計算機如何存儲數據結構

1. 計算機數據存儲方式

計算機中，數據存儲方式有兩種。

1、長期存儲：有硬碟、光碟、優盤、磁碟等。

2、臨時存儲：物理內存、虛擬內存、高速緩存、寄存器。

2. 計算機是怎麼存儲數據的

數據結構為計算機存儲、組織數據的方式。數據結構指相互之間存在一種或多種特定關系的數據元素的集合。通常情況下，精心選擇的數據結構可以帶來更高的運行或者存儲效率。數據結構往往同高效的檢索演算法和索引技術有關。

數據存儲對象包括數據流在加工過程中產生的臨時文件或加工過程中需要查找的信息。數據以某種格式記錄在計算機內部或外部存儲介質上。數據存儲要命名，這種命名要反映信息特徵的組成含義。數據流反映了系統中流動的數據，表現出動態數據的特徵；數據存儲反映系統中靜止的數據，表現出靜態數據的特徵。

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磁碟和磁帶都是常用的存儲介質。數據存儲組織方式因存儲介質而異。在磁帶上數據僅按順序文件方式存取；在磁碟上則可按使用要求採用順序存取或直接存取方式。數據存儲方式與數據文件組織密切相關，其關鍵在於建立記錄的邏輯與物理順序間對應關系，確定存儲地址，以提高數據存取速度。

3. 電腦硬碟是怎樣存儲數據的

硬碟不是直接存儲我們現在人看到的數據，計算機中，通過2進制，將數據轉化為可以用2進製表示的數字數據，再對應機器的高電平低電平等可以用兩種機器物理狀態的狀態。

硬碟儲存數據的原理和盒式磁帶類似，只不過盒式磁帶上存儲是模擬格式的音樂，而硬碟上存儲的是數字格式的數據。寫入時，磁頭線圈上加電，在周圍產生磁場，磁化其下的磁性材料；電流的方向不同，所以磁場的方向也不同，可以表示 0 和 1 的區別。

讀取時，磁頭線圈切割磁場線產生感應電流，磁性材料的磁場方向不同，所以產生的感應電流方向也不同。

4. 計算機是如何儲存數據的

計算機通過存儲系統來完成信息的保存和提取。
存儲系統是指計算機中由存放程序和數據的各種存儲設備、控制部件及管理信息調度的設備（硬體）和演算法（軟體）所組成的系統。計算機的主存儲器不能同時滿足存取速度快、存儲容量大和成本低的要求，在計算機中必須有速度由慢到快、容量由大到小的多級層次存儲器，以最優的控制調度演算法和合理的成本，構成具有性能可接受的存儲系統。
在計算機系統中存儲層次可分為高速緩沖存儲器、主存儲器、輔助存儲器三級。高速緩沖存儲器用來改善主存儲器與中央處理器的速度匹配問題。輔助存儲器用於擴大存儲空間。信息存取過程中，存儲系統必須完成邏輯地址空間和物理地址空間之間的變換，並且合理地管理存儲系統資源。邏輯地址是指程序員編制的程序地址，由它構成邏輯地址空間。程序主存儲器中的實際地址稱為物理地址，由它構成物理地址空間。存儲映像基本上分為兩種情況：一種是邏輯地址空間小於物理地址空間，映像要求可以訪問所有的物理存儲器；另一種是邏輯地址空間大於物理地址空間，映像要確定每個邏輯地址實際所對應的物理地址。

5. 計算機有哪些存儲結構

在計算機中存儲和組織數據的方式被稱之為數據結構，鏈表和數組是較為常見的兩種結構。

1、數組

數組就像一個個緊挨著的小格子，每一個格子都有它們自己的序號，這個序號被稱之為「索引」。與生活中不太相同的是，平時計數習慣以「1」開始，而在計算機中，「0」是開頭的第一個數字。

數組中的數據，在計算機的存儲器中，也是按順序存儲在連續的位置中。當我們尋找需要的數據時，通過格子中的索引，便可以找到數據。

2、鏈表

鏈表的存儲方式有些像地址和住宅的關系，地址可以寫在一張紙上，但是這並不代表住宅也緊密相鄰。鏈表中的數據在計算機中也是分散地存儲在各個地方，但是鏈表裡面除了存儲數據，還存儲了下一個數據的地址，以便於找到下一個數據。

與數組不同的是，鏈表儲存數據不像數組一樣，需要提前設定大小，就像火車的車廂長度是隨著乘客的數量而增加的。

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數據的鏈式存儲結構可用鏈接表來表示。

其中data表示值域，用來存儲節點的數值部分。Pl，p2，…，Pill(1n≥1)均為指針域，每個指針域為其對應的後繼元素或前驅元素所在結點(以後簡稱為後繼結點或前驅結點)的存儲位置。

通過結點的指針域(又稱為鏈域)可以訪問到對應的後繼結點或前驅結點，若一個結點中的某個指針域不需要指向其他結點，則令它的值為空（NULL）。

在數據的順序存儲中，由於每個元素的存儲位置都可以通過簡單計算得到，所以訪問元素的時間都相同；而在數據的鏈接存儲中。

由於每個元素的存儲位置保存在它的前驅或後繼結點中，所以只有當訪問到其前驅結點或後繼結點後才能夠按指針訪問到，訪問任一元素的時間與該元素結點在鏈式存儲結構中的位置有關。

6. 計算機是如何儲存數據的

本文目錄：

1.如何存儲0和1

2.如何存儲數字

3.如何存儲字母

4.如何存儲漢字

5.如何利用更少的空間存儲更多字元

1.如何存儲0和1

在計算機中所有的數據都被存儲為一連串的二進制信息（0和1）

內存條中間有一塊塊方塊，每個方塊上就有很多存「0」和「1」的機關，可以把一個機關想像成一個圓點，一個圓點就是一個電池，那麼就有了下面幾個環節

假設我們每個方塊都是一個小電池，當我們要存儲時，先選定一列方塊，開始每行充電，如果是「1」就充電，是「0」就不充電。由於這樣是無法存儲電量的，充電的速度是幾納秒，耗電的速度是幾毫秒，計算機採取的做法是在耗完電之前再充一次，這里就依賴 CPU 的赫茲數值，CPU 的多少赫茲就代表每秒可以充多少次電，即代表著CPU的性能高低。

2.如何存儲數字

我們平時所說的數值一般都是進制的，但計算機只能存儲0和1，所以需要將10進制的數轉為二進制讓計算機進行儲存。但也有一些特殊情況，如果想存 -3 就需要使用 補碼 (計算機無法存儲負號)；如果想存 0.75 就需要使用 浮點數 (計算機無法存儲小數點)。

3.如何存儲字元

字元存儲和數字的存儲有著相似的過程，通過 ASCII表 ，我們可以查詢到字元對應的二進制數。

ASCII.png

4.如何存儲中文

和存儲字元類似，中文也有對應的CODE值來進行存儲，將16進制的CODE值轉為二進制，計算機就可以存儲了。詳見 GBK表

GBK.png

5.如何利用更少的空間存儲更多字元

Unicode：是計算機科學領域里的一項業界標准。它對世界上大部分文字系統進行了整理、編碼，使得電腦可以用更為簡單的方式來呈現和處理文字。

如何將 Unicode 存儲到計算機中

Unicode 需要使用 32 位(4位元組)來存儲字元，他的存儲方式如下

//低性價比

a -> 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0110 0001 = 0061

你 -> 0000 0000 0000 0000 0100 1111 0110 0000 = 4F60

由於其表示簡單的字元時也使用4個位元組，浪費了很多資源，為提高效率，人們開始使用UTF-8，UTF-8是Unicode存到計算機的一種編碼方式，它不是字元集，它可以用來表示Unicode標准中的任何字元。

//高性價比

a -> 01100001

你 -> 11100100 10111101 10100000

像「a」這種較短的字元(小於七位的)，我們可以直接在前面補零表示

像「你」這種長的字元，由於計算機讀取時無法弄清楚是存儲了一個 由兩個一位元組組成的字元還是一個由兩位元組組成的字元，解決步驟:

我們從高位依次劃分6個字元進行分組，直到分出的組不足6個。即：0100 111101 100000

分別在每一組前面補全讀取這一串二進制信息的規則，即：11100100 10111101 10100000

1110+0100：111表示計算機需要讀取3個位元組，每個位元組的開頭都是10，10+111101、10+100000： 所以後兩個分組的開頭也補上10，說明是和第一個位元組一起的，組成一個字元。

7. 計算機如何存儲數據

計算機如何存儲0 1：利用充電和不充電表示0和1的狀態，具體如何表示，先挖個坑，以後學習了計算機運行原理再來補全

我們在很久之前的小學就學習過10進制轉2進制，計算機就是利用這樣的特點來存儲數字。
剛才最開始講到，計算機無法直接存儲比如20這樣的數字，那麼我們可以將20做一個轉化，將其寫成2進制，20--->10100，這樣 轉化為01之後就可以在計算機中存儲。

利用ASCⅡ將字母轉化為數字存儲。

最開始利用GB2312/GBK，現在用unicode字元集；unicode字元集包含所有字元；

JS使用unicode字元集，但是沒有使用UTF-8編碼，其使用的是UCS-2編碼，即只有兩個位元組。導致ES5無法表示uFFFF之後的字元。

8. 數據結構的存儲方式有哪幾種

數據結構的存儲方式有順序存儲方法、鏈接存儲方法、索引存儲方法和散列存儲方法這四種。

1、順序存儲方式：順序存儲方式就是在一塊連續的存儲區域一個接著一個的存放數據，把邏輯上相連的結點存儲在物理位置上相鄰的存儲單元里，結點間的邏輯關系由存儲單元的鄰接掛安息來體現。順序存儲方式也稱為順序存儲結構，一般採用數組或者結構數組來描述。

2、鏈接存儲方法：它比較靈活，其不要求邏輯上相鄰的結點在物理位置上相鄰，結點間的邏輯關系由附加的引用欄位表示。一個結點的引用欄位往往指導下一個結點的存放位置。鏈接存儲方式也稱為鏈接式存儲結構，一般在原數據項中增加應用類型來表示結點之間的位置關系。

3、索引存儲方法：除建立存儲結點信息外，還建立附加的索引表來標識結點的地址。它細分為兩類：稠密索引：每個結點在索引表中都有一個索引項，索引項的地址指示結點所在的的存儲位置；稀疏索引：一組結點在索引表中只對應一個索引項，索引項的地址指示一組結點的起始存儲位置。

4、散列存儲方法：就是根據結點的關鍵字直接計算出該結點的存儲地址。

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順序存儲和鏈接存儲的基本原理

在順序存儲中，每個存儲空間含有所存元素本身的信息，元素之間的邏輯關系是通過數組下標位置簡單計算出來的線性表的順序存儲，若一個元素存儲在對應數組中的下標位置為i，則它的前驅元素在對應數組中的下標位置為i-1，它的後繼元素在對應數組中的下標位置為i+1。

在鏈式存儲結構中，存儲結點不僅含有所存元素本身的信息，還含有元素之間邏輯關系的信息。數據的鏈式存儲結構可用鏈接表來表示。其中data表示值域，用來存儲節點的數值部分。Pl，p2，…，Pill(1n≥1)均為指針域，每個指針域為其對應的後繼元素或前驅元素所在結點的存儲位置。

在數據的順序存儲中，由於每個元素的存儲位置都可以通過簡單計算得到，所以訪問元素的時間都相同；而在數據的鏈接存儲中，由於每個元素的存儲位置保存在它的前驅或後繼結點中，所以只有當訪問到其前驅結點或後繼結點後才能夠按指針訪問到，訪問任一元素的時間與該元素結點在鏈式存儲結構中的位置有關。