逻辑结构描述了数据元素之间的逻辑关系，包括线性结构（如数组、链表）、树形结构（如二叉树、堆、B树）、图结构（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）说明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，以及树和图的邻接矩阵或邻接表表示。基本操作包括插入、删除、查找、更新、遍历等，对每种数据结构分析了其时间复杂度和空间复杂度。算法设计研究了如何将问题解决步骤形式化为一系列指令，包括算法的特性和分类，如排序算法（冒泡排序、快速排序、归并排序）、查找算法（顺序查找、二分查找、哈希查找）、图论算法（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评估了算法的时间复杂度和空间复杂度，帮助理解程序的内部工作原理，开发高效、稳定和易于维护的软件系统。