软件设计是计算机学科各领域的核心，在计算机发展的早期，软件设计所处理的数据都是整型、实型等简单数据，绝大多数的应用软件都是用于数值计算。
随着信息技术的发展，计算机逐渐进入金融、商业、管理、通信及制造业等行业，广泛地应用于数据处理和过程控制。计算机加工处理的对象也由纯粹的数值型数据发展到字符、表格和图像等各种具有一定结构的数据，这就给程序设计带来一些新的问题。
为了设计出一个结构好而且效率高的程序，必须研究数据的特性、相互关系及对应的存储表示，并利用这些特性和关系设计出相应的算法和程序，这正是数据结构课程研究的内容。
结合自己近 8 年对数据结构的研究，我原创了一整套数据结构和算法教程（https://xiexuewu.github.io），它通俗易懂、不学院派，没有晦涩难懂的学术用语，教程提供了完整、可运行的 C 语言程序，非常适合有 C 语言基础、想系统学习数据结构和算法的人。
什么是数据结构
用计算机解决一个具体问题时，一般需要经过下列几个步骤：
1.从具体问题抽象出一个适当的数学模型；
2.设计或选择一个解此数学模型的算法；
3.最后编写出程序进行调试、测试，直至得到最终的解答。
由于早期计算机所涉及的运算对象是简单的整型、实型或布尔类型数据，程序设计者的精力主要集中于程序设计的技巧上，无须重视数据结构。随着计算机应用领域的扩大和软、硬件技术的发展，非数值计算问题显得越来越重要。
据统计，当今用计算机处理的非数值计算性问题占 90% 以上的机器时间，如图书资料的检索、职工档案管理、博弈游戏等，这类问题涉及的数据结构相当复杂，数据元素之间的相互关系无法用数学方程或数学公式来描述。这类问题的处理对象中的各分量不再是单纯的数值型数据，更多的是字符、字符串或其他编码表示的信息。
因此，首要的问题是把处理对象中的各种信息按其逻辑特性组织起来，再研究如何把它们存储到计算机中。只有做完了这些工作，才能设计解决具体问题的算法，并编写出相应的程序。
举个简单的例子，假设几个村庄之间要架设输电线路，根据电能的可传递性，并不需要在每对村庄之间架设线路。如何用最小代价架设线路让每个村庄都能用上电。
这里用顶点代表村庄，每对顶点之间的边代表村庄之间的线路，边的权值代表线路的建设费用，如下图所示。
处理此类问题需要用到数据结构，更确切的说是要用到被称做“图”的数据结构。把这个图的有关信息存储在计算机中，利用图的最小生成树算法，在此图中找出不能形成回路的 n−1 条边，并使得权值最小，就可以解决这个问题。
非数值计算问题的求解往往比较复杂，涉及数据的逻辑结构、数据存储、数据加工等。这也正是“数据结构”这门课程所要研究的内容。
学习数据结构的意义
数据结构是计算机科学与技术专业的核心基础课程。所有的计算机系统软件和应用软件都要用到各种类型的数据结构。因此，要想更好地运用计算机来解决实际问题，仅掌握几种计算机程序设计语言是难以应付众多复杂课题的。
要想有效地使用计算机、充分发挥计算机的性能，还必须学习和掌握好数据结构的有关知识。学好“数据结构”这门课程，对于学习计算机专业的其他课程，如操作系统、编译原理、数据库管理系统、软件工程、人工智能等都是十分有益的。
数据结构的研究不仅涉及计算机硬件（特别是编码理论、存储装置和存取方法等）的研究范围，而且与计算机软件的研究有着密切的关系。无论是编译程序还是操作系统，都涉及如何组织数据，使检索和存取数据更为方便。因此，可以认为，数据结构是介于数学、计算机硬件和软件三者之间的一门核心课程。
目前，数据结构是我国高校计算机专业的核心课程之一，也是其他信息类专业如信息管理、通信工程、信息与计算科学等的必修课程之一。
