數(shù)據(jù)、信息與知識 【備課精研與知識精講】 高中信息技術(shù) （華東師大版2020必修1）

高中信息技術(shù)必修一

數(shù)據(jù)與計算第一章數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)?在實際生活與學(xué)習(xí)中感知數(shù)據(jù)與信息,知道數(shù)據(jù)與信息的特征,理解數(shù)據(jù)、信息與知識的區(qū)別和聯(lián)系,認(rèn)識數(shù)據(jù)與信息對社會發(fā)展和個人成長的影響。?掌握二進制數(shù)與十進制數(shù)、二進制數(shù)與十六進制數(shù)相互轉(zhuǎn)換的方法,了解數(shù)字化的過程與意義,知道字符、聲音、圖像編碼的基本方式。?選擇數(shù)字化學(xué)習(xí)工具和資源,感受利用它們進行自主學(xué)習(xí)和知識分享的優(yōu)勢。項目主題信息技術(shù)伴我學(xué)項·目·情·境隨著技術(shù)的發(fā)展,人們閱讀的書籍已經(jīng)從紙質(zhì)圖書拓展為既能看也能聽的電子圖書,人們傳統(tǒng)的閱讀方式也隨之發(fā)生變化。一年一度的學(xué)校詩詞大會即將舉行,學(xué)校圖書館收到了一些讀者需求:有的同學(xué)希望圖書館能夠增購一些電子圖書,供同學(xué)們借閱;有的同學(xué)希望圖書館能夠?qū)^藏的紙質(zhì)?？谱鞒呻娮有？?方便查閱往年學(xué)校詩詞大會的征文;有的同學(xué)希望在面對浩瀚書海時,學(xué)校圖書館能夠根據(jù)同學(xué)們的閱讀習(xí)慣,提供個性化的圖書推薦。

小申是學(xué)校圖書館的志愿者,他能為學(xué)校圖書館提供一些建議嗎?項·目·任·務(wù)任務(wù)1搜索電子圖書網(wǎng)站,記錄電子圖書選擇過程中的參考數(shù)據(jù),了解這些數(shù)據(jù)所反映的信息,描述數(shù)據(jù)在選擇電子圖書過程中所起到的作用。任務(wù)2將學(xué)校館藏的紙質(zhì)校刊制作成電子?？?感受數(shù)字化的過程,小組合作完成電子?？闹谱鳌Ｈ蝿?wù)3分析電子圖書網(wǎng)站向讀者推送電子圖書的方法與策略,舉例說明大數(shù)據(jù)在其中的作用,為學(xué)校圖書館設(shè)計一份電子圖書推薦方案。第一節(jié)數(shù)據(jù)、信息與知識人類對于數(shù)據(jù)的應(yīng)用由來已久,早在春秋戰(zhàn)國時期,齊國國相管仲就通過對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析來制定相關(guān)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)政策,在《漢書·地理志》《史記·平準(zhǔn)書》等眾多史籍中都留下了有關(guān)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、天文歷法、地理山川的大量數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)的應(yīng)用一定程度上提高了人類的生產(chǎn)效率。如今,信息技術(shù)的發(fā)展賦予了人們采集和分析數(shù)據(jù)的新工具與新方法,通過這些工具和方法,人們可以更高效地處理數(shù)據(jù),解決問題。課堂導(dǎo)入體驗思考隨著學(xué)校詩詞大會舉辦日期的臨近,圖書館老師希望小申能夠根據(jù)同學(xué)們的需求,列出與詩詞相關(guān)的電子圖書購買清單。小申訪問了一些電子圖書網(wǎng)站,通過查找和比較,列出了電子圖書的購買清單。

思考：

1.如圖1.1,網(wǎng)站上提供了哪些數(shù)據(jù)來幫助人們選擇要購買的圖書?2.這些數(shù)據(jù)對人們選擇圖書有什么幫助?圖1.1在電子圖書網(wǎng)站上搜索電子圖書一、感知數(shù)據(jù)1.數(shù)據(jù)的概念數(shù)據(jù)是對事物描述的記錄例如,描述一個學(xué)生的基本特征,可以通過姓名、性別、年齡等方面的數(shù)據(jù)來記錄;確定某一地理位置,可以通過經(jīng)度和緯度的數(shù)據(jù)來記錄;表示城市空氣質(zhì)量檢測中細(xì)顆粒物(PM2.5)隨時間變化的情況,可以用一個時間序列數(shù)據(jù)來記錄。數(shù)據(jù)可以幫助人們有效地描述事物。數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式多種多樣可以有數(shù)字、文字、圖形、圖像、聲音等形式。對同一事物的描述記錄也可以有不同的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式,例如,導(dǎo)航儀行車線路中表示車輛左轉(zhuǎn)時,可以用文字“左轉(zhuǎn)”來表示,也可以用圖形來表示,還可以通過語音來播報。數(shù)據(jù)是可加工、可處理的從已知數(shù)據(jù)出發(fā),參照相關(guān)數(shù)據(jù)進行加工計算,生成一些新的數(shù)據(jù),從中可以得到新的結(jié)論,從而作為人們決策的依據(jù)。例如,在線學(xué)習(xí)網(wǎng)站會記錄學(xué)習(xí)者的訪問數(shù)據(jù)。

在數(shù)字圖書館中,圖書管理人員利用采集到的借閱數(shù)據(jù),調(diào)整管理方式,提供個性化服務(wù);讀者借助網(wǎng)絡(luò)平臺中的圖書數(shù)據(jù),足不出戶就可以有針對性地選擇和借閱圖書,享受讀書的樂趣;圖書作者還可以根據(jù)讀者對圖書的閱讀和評價數(shù)據(jù),進一步完善圖書內(nèi)容。2.數(shù)據(jù)的價值

在學(xué)校餐飲管理中,通過食堂管理系統(tǒng),可以快速獲取和分析學(xué)生的用餐數(shù)據(jù),根據(jù)不同菜品的銷售數(shù)據(jù),食堂管理員可以適時地調(diào)整菜品種類,合理安排每種菜品的數(shù)量,提高服務(wù)質(zhì)量。在教學(xué)實驗中,通過數(shù)字化實驗系統(tǒng),可以采集需要測量的物理量,如溫度、電壓、壓強等,將其轉(zhuǎn)換成計算機可以處理的數(shù)據(jù)。計算機處理后,能夠直觀地呈現(xiàn)實驗結(jié)果,提高學(xué)生的探究能力,如圖1.3所示。圖1.3數(shù)字化實驗系統(tǒng)在道路檢修過程中,道路檢測車可以自動采集路面的損壞狀況、道路平穩(wěn)度等各項數(shù)據(jù),如圖1.4所示。通過數(shù)據(jù)分析,車載計算機可以判斷道路的安全情況,甚至還可以估算出維修費用,避免了由于人工目測而導(dǎo)致的誤差,為道路養(yǎng)護提供準(zhǔn)確、有效的數(shù)據(jù)支撐。圖1.4道路檢測車二、認(rèn)識信息1.信息的概念信息學(xué)奠基人克勞德·艾爾伍德·香農(nóng)認(rèn)為“信息是能夠用來消除不確定性的東西”。對某一不確定的情況,當(dāng)獲得信息之后,這種“不確定性”就可以減少或消除。香農(nóng)從信息的產(chǎn)生、傳播、接收等通信系統(tǒng)角度來考慮信息的涵義,這也推動了信息學(xué)的發(fā)展,而這一定義也常被人們看作經(jīng)典定義而加以引用。

信息是經(jīng)過加工的數(shù)據(jù),或者說,信息是數(shù)據(jù)處理的結(jié)果2.信息的特征信息需依附載體承載信息的數(shù)字、字符、圖像、聲音和視頻等可稱為信息的載體價值是相對的同一條信息對于不同的持有者具有不同的價值信息可以被共享人們可以將一條信息傳播出去,讓其他人也能接收并利用。信息具有時效性信息反映了事物在某個特定時間的狀態(tài),信息的時效會隨著時間的推移而變化3.合理應(yīng)用信息（1）敏銳感知周圍世界，正確獲取信息官方微信公眾號、官方微博實時推送和發(fā)布的信息可以幫助我們做出判斷;借助移動應(yīng)用軟件中的數(shù)據(jù),可以了解事物變化的情況,做出相應(yīng)的行動調(diào)整。合理利用信息技術(shù)獲取數(shù)據(jù),應(yīng)用其中的信息指導(dǎo)所要采取的行動,可以讓我們自信、從容地生活在信息社會中。例如,當(dāng)城市地鐵出現(xiàn)故障時,交通管理部門通過電臺、微信公眾號等途徑發(fā)布故障信息,如果用戶不能及時獲取這些信息,依然采用坐地鐵的方式出行,就會影響出行計劃。（2）具備信息辨別能力，有效甄別信息日常生活與學(xué)習(xí)中,大家可能收到過一些虛假信息,例如中獎短信、詐騙電話、虛假照片合成、微信朋友圈和公眾號中駭人聽聞的假新聞等等。這些信息會影響我們的正常生活,甚至?xí)o我們帶來不必要的損失。在紛繁復(fù)雜的信息環(huán)境下,人們需要具備有效甄別信息、判斷信息真?zhèn)蔚哪芰Α＃?）遵守信息安全法規(guī)，負(fù)責(zé)任地使用信息信息技術(shù)拓展了人們的生存時空,創(chuàng)造出人們新的生存環(huán)境。在新的環(huán)境中,人們也要遵守其中的新秩序。為維護信息社會的秩序,我國先后出臺了一系列旨在推動信息化建設(shè)的法律法規(guī)。2017年6月,我國正式施行《中華人民共和國網(wǎng)絡(luò)安全法》。其中,第十二條要求“任何個人和組織不得利用網(wǎng)絡(luò)從事編造、傳播虛假信息擾亂經(jīng)濟秩序和社會秩序,以及侵害他人名譽、隱私、知識產(chǎn)權(quán)和其他合法權(quán)益等活動”。三、學(xué)習(xí)知識數(shù)據(jù)

描述事物的記錄,它能夠承載信息,因此人們可以在處理數(shù)據(jù)的過程中獲得信息。

信息

表示的是事物間的相互關(guān)系,通過分析數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)其中包含的關(guān)系。知識

在日常生活和工作中,人們所獲得的認(rèn)識和經(jīng)驗的總和,通常稱為一般知識?？茖W(xué)知識是人們對信息的科學(xué)組織,它是經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)尿炞C,獲得學(xué)界一致認(rèn)可的內(nèi)容。2.體驗數(shù)字化學(xué)習(xí)圖1.11虛擬現(xiàn)實技術(shù)支持深海生物知識