谈谈数据结构在计算机教学中的地位

万淑兰

摘要：数据结构是介于数学、计算机硬件和计算机软件之间的一门计算机科学与技术专业的核心课程，是高级程序设计语言、编译原理、操作系统、数据库、人工智能等课程的基础。

关键词：数据结构 算法 非数值计算 操作对象

一、课程简介

《数据结构》是计算机专业一门重要的专业技术基础课程。 数据结构的研究范围主要涉及数据的逻辑结构、存储结构和操作的实现，以及常用的查找和排序技术。其内容是程序设计（特别是非数值计算的程序设计）的基础，也是设计和实现编译程序、操作系统、数据系统及其它系统程序和大型应用程序的重要基础。

?通过这门课程的学习，使学生在软件开发的过程中能够正确、合理地选择数据的存储结构，有效地设计算法，从而提高软件整体质量。 本课程的学习将为后续课程的学习以及软件设计水平的提高打下良好的基础。

数据结构是计算机科学技术、信息管理等专业的核心课程之一，是一门理论与工程实践密切相关的综合性课程，在计算机学科教学中具有十分重要的作用。大力加强数据结构课程的建设，提高数据结构课程的教学质量，有利于教学改革和教育创新，有利于高级应用型人才和创新人才的培养。

二、数据结构的地位

《数据结构》作为一门独立的课程最早是在美国的一些大学开设的，1968年美国Donald .Knuth教授开创了数据结构的最初体系，他所著的《计算机程序设计技巧》系统地阐述数据的逻辑结构和存储结构及其操作的著作，是《数据结构》的经典之作。20世纪60年代末出现了大型程序，软件也相对独立，结构程序设计成为程序设计方法学的主要内容，人们越来越重视数据结构，认为程序设计的实质是对确定的问题选择一种好的结构，加上设计一种好的算法，即程序=数据结构+算法。从70年代开始，《数据结构》得到了迅速发展，数据结构的研究不仅涉及到计算机硬件，而且和计算机软件的研究有着更密切的关系，无论是编译程序、操作系统、数据库还是信息检索，都涉及到数据元素的组织以及在存储器中的分配。数据结构技术成为设计和实现编译程序、操作系统、数据系统及其它系统程序和大型应用程序的关键技术。《数据结构》的学习越来越被人们所重视，成为构建计算机类专业群的重要课程。

从课程性质讲，《数据结构》是一门专业技术基础课程。它的教学要求是：学会分析研究计算机加工的数据对象的特性，以便选择合适的数据结构和存储结构以及相应的算法，初步掌握算法的时间分析和空间分析的技术来评价算法的优劣，并对学生进行复杂程序设计的基本训练。

无论是计算机科学的发展，还是计算机应用的发展，都离不开作为基础的数据结构。数据组织、数据存储和数据存取是计算机一切领域面临的最根本的研究课题。

操作系统对计算机硬件资源和软件资源描述、控制和管理都是通过一系列表格来完成的。

编译程序在编译过程中的各种信息是通过表格来组织，编译各阶段的过程是通过相应的表和栈来控制的。

数据库系统的根本任务就是如何有效地组织和管理数据。

在计算机图形图像技术和多媒体技术中，最关键最重要的技术就是数据的获取、标识、组织和管理。

人工智能和专家系统中知识的表示和组织、推理过程的状态表述和控制都是以数据结构为基础的。

在计算机类专业课程中，特别是计算机软件类课程设置中，《数据结构》更反映了它的基础地位和核心地位。《操作系统》、《编译原理》、《数据库原理与应用》、《计算机图形技术》等课程，都离不开数据结构的知识。

三、数据结构的研究范畴

数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中计算机的操作对象及其关系和操作的学科。它主要研究：

① 数据的逻辑结构--数据关系之间的逻辑关系

② 数据的存储结构--数据的逻辑结构在计算机中的表示

③ 操作算法--插入、删除、修改、查询、排序等

其中，数据的逻辑结构包括：线性表、树、图，数据的存储结构包括：顺序存储、链式存储。

通过这门课程的学习，学生应能在软件开发的过程中正确、合理地选择数据的存储结构，有效地设计算法，从而提高软件整体质量。本课程的学习将为后续课程的学习以及软件设计水平的提高打下良好的基础。

四、数据结构的教学目的和基本要求

1、教学目的

数据结构是介于数学、计算机硬件和计算机软件之间的一门计算机科学与技术专业的核心课程，是高级程序设计语言、编译原理、操作系统、数据库、人工智能等课程的基础。同时，数据结构技术也广泛应用于信息科学、系统工程、应用数学以及各种工程技术领域。数据结构的内容包括抽象、实现和评价三个层次，从数据表示和数据处理上看有五个基本组成“要素”分别是逻辑结构，存储结构、基本运算、算法及不同数据结构的比较与算法分析。通过学习，使学生初步具备分析问题、解决问题的能力，养成良好的程序设计风格，积聚和提高基本的分析设计能力，并培养团队写作能力。为后续课程的学习打下坚实的基础。

2、基本要求：

（1）了解数据结构及其分类、数据结构与算法的密切关系；

（2）掌握设计算法的步骤和算法分析方法；

（3）熟悉各种基本数据结构及其操作，学会根据实际问题要求来选择数据结构；

（4）掌握常规设计方法和技巧。◆

参考文献：

[1]王洪 浅析《数据结构》教学问题

[2] 王岚,张倩茜 《数据结构》教学探讨