逻辑结构描述数据元素之间的逻辑关系，如线性结构（例如数组、链表）、树形结构（例如二叉树、堆、B树）、图结构（例如有向图、无向图）以及抽象数据类型如集合和队列。存储结构（物理结构）描述了数据在计算机中的具体存储方式，例如数组的连续存储、链表的动态分配节点、树和图的邻接矩阵或邻接表表示。基本操作针对每种数据结构定义了一系列基本操作，包括插入、删除、查找、更新、遍历等，并分析了这些操作的时间复杂度和空间复杂度。算法设计研究了如何将解决问题的步骤形式化为一系列指令，使得计算机可以执行以解决问题。算法特性包括输入、输出、有穷性、确定性和可行性，有效算法必须在有限步骤内结束，并对给定输入产生唯一确定的输出。算法分类包括排序算法（例如冒泡排序、快速排序、归并排序）、查找算法（例如顺序查找、二分查找、哈希查找）、图论算法（例如Dijkstra最短路径算法、Floyd-Warshall算法、Prim最小生成树算法）、动态规划、贪心算法、回溯法和分支限界法。算法分析通过数学方法分析算法的时间复杂度（随数据规模增长的运行时间）和空间复杂度（所需内存大小）来评估其效率。学习算法与数据结构不仅有助于理解程序的内部工作原理，更能帮助开发人员编写出高效、稳定和易于维护的软件系统。