逻辑结构描述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）以及集合和队列等抽象数据类型。存储结构描述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等。基本操作定义了每种数据结构的基本操作，包括插入、删除、查找、更新、遍历等，并分析这些操作的时间复杂度和空间复杂度。算法设计研究如何将解决问题的步骤形式化为一系列指令，使计算机能够执行以求解问题。算法特性包括输入、输出、有穷性、确定性和可行性，有效的算法必须能在有限步骤内结束，并且对于给定的输入产生唯一的确定输出。算法分类包括排序算法（如冒泡排序、快速排序、归并排序）、查找算法（如顺序查找、二分查找、哈希查找）、图论算法（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、分支限界法等。算法分析通过数学方法分析算法的时间复杂度和空间复杂度来评估其效率。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高效、稳定和易于维护的软件系统。