高一信息技術(shù)必修一《數(shù)據(jù)與計(jì)算》復(fù)習(xí)提綱

1、 必修一數(shù)據(jù)與計(jì)算復(fù)習(xí)提綱第一章數(shù)據(jù)與信息數(shù)據(jù)及其特征1、數(shù)據(jù)的概念數(shù)據(jù)是現(xiàn)實(shí)世界客觀事物的符號(hào)記錄，是信息的載體，是計(jì)算機(jī)加工的對(duì)象。2、數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式：圖形、圖像、視頻、音頻、文本（文字、數(shù)字、數(shù)值、字符）等數(shù)值型和非數(shù)值型符號(hào)3、數(shù)據(jù)的基本特征（1）二進(jìn)制。在計(jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)以二進(jìn)制的形式存儲(chǔ)、加工。（2）語義性。語義是將數(shù)據(jù)符號(hào)解釋為客觀世界的事物。（3）分散性。數(shù)據(jù)是分散的記錄，分別記錄不同客觀事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。（4）多樣性和感知性。數(shù)據(jù)記錄的形式是多樣的、可看的、可聽的、可感知的，如圖形、圖像、視頻、音頻、文本等。數(shù)據(jù)編碼1、模擬信號(hào)：模擬信號(hào)是指用連續(xù)變化的物理量所表達(dá)的信息。模擬信

2、號(hào)是傳導(dǎo)能量的一種方式，其幅度、頻率或相位隨時(shí)間作連續(xù)變化。常見的模擬信號(hào)應(yīng)用：有線相連的電話和無線發(fā)送的廣播電視。2、數(shù)字信號(hào)：數(shù)字信號(hào)是離散時(shí)間信號(hào)的數(shù)字化表示。在計(jì)算機(jī)中，數(shù)字信號(hào)的大小常用有限位的二進(jìn)制數(shù)表示。常見的數(shù)字信號(hào)應(yīng)用：開關(guān)電路中輸出電壓和電流脈沖的信號(hào)。3、模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比名稱優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)模擬信號(hào)簡(jiǎn)單容易實(shí)現(xiàn)保密性差，抗干擾能力弱數(shù)字信號(hào)抗干擾能力強(qiáng)，保密性、可靠性強(qiáng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，占用頻帶寬3、文字編碼ASCII碼、國標(biāo)碼、統(tǒng)一碼ASCII碼：英文字母A的編碼為01000001（十進(jìn)制數(shù)65）和a的編碼為01100001（十進(jìn)制數(shù)97），后面的字母依次往上加1。4、

3、進(jìn)制換算二進(jìn)制：01八進(jìn)制：0127十進(jìn)制：0129十六進(jìn)制：0129ABCDEF二進(jìn)制f十進(jìn)制：1011=1x20+1x21+0 x22+1x23=11八進(jìn)制f十進(jìn)制：101=1x80+0 x81+1x82=72十六進(jìn)制f十進(jìn)制：1B=11x160+1x161=27二進(jìn)制f八進(jìn)制：（三個(gè)二進(jìn)制數(shù)為一個(gè)整體）101=5二進(jìn)制f十六進(jìn)制：（三個(gè)二進(jìn)制數(shù)為一個(gè)整體）1011=B十進(jìn)制f二進(jìn)制：（除二求余倒排法）5、圖像編碼位圖，最小單位為光柵點(diǎn)（或稱像素），也叫作點(diǎn)陣圖（或像素圖）。位圖數(shù)據(jù)文件大小=圖像分辨率X圖像量化位數(shù)F8（單位：B）6、聲音編碼聲音編碼的三部曲：采樣、量化、編碼。聲音存儲(chǔ)空

4、間=采樣頻率X量化位數(shù)X聲道數(shù)X時(shí)間F8（單位：B）信息及其特征1、信息的概念是經(jīng)過加工處理、具有意義的數(shù)據(jù)。是對(duì)客觀世界中各種事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和變化的反映，是客觀事物之間相互聯(lián)系和相互作用的表征。2、信息的特征（結(jié)合案例）（1）普遍性：信息不是虛無縹緲的事物，只要有事物運(yùn)動(dòng)，有數(shù)據(jù)存在，就會(huì)有信息存在信息普遍存在于自然界和人類社會(huì)發(fā)展的始終，可以被人們感知、獲取、傳遞和利用。（2）傳遞性：信息的傳遞打破了時(shí)間和空間的限制；（3）共享性：信息作為一種資源，通過交流可以在不同的個(gè)體或群體間共享；（4）依附性和可處理性各種信息必須依附一定的圖像、文字、聲音等符號(hào)才能夠表現(xiàn)出來，為人們所接收，并按照某

5、種需要進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。信息經(jīng)過分析和處理，往往會(huì)產(chǎn)生新的信息，使信息得到增值。（5）時(shí)效性信息不是一成不變的東西，會(huì)隨著客觀事物的變化而變化。如果信息不能反映事物的最新變化狀態(tài)，它的效用就會(huì)降低，一旦超過其“生命周期”，信息就會(huì)失去原有的效用，成為歷史記錄。例如新聞，通知，天氣預(yù)報(bào)、情報(bào)、紅綠燈等。（6）真?zhèn)涡裕翰⒎撬行畔⒍际菍?duì)事物的真實(shí)反映。（7）價(jià)值相對(duì)性：信息的使用價(jià)值的大小是相對(duì)的，取決于接收信息者的需求及其對(duì)信息的理解、認(rèn)識(shí)和利用的能力；第二章知識(shí)與數(shù)字化學(xué)習(xí)知識(shí)與智慧1、知識(shí)概念：知識(shí)是人們運(yùn)用大腦對(duì)獲取或積累的信息進(jìn)行系統(tǒng)化地提煉、研究和分析的結(jié)果，能夠精確地反映事物的本質(zhì)。它

6、來源于實(shí)踐、經(jīng)過加工提煉，又高于實(shí)踐。2、智慧概念：智慧是為了達(dá)到預(yù)定目標(biāo)而運(yùn)用知識(shí)解決問題的創(chuàng)新思維能力。3、數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)、智慧的關(guān)系數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新1、數(shù)字化工具分類：P291、數(shù)字化工具與資源的優(yōu)勢(shì)（1）獲取的便捷性。（2）形式的多樣性。（3）資源的共享性。（4）平臺(tái)的互動(dòng)性。（5）內(nèi)容的擴(kuò)展性。（表現(xiàn)為：可操作性和可再生性）2、數(shù)字化學(xué)習(xí)的特點(diǎn)（結(jié)合案例）（1）問題化（2）合作性（3）個(gè)性化（4）創(chuàng)造性和再生性（5）開放性3、常見的思維導(dǎo)圖軟件：XMindMindmanagerFreeMind第三章算法基礎(chǔ)體驗(yàn)計(jì)算機(jī)解決問題的過程1、計(jì)算機(jī)解決問題過程：分析問題、設(shè)計(jì)算法（核心）、

7、編寫程序、調(diào)試運(yùn)行、檢查結(jié)果算法及其描述1、算法的概念算法就是解決問題的具體方法和步驟。2、算法的特征：（1）有窮性（2）確定性（3）數(shù)據(jù)輸入（0個(gè)或多個(gè)）（4）數(shù)據(jù)輸出（1個(gè)或多個(gè)）（5）可行性3、算法的描述方式：（1）自然語言（2）流程圖（3）偽代碼4、流程圖基本圖形及功能圖形名稱功能開始/結(jié)束表示算法的開始或結(jié)束L_/輸入/輸出表示算法中變量的輸入或輸出處理表示算法中變量的計(jì)算與賦值O判斷表示算法中的條件判斷5、三種基本控制結(jié)構(gòu)：（1）順序結(jié)構(gòu)（2）選擇結(jié)構(gòu)（分支結(jié)構(gòu)）（3）循環(huán)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)程序與程序設(shè)計(jì)語言1、計(jì)算機(jī)程序概念:計(jì)算機(jī)程序就是指計(jì)算機(jī)可以識(shí)別運(yùn)行的指令集合2、計(jì)算機(jī)組成（見

8、附件）3、計(jì)算機(jī)程序運(yùn)行過程尊JS制耦虻卑逑備尊JS制耦虻卑逑備4、計(jì)算機(jī)語言發(fā)展歷程和特點(diǎn)（1）機(jī)器語言機(jī)器語言是最早出現(xiàn)的語言，是用二進(jìn)制代碼（0、1）作為指令編寫，可以在硬件上直接運(yùn)行，運(yùn)行效率最高，編寫程序的效率最低，程序移植性最差，對(duì)硬件依賴程度最高。（2）匯編語言使用類似英文縮略詞且?guī)в兄浶苑?hào)的語言。如：用ADD表示加法，MOV表示數(shù)據(jù)傳遞。匯編語言程序必須借助翻譯程序翻譯成機(jī)器語言程序機(jī)器才能運(yùn)行。（3）高級(jí)語言它是最接近數(shù)學(xué)語言和自然語言的。高級(jí)語言程序必須經(jīng)過解釋或編譯程序翻譯成機(jī)器語言才能執(zhí)行。運(yùn)行效率最低，編寫效率最高，移植性最好。5、常見的高級(jí)語言：第一種高級(jí)語言是

9、Fortran語言，它主要用于科學(xué)和工程計(jì)算。ALGOL、COBOL、Basic、LISP、SNOBOL、Pascal、C、C+、PROLOG、Ada、VC、VB、Delphi、Java、Python。第四章程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)程序設(shè)計(jì)語言的基礎(chǔ)知識(shí)1、變量的命名規(guī)則（1）標(biāo)識(shí)符由字母、數(shù)字和下劃線組成。并且第一個(gè)字符必須是字母或下劃線。（2）標(biāo)識(shí)符是區(qū)分大小寫的，如X和x、sum和Sum都是不同的標(biāo)識(shí)符；2、Python常用的基本數(shù)據(jù)類型Number(數(shù)值)：int(整型)、float(浮點(diǎn)型)String(字符串)：字符串是以單引號(hào)或雙引號(hào)括起來的文本。字符串的索引從0開始，-1為從末尾開始的位置

10、。List(列表)寫在方括號(hào)之間，并用逗號(hào)來分隔元素的就是列表。Tuple(元組)寫在小括號(hào)()之間，并用逗號(hào)來分隔元素的就是元組。元組的元素不能修改.Sets(集合)集合是一個(gè)無序不重復(fù)元素的序列。可以使用大括號(hào)或者set()函數(shù)創(chuàng)建集合.Dictionary(字典)字典是無序的對(duì)象集合，需要通過鍵來存取，因此用標(biāo)識(shí)，是無序的“鍵(key):值(value)對(duì)集合。例如zidian=name:czm,age:183、Python常用的運(yùn)算符(1)算術(shù)運(yùn)算符*/%*/%*2)邏輯運(yùn)算符andornotAnd:xandy：如果x為False,xandy返回False，否則它返回y的計(jì)算值。Or:

11、xory：如果x為True，xandy返回x的值，否則它返回y的計(jì)算值。3)關(guān)系運(yùn)算符：=!=(4)運(yùn)算符的優(yōu)先級(jí)P714、Python常用函數(shù)P71-72abs(x):返回x的絕對(duì)值。len(x):計(jì)算變量x的長度。min()：最小值。max()：最大值。float(x):將變量x轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)型。sum():最大值。int(x)float(x):將變量x轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)型。運(yùn)用順序結(jié)構(gòu)描述問題求解問題。1、輸入函數(shù)：input()返回結(jié)果都是字符串型。2、輸出函數(shù)：print()3、print()函數(shù)參數(shù)格式化格式化輸出整數(shù)(integer)：%d%變量名格式化輸出浮點(diǎn)數(shù)(float)：%什變量名格

12、式化輸出字符串(string)：%s%變量名例子：print(%.3f%a)#%.3f意味著3位小數(shù)運(yùn)用選擇結(jié)構(gòu)描述問題求解問題1、單分支結(jié)構(gòu)：If1、單分支結(jié)構(gòu)：If(條件表達(dá)式)：語句A2、雙分支結(jié)構(gòu)：If(條件表達(dá)式)語句Aelse:語句B3、多分支結(jié)構(gòu)：If(條件表達(dá)式1)：語句1elif:(條件表達(dá)式2)語句2elif:(條件表達(dá)式N):語句Nelse:語句N+1運(yùn)用循環(huán)結(jié)構(gòu)描述問題求解問題1、for循環(huán)(1)格式：for循環(huán)變化in列表：語句或語句組(2)使用range()函數(shù)注：range()函數(shù)不包含第二個(gè)數(shù)值。例1.forvalueinrange(1,6):(#不包含6)例2

13、.forvalueinrange(2,11,2):(#指定步長為2)例3.forvalueinrange(10,1,-2):(#降序)TOC o 1-5 h z例4：計(jì)算s=1+2+3100(1)用for循環(huán)s=0s=0i=1foriinrange(1,101):whilei=100:s=s+is=s+i#累加器printCy)i=i+1#i自增1,i指向下一個(gè)數(shù)。print(s=,s)(2)用while循環(huán)第五章數(shù)據(jù)處理和可視化表達(dá)認(rèn)識(shí)大數(shù)據(jù)1、大數(shù)據(jù)概念：大數(shù)據(jù)是指無法在可承受的時(shí)間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進(jìn)行搞笑捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強(qiáng)的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流

14、程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。2、大數(shù)據(jù)特征P102(1)從互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生大數(shù)據(jù)的角度來看：數(shù)據(jù)體量巨大。數(shù)據(jù)類型繁多。價(jià)值密度低。變化速度快。(2)從互聯(lián)網(wǎng)思維的角度來看：樣本漸趨于總體；精確讓位于模糊；相關(guān)性重于因果。(3)從大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于計(jì)算的角度來看：分布式存儲(chǔ)；(大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在互聯(lián)網(wǎng)不同的服務(wù)器與各客戶終端。)分布式并行計(jì)算。(應(yīng)用分布式并行計(jì)算處理互聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)據(jù)。)3、大數(shù)據(jù)對(duì)日常生活的影響大數(shù)據(jù)使人們?nèi)粘Ｉ罡鼮楸憬?；方便支付；方便出行；方便購物與產(chǎn)品推介；方便看病與診病。大數(shù)據(jù)對(duì)人們?nèi)粘Ｉ町a(chǎn)生的負(fù)面影響：個(gè)人信息泄露；信息傷害與詐騙。數(shù)據(jù)的采集1、數(shù)據(jù)采集的基本方法：

15、系統(tǒng)日記采集法；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集法；其他數(shù)據(jù)采集法。2、系統(tǒng)日記P104(1)概念：是記錄系統(tǒng)中硬件、軟件和系統(tǒng)問題的信息文件。(2)系統(tǒng)日記包括：操作系統(tǒng)日記、應(yīng)用程序日記和安全日記。3、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集法概念：是指通過網(wǎng)絡(luò)爬蟲或網(wǎng)站公開的API(應(yīng)用程序接口)等方式從網(wǎng)站上獲取數(shù)據(jù)信息。4、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)：(1)把數(shù)據(jù)存在本地內(nèi)部；(2)把數(shù)據(jù)放在第三方公共或私有的“云端”存儲(chǔ)。5、數(shù)據(jù)的保護(hù)數(shù)據(jù)安全保護(hù)技術(shù)：拷貝/FTP、備份、復(fù)制技術(shù)、鏡像技術(shù)、持續(xù)備份。數(shù)據(jù)的隱私保護(hù)解決方法：技術(shù)手段；提高自身的保護(hù)意識(shí)；要對(duì)數(shù)據(jù)使用者進(jìn)行道德和法律上的約束。數(shù)據(jù)的分析P111特征探索、關(guān)聯(lián)分析、聚類與分類、建

16、立模型和模型評(píng)價(jià)。數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)數(shù)據(jù)可視化表達(dá)工具：(1)Matplotlib(繪圖工具模塊)(2)Seaborn統(tǒng)計(jì)模型的可視化(3)Bokeh實(shí)現(xiàn)交互式可視化第六章人工智能及其應(yīng)用認(rèn)識(shí)人工智能1、典型的智能問答系統(tǒng)主要包括：常見問題解答(FAQ)、問題理解、信息檢索、文檔庫、答案抽取五大模塊。FAQ庫：主要用于提高智能問答系統(tǒng)的效率，其主要技術(shù)就是問句相似度計(jì)算和候選問句的選擇。問題理解模塊：實(shí)現(xiàn)過程：?jiǎn)栴}預(yù)處理、問題分類、關(guān)鍵詞提取和關(guān)鍵詞擴(kuò)展等。信息檢索模塊：主要是從互聯(lián)網(wǎng)或者知識(shí)庫中找到與問題相關(guān)的文檔作為答案提取的原材料。文檔庫模塊：存放專家提供的知識(shí)。2、人工智能發(fā)展歷程分為三

17、個(gè)階段P1336.2人工智能的應(yīng)用P1341、智能制造：智能裝備、智能工廠、智能服務(wù)2、智能家居：3、智能教育：4、智能交通：5、智能安防：6、智能醫(yī)療：7、智能物流：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)算器控制器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)ROM：只讀存儲(chǔ)器，文件小，斷電內(nèi)容不會(huì)丟失，只讀計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)算器控制器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)ROM：只讀存儲(chǔ)器，文件小，斷電內(nèi)容不會(huì)丟失，只讀RAM：隨機(jī)存儲(chǔ)器，文件大，斷電內(nèi)容會(huì)丟失，可讀可寫存儲(chǔ)器-外存：硬盤、U盤、光盤、磁盤、軟盤等輸入設(shè)備：鍵盤，鼠標(biāo)、掃描儀，麥克風(fēng)，手寫板等輸出設(shè)備：打印機(jī)、顯示器、音箱、投影儀、繪圖儀等:操作系統(tǒng)：Windows系列、Unix、Linux、OS/2、Dos手機(jī)系