=0) Datenelementen mit demselben Datentyp, normalerweise geschrieben als: (a1, a2,… ai-1, ai, ai+1,…an), wobei n ist Die Tabelle ist lang, wenn n=0, spricht man von einer leeren Liste. Es gibt zwei Speichermethoden: sequentielle Speicherung und Kettenspeicherung. Die wichtigsten Grundoperationen sind Einfügen, Löschen und Abrufen.

Die Darstellung (Bild) der Datenstruktur im Computer wird als physische (Speicher-)Struktur der Daten bezeichnet. Es umfasst die Darstellung von Datenelementen und die Darstellung von Beziehungen. Es gibt zwei verschiedene Darstellungsmethoden für die Beziehung zwischen Datenelementen: sequentielles Mapping und nichtsequentielles Mapping. Dadurch werden zwei verschiedene Speicherstrukturen erhalten: sequentielle Speicherstruktur und Kettenspeicherstruktur.

Sequentielle Speichermethode: Sie speichert logisch benachbarte Knoten in physisch benachbarten Speichereinheiten. Die logische Beziehung zwischen Knoten wird durch die Nachbarschaftsbeziehung der Speichereinheiten widergespiegelt. Die resultierende Speicherdarstellung wird als sequentielle Speicherstruktur bezeichnet. Die sequentielle Speicherstruktur ist die grundlegendste Speicherdarstellungsmethode, die in Programmiersprachen normalerweise mithilfe von Arrays implementiert wird.

Link-Speichermethode: Es ist nicht erforderlich, dass logisch benachbarte Knoten auch physisch benachbart sind. Die logische Beziehung zwischen Knoten wird durch zusätzliche Zeigerfelder dargestellt. Die resultierende Speicherdarstellung wird als verkettete Speicherstruktur bezeichnet. Die verkettete Speicherstruktur wird in der Regel mithilfe von Zeigertypen in Programmiersprachen implementiert: Zusätzlich zur Erstellung von Speicherknoteninformationen wird auch eine zusätzliche Indextabelle erstellt Adresse des Knotens.

Hash-Speichermethode: Dabei wird die Speicheradresse des Knotens direkt basierend auf dem Schlüsselwort des Knotens berechnet.

In der Datenstruktur kann die Datenstruktur logisch (logische Struktur: logische Beziehung zwischen Datenelementen) in lineare Struktur und nichtlineare Struktur unterteilt werden. Die sequentielle Speicherstruktur einer linearen Struktur ist eine Speicherstruktur mit sequentiellem Zugriff, und die verknüpfte Speicherstruktur einer linearen Liste ist eine Speicherstruktur mit wahlfreiem Zugriff. Wenn eine lineare Tabelle durch Kettenspeicher dargestellt wird, können die Adressen der Speichereinheiten zwischen allen Knoten kontinuierlich oder diskontinuierlich sein. Die logische Struktur hat nichts mit der Form, dem Inhalt, der relativen Position oder der Anzahl der im Datenelement selbst enthaltenen Knoten zu tun.

(3) Strukturalgorithmus Der Entwurf des Algorithmus hängt von der (logischen) Datenstruktur ab, und die Implementierung des Algorithmus hängt von der verwendeten Speicherstruktur ab. Die Speicherstruktur von Daten ist im Wesentlichen die Umsetzung ihrer logischen Struktur im Computerspeicher. Um die logische Struktur von Daten umfassend widerzuspiegeln, umfasst ihr Abbild im Speicher zwei Aspekte, nämlich die Informationen zwischen Datenelementen und die Datenbeziehung zwischen. Unterschiedliche Datenstrukturen haben ihre entsprechenden Operationen. Datenoperationen sind Operationsalgorithmen, die auf der logischen Struktur der Daten basieren, z. B. Abrufen, Einfügen, Löschen, Aktualisieren und Sortieren.

Die Datenstruktur unterscheidet sich von Datentyp und Datenobjekt. Sie muss nicht nur das Datenobjekt des Datentyps beschreiben, sondern auch die Beziehung zwischen den Elementen des Datenobjekts.

Ein Datentyp ist eine Sammlung von Werten und eine Reihe von Operationen, die für diese Wertemenge definiert sind. Datentypen können in zwei Kategorien unterteilt werden: atomare Typen und strukturelle Typen. Einerseits gehören in Programmiersprachen alle Daten einem bestimmten Datentyp an. Typen geben explizit oder implizit den Wertebereich von Daten, die Art ihrer Speicherung und die zulässigen Vorgänge an. Man kann davon ausgehen, dass Datentypen Datenstrukturen sind, die in der Programmierung implementiert wurden. Wenn andererseits während des Programmiervorgangs eine neue Datenstruktur eingeführt werden muss, wird die Datenspeicherstruktur immer mithilfe der von der Programmiersprache bereitgestellten Datentypen beschrieben. Die kleinste Dateneinheit, die in einem Computer dargestellt wird, ist ein Bit einer Binärzahl, auch Bit genannt. Wir stellen ein Datenelement mit einer Bitfolge dar, die aus einer Kombination mehrerer Bits besteht. Diese Bitfolge wird normalerweise als Element oder Knoten bezeichnet. Wenn ein Datenelement aus mehreren Datenelementen besteht, wird die Unterbitfolge, die jedem Datenelement in der Bitfolge entspricht, als Datenfeld bezeichnet. Elemente oder Knoten können als Abbild von Datenelementen im Computer betrachtet werden.

Ein Softwaresystem-Framework sollte auf Daten basieren, nicht auf Abläufen. Ein Softwaremodul mit abstrakten Datentypen sollte aus drei Teilen bestehen: Definition, Darstellung und Implementierung.

Für jede Datenstruktur muss eine Reihe von Operationen vorhanden sein, die eng damit verbunden sind. Wenn Art und Anzahl der Operationen unterschiedlich sind, kann die Datenstruktur auch bei gleicher logischer Struktur unterschiedliche Rollen spielen.

Verschiedene Datenstrukturen haben unterschiedliche Operationssätze, aber die folgenden Operationen sind unverzichtbar:

1. Erzeugung der Struktur;
2. Suche nach Datenelementen, die bestimmte Bedingungen erfüllen Struktur;
4. Neue Datenelemente in die Struktur einfügen
5. Vorhandene Datenelemente in der Struktur löschen;


       Abstrakter Datentyp: ein mathematisches Modell und eine Reihe von Operationen, die auf dem Modell definiert sind. Ein abstrakter Datentyp ist eigentlich die Definition dieser Datenstruktur. Weil es eine logische Datenstruktur und eine Reihe von Algorithmen für diese Struktur definiert. Abstrakte Datentypen können durch das folgende Triplett dargestellt werden: (D, S, P). D ist ein Datenobjekt, S ist eine Menge von Beziehungen auf D und P ist eine Menge grundlegender Operationen auf D. Die Definition von ADT lautet: Name des abstrakten ADT-Datentyps: {Datenobjekt: (Satz von Datenelementen), Datenbeziehung: (Datenbeziehungstupelkombination), Grundoperation: (Liste der Betriebsfunktionen)}; Abstrakte Datentypen weisen zwei wichtige Merkmale auf:

Datenabstraktion: Bei der Verwendung von ADT zur Beschreibung der vom Programm verarbeiteten Entitäten liegt der Schwerpunkt auf seinen wesentlichen Merkmalen, den Funktionen, die es ausführen kann, und seiner Schnittstelle zu externen Benutzern (d. h. wie). die Außenwelt nutzt diese Methode).

Datenkapselung: Trennen Sie die externen Merkmale einer Entität von ihren internen Implementierungsdetails und verbergen Sie ihre internen Implementierungsdetails vor externen Benutzern.

Daten sind Träger von Informationen, die von Computern erkannt, gespeichert und verarbeitet werden können. Es ist das Rohmaterial, das von Computerprogrammen verarbeitet wird, und Anwendungen verarbeiten alle Arten von Daten. In der Informatik sind die sogenannten Daten Gegenstand der Computerverarbeitung. Dabei kann es sich um numerische Daten oder nicht numerische Daten handeln. Numerische Daten sind einige ganze Zahlen, reelle Zahlen oder komplexe Zahlen, die hauptsächlich in technischen Berechnungen, wissenschaftlichen Berechnungen und Geschäftsverarbeitungen verwendet werden. Zu den nicht numerischen Daten gehören Zeichen, Text, Grafiken, Bilder, Stimmen usw.

Datenelement ist die Grundeinheit der Daten. Unter verschiedenen Bedingungen können Datenelemente auch als Elemente, Knoten, Scheitelpunkte, Datensätze usw. bezeichnet werden. Beispielsweise wird ein Datensatz in der Studenteninformationstabelle im Studenteninformationsabrufsystem als Datenelement bezeichnet. Manchmal kann ein Datenelement aus mehreren Datenelementen bestehen. Beispielsweise ist jedes Datenelement in der Studenteninformationstabelle im Studentenstatus-Managementsystem ein Studentendatensatz. Es umfasst Datenelemente wie Schülernummer, Name, Geschlecht, Herkunftsort, Geburtsdatum und Noten. Diese Datenelemente können in zwei Typen unterteilt werden: Das eine wird als Elementarelement bezeichnet, z. B. das Geschlecht der Schüler, der Herkunftsort usw. Diese Datenelemente sind die kleinsten Einheiten, die während der Datenverarbeitung nicht unterteilt werden können. B. die Noten der Schüler, kann in kleinere Begriffe wie Mathematik, Physik, Chemie usw. unterteilt werden. Typischerweise wird bei der Lösung praktischer Anwendungsprobleme auf jeden Studierendendatensatz als Basiseinheit zugegriffen und dieser verarbeitet.

Ein Datenobjekt oder eine Datenelementklasse ist eine Sammlung von Datenelementen mit denselben Eigenschaften. Bei einem bestimmten Problem haben die Datenelemente alle dieselben Eigenschaften (Elementwerte sind nicht unbedingt gleich), gehören zum selben Datenobjekt (Datenelementklasse) und das Datenelement ist eine Instanz der Datenelementklasse. Im Verkehrsnetz des Verkehrsberatungssystems stellen beispielsweise alle Scheitelpunkte eine Datenelementklasse dar und stellen jeweils zwei Instanzen der Datenelementklasse dar. Die Werte ihrer Datenelemente sind A und B. Unter Datenstruktur versteht man eine Sammlung von Datenelementen, die eine oder mehrere Beziehungen zueinander haben. In keinem Problem sind Datenelemente isoliert. Zwischen ihnen bestehen Beziehungen der einen oder anderen Art. Diese Beziehung zwischen Datenelementen wird als Struktur bezeichnet.

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in der Rubrik „FAQ“!

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