2015年12月27日 星期日

電腦概論隨手筆記

資料結構
陣列array
堆疊stack
佇列queue
連結串列linked list
樹tree
圖graph
推heap
雜湊表hash table

資料結構英語:data structure)是電腦中儲存、組織資料的方式。
一個資料結構可被視為兩個函式之間的介面 ,或者是由資料類型聯合組成的儲存內容的存取方法封裝。

資料結構可以透過程式語言 提供的data type與reference及其他操作加以實作,盡可能較少的時間與空間

正確的資料結構選擇可以提高演算法的效率 ,程式設計的困難程度與最終成果的品質與表現,取決於是否選擇了最適合的資料結構。

絕大多數的語言都帶有某種程度上的模組化思想,透過將資料結構的具體實作封裝隱藏於使用者介面之後的方法,來讓不同的應用程式能夠安全地重用這些資料結構。C++JavaPython物件導向的程式語言可使用類別來達到這個目的。

陣列array
裝固定大小和相同資料型態的容器
arraylist
是一種動態陣列,資料可從中插入或刪除

推疊stack
處理資料後進先出的排成(EX:疊盤子)
住列queue
處理資料先進先出的排程(EX:排隊)

連結串列linked list
每個節點紀錄資料並且指向下一個節點,將節點串連起來
樹tree
一種階層式的資料集合
樹的最開始會有一個根節點,就像樹的樹根一樣,所有的資料都是由這裡開始發展,接著會有一些其他的節點,有些節點可能在最末端,稱之為葉節點,就像樹的樹葉一樣,其他的節點則像樹的樹枝一樣
在資料結構中的實作會有父節點和子節點的分別,所以可以進一步的定義:
  1. 樹存在一個為根節點,根節點沒有父節點(不可以有迴圈)。
  2. 每個節點只有一個父節點(子樹不交集)

雜湊表hash table
無論相同或相異的資料只要有相同的索引值,就會儲存到同一個格子

死結deadlock
一個執行緒鎖住一個變數資料,導致其他執行緒無窮等待

要死結必須要滿足以下四個條件
  1. Mutual exclusion:一個資源一次只能被一個process所使用
  2. Hold and Wait: process取得一個資源之後等待其他的資源
  3. No preemption:資源只能由process自己釋放,不能由其他方式釋放
  4. Circular wait:每個process都握有另一個process請求的資源,導致每一個process都在等待另一個process釋放資源
Deadlock Avoidance死結的避免
為了確保死結不會發生,我們定義一個安全的狀態--能夠分配給所有process資源而不會造成死
結,在不安全的狀態下則有可能發生死結,假設我們知道
  1. 系統目前可用的資源數量(Available)
  2. 各process對資源的最大需求量(max)
  3. 各process目前持有的資源量(allocation)
各系統還需多少資源(need) = max - allocation
Deadlock pretention預防死結
  1. Mutual exclusion:對不可共用的資源類型而言,互斥一定成立,而可共用的資源類型,因為可以同時讀取相同檔案,所以一定不會產生。
  2. Hold and Wait:process必須保證一個行程在要求一項資源時,不可以佔用任何其它的資源。
  3. No preemption:只要某個處理元要不到所要求的資源時,便把它已經擁有的資源釋放,然後再重新要求所要資源。
  4. Circular Wait:確保循環式等候的條件不成立,我們對所有的資源型式強迫安排一個線性的順序。


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講義下載
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