数据结构是计算机科学中至关重要的一个领域，它主要研究如何高效地组织和处理非数值型数据。本课件是北京邮电大学计算机学院张成文教授的“数据结构”课程的一部分，主要涵盖第一章节——绪论。这章节的目的是介绍学习数据结构的重要性以及基本概念。
学习数据结构的主要作用和意义在于它是解决非数值计算问题的理论和技术基础，同时也是计算机科学中一门综合性的专业基础课程。数据结构在软件开发的各个阶段，如系统分析、设计、实现和维护中都起着关键作用。著名计算机科学家 Niklaus Wirth 提出公式：“数据结构 + 算法 = 程序”，强调了数据结构和算法在编程中的核心地位。
在实际应用中，例如查找某人的社会关系，如何在计算机中有效地表示和操作这些数据是需要解决的问题。计算机系统通过CPU、控制器、运算器、寄存器、内存和外存储器协同工作来处理数据。不同的存储方案（如链表、数组等）会影响数据的访问效率和操作复杂度。
数据结构的作用主要体现在以下几个方面：
1. 抽象数据对象的数学模型（逻辑结构）：如图状结构，用于描述数据元素间的复杂关系。
2. 明确定义操作：如查找、插入等，为处理数据提供明确的操作步骤。
3. 存储结构映射：将逻辑结构映射到物理存储，如顺序存储、链式存储等。
在数据结构中，有几个基本概念需要理解：
1. 数据：被计算机处理的对象，可以是各种类型的信息。
2. 数据元素：数据的基本单位，可以是单一的值或组合项（如记录）。
3. 数据项：数据结构中讨论的最小单位，可以是原子项（不可再分）或组合项。
4. 数据对象：性质相同的数据元素集合，是数据的一个子集。
5. 数据结构：具有结构的数据元素集合，包含数据对象的逻辑结构、存储结构和相应的运算。
数据结构的逻辑结构描述了数据元素之间的关系，不依赖于计算机的实现，可以用二元组 (D, R) 表示，其中 D 是数据元素集合，R 是在 D 上的关系集合。
通过学习这一章，学生应能理解数据结构的基本概念，了解其在计算机科学中的重要性，并掌握如何描述和操作数据结构的基础知识。同时，实验报告的要求也强调了实践操作和规范化，以培养学生的编程习惯和文档整理能力。
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