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Einführung in die Informationsverarbeitung Stunde II: Datenstrukturen

Einführung in die Informationsverarbeitung Stunde II: Datenstrukturen. Manfred Thaller, Universität Köln Köln 22. Oktober 2007. I. Grundbegriffe. Datentyp. Zahlen Bilder Zeichenketten Geburtstage Briefe. Operationen. Addieren Komprimieren Vergleichen Abstand berechnen Beziehen.

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Einführung in die Informationsverarbeitung Stunde II: Datenstrukturen

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Presentation Transcript

  1. Einführung in die InformationsverarbeitungStunde II: Datenstrukturen Manfred Thaller, Universität Köln Köln 22. Oktober 2007

  2. I. Grundbegriffe

  3. Datentyp • Zahlen • Bilder • Zeichenketten • Geburtstage • Briefe

  4. Operationen • Addieren • Komprimieren • Vergleichen • Abstand berechnen • Beziehen

  5. Datenstrukturen • Zahl {Darstellung, Addieren, …} • Bild {Darstellung, Komprimieren, …} • Text {Darstellung, Vergleichen, … } • Zeit {Darstellung, Abstand berechnen, … } • Brief {Darstellung,Beziehen, …}

  6. Datenstruktur = {Datentyp, Legale Operationen } “Datentyp” und “Datenstruktur” oft aber auch synonym!

  7. Basisdatenstrukturen • Boolean / Logischer Wert • Integer • [ Rationale Zahlen ] • Realzahlen • Zeichen • Zeichenketten

  8. Datenstrukturen und Hardware Datenstrukturen geben Regeln wieder, wie ein bestimmter Speicherbereich interpretiert wird. ASCII Zeichen 'a' = 97; 'A' = 65. oder'Pixel' 97 ist eineinhalb mal heller als 'Pixel' 65.

  9. Datenstrukturen und Hardware Festlegungen sind „willkürlich“. Groß- / Klein v. Umlaute

  10. Zeichen

  11. Zeichen

  12. Zeichen

  13. Zeichen Festlegungen sind „willkürlich“. lower(x) = upper(x) | '00100000‚ = schnellste verfügbare Operation des Rechners!

  14. Merke: Darstellung von Datenstrukturen sind „willkürlich“. … können den Aufwand für eine Anwendung aber entscheidend beeinflussen!

  15. Datenstruktur „Zeiger“ Diagrammatische Darstellung: A „zeigt auf“ B A B

  16. Datenstruktur „Zeiger“ Diagrammatische Darstellung: „Zeiger“: Ein Speicherinhalt eines Rechners verweist auf einen anderen. A B

  17. Datenstruktur im Speicher Speicher als „karierte Zeile“ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

  18. Datenstruktur im Speicher Zahl „14123“ in Bytes 0 bis 1 Zahl „22445“ in Bytes 10 bis 11 14123 22445 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

  19. Datenstruktur im Speicher Zeichen „a“ in Byte 0 Zeichen „q“ in Byte 11 a q 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

  20. Datenstruktur im Speicher Zeiger in Bytes 0 bis 1 verweist auf Speicherblock, enthaltend „xy“, beginnend in Byte 10 10 x y 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

  21. Zeiger graphisch Zeiger in Bytes 0 bis 1 verweist auf Speicherblock, enthaltend „xy“, beginnend in Byte 10. x y 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

  22. Zeiger graphisch Zeiger verweist von einem Datenblock auf einen anderen.

  23. II. Technische Datenstrukturen

  24. Stacks Auch bekannt als: „LIFO“ – Last In, First Out

  25. Start Lies: Verarbeite: Atom 1

  26. „Push to stack“ Lies: Verarbeite: Atom 1

  27. „Lies weiter“ Lies: Verarbeite: Atom 2 Atom 1

  28. „Push to stack“ Lies: Verarbeite: Atom 2 Atom 1

  29. „Lies weiter“ Lies: Verarbeite: Atom 3 Atom 2 Atom 1

  30. Schließlich Atom 5 Lies: Verarbeite: Atom 4 Atom 3 Atom 2 Atom 1

  31. „Pop from stack“ Lies: Verarbeite: Atom 4 Atom 3 Atom 5 Atom 2 Atom 1

  32. „Pop from stack“ Lies: Verarbeite: Atom 3 Atom 4 Atom 2 Atom 1

  33. „Pop from stack“ Lies: Verarbeite: Atom 3 Atom 2 Atom 1

  34. „Pop from stack“ Lies: Verarbeite: Atom 2 Atom 1

  35. „Pop from stack“ Lies: Verarbeite: Atom 1

  36. Queues Auch bekannt als: „FIFO“ – First In, First Out

  37. Start Lies: Verarbeite: Atom 1

  38. „Push to queue“ Lies: Verarbeite: Atom 1

  39. „Lies weiter“ Lies: Verarbeite: Atom 2 Atom 1

  40. „Push to queue“ Lies: Verarbeite: Atom 2 Atom 1

  41. „Lies weiter“ Lies: Verarbeite: Atom 3 Atom 2 Atom 1

  42. Schließlich Atom 5 Lies: Verarbeite: Atom 4 Atom 3 Atom 2 Atom 1

  43. Pop from queue Atom 5 Lies: Verarbeite: Atom 4 Atom 3 Atom 1 Atom 2

  44. Pop from queue Atom 5 Lies: Verarbeite: Atom 4 Atom 3 Atom 2

  45. Pop from queue Atom 5 Lies: Verarbeite: Atom 4 Atom 3

  46. Pop from queue Atom 5 Lies: Verarbeite: Atom 4

  47. Pop from queue Lies: Verarbeite: Atom 5

  48. Verknüpfte Listen

  49. Erzeuge Atom 1 Atom 1

  50. Mache Atom 1 zum Listenkopf Kopf: Atom 1

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