高一信息技術必修一《數據與計算》復習提綱

1、 必修一數據與計算復習提綱第一章數據與信息數據及其特征1、數據的概念數據是現實世界客觀事物的符號記錄，是信息的載體，是計算機加工的對象。2、數據的表現形式：圖形、圖像、視頻、音頻、文本（文字、數字、數值、字符）等數值型和非數值型符號3、數據的基本特征（1）二進制。在計算機中，數據以二進制的形式存儲、加工。（2）語義性。語義是將數據符號解釋為客觀世界的事物。（3）分散性。數據是分散的記錄，分別記錄不同客觀事物的運動狀態(tài)。（4）多樣性和感知性。數據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。數據編碼1、模擬信號：模擬信號是指用連續(xù)變化的物理量所表達的信息。模擬信

2、號是傳導能量的一種方式，其幅度、頻率或相位隨時間作連續(xù)變化。常見的模擬信號應用：有線相連的電話和無線發(fā)送的廣播電視。2、數字信號：數字信號是離散時間信號的數字化表示。在計算機中，數字信號的大小常用有限位的二進制數表示。常見的數字信號應用：開關電路中輸出電壓和電流脈沖的信號。3、模擬信號與數字信號優(yōu)缺點對比名稱優(yōu)點缺點模擬信號簡單容易實現保密性差，抗干擾能力弱數字信號抗干擾能力強，保密性、可靠性強技術實現復雜，占用頻帶寬3、文字編碼ASCII碼、國標碼、統(tǒng)一碼ASCII碼：英文字母A的編碼為01000001（十進制數65）和a的編碼為01100001（十進制數97），后面的字母依次往上加1。4、

3、進制換算二進制：01八進制：0127十進制：0129十六進制：0129ABCDEF二進制f十進制：1011=1x20+1x21+0 x22+1x23=11八進制f十進制：101=1x80+0 x81+1x82=72十六進制f十進制：1B=11x160+1x161=27二進制f八進制：（三個二進制數為一個整體）101=5二進制f十六進制：（三個二進制數為一個整體）1011=B十進制f二進制：（除二求余倒排法）5、圖像編碼位圖，最小單位為光柵點（或稱像素），也叫作點陣圖（或像素圖）。位圖數據文件大小=圖像分辨率X圖像量化位數F8（單位：B）6、聲音編碼聲音編碼的三部曲：采樣、量化、編碼。聲音存儲空

4、間=采樣頻率X量化位數X聲道數X時間F8（單位：B）信息及其特征1、信息的概念是經過加工處理、具有意義的數據。是對客觀世界中各種事物的運動狀態(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（結合案例）（1）普遍性：信息不是虛無縹緲的事物，只要有事物運動，有數據存在，就會有信息存在信息普遍存在于自然界和人類社會發(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、聲音等符號才能夠表現出來，為人們所接收，并按照某

5、種需要進行處理和存儲。信息經過分析和處理，往往會產生新的信息，使信息得到增值。（5）時效性信息不是一成不變的東西，會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)，它的效用就會降低，一旦超過其“生命周期”，信息就會失去原有的效用，成為歷史記錄。例如新聞，通知，天氣預報、情報、紅綠燈等。（6）真?zhèn)涡裕翰⒎撬行畔⒍际菍κ挛锏恼鎸嵎从场＃?）價值相對性：信息的使用價值的大小是相對的，取決于接收信息者的需求及其對信息的理解、認識和利用的能力；第二章知識與數字化學習知識與智慧1、知識概念：知識是人們運用大腦對獲取或積累的信息進行系統(tǒng)化地提煉、研究和分析的結果，能夠精確地反映事物的本質。它

6、來源于實踐、經過加工提煉，又高于實踐。2、智慧概念：智慧是為了達到預定目標而運用知識解決問題的創(chuàng)新思維能力。3、數據、信息、知識、智慧的關系數字化學習與創(chuàng)新1、數字化工具分類：P291、數字化工具與資源的優(yōu)勢（1）獲取的便捷性。（2）形式的多樣性。（3）資源的共享性。（4）平臺的互動性。（5）內容的擴展性。（表現為：可操作性和可再生性）2、數字化學習的特點（結合案例）（1）問題化（2）合作性（3）個性化（4）創(chuàng)造性和再生性（5）開放性3、常見的思維導圖軟件：XMindMindmanagerFreeMind第三章算法基礎體驗計算機解決問題的過程1、計算機解決問題過程：分析問題、設計算法（核心）、

7、編寫程序、調試運行、檢查結果算法及其描述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）數據輸入（0個或多個）（4）數據輸出（1個或多個）（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/結束表示算法的開始或結束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、三種基本控制結構：（1）順序結構（2）選擇結構（分支結構）（3）循環(huán)結構計算機程序與程序設計語言1、計算機程序概念:計算機程序就是指計算機可以識別運行的指令集合2、計算機組成（見

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

9、Fortran語言，它主要用于科學和工程計算。ALGOL、COBOL、Basic、LISP、SNOBOL、Pascal、C、C+、PROLOG、Ada、VC、VB、Delphi、Java、Python。第四章程序設計基礎程序設計語言的基礎知識1、變量的命名規(guī)則（1）標識符由字母、數字和下劃線組成。并且第一個字符必須是字母或下劃線。（2）標識符是區(qū)分大小寫的，如X和x、sum和Sum都是不同的標識符；2、Python常用的基本數據類型Number(數值)：int(整型)、float(浮點型)String(字符串)：字符串是以單引號或雙引號括起來的文本。字符串的索引從0開始，-1為從末尾開始的位置

10、。List(列表)寫在方括號之間，并用逗號來分隔元素的就是列表。Tuple(元組)寫在小括號()之間，并用逗號來分隔元素的就是元組。元組的元素不能修改.Sets(集合)集合是一個無序不重復元素的序列?？梢允褂么罄ㄌ柣蛘遱et()函數創(chuàng)建集合.Dictionary(字典)字典是無序的對象集合，需要通過鍵來存取，因此用標識，是無序的“鍵(key):值(value)對集合。例如zidian=name:czm,age:183、Python常用的運算符(1)算術運算符*/%*/%*2)邏輯運算符andornotAnd:xandy：如果x為False,xandy返回False，否則它返回y的計算值。Or:

11、xory：如果x為True，xandy返回x的值，否則它返回y的計算值。3)關系運算符：=!=(4)運算符的優(yōu)先級P714、Python常用函數P71-72abs(x):返回x的絕對值。len(x):計算變量x的長度。min()：最小值。max()：最大值。float(x):將變量x轉換成浮點型。sum():最大值。int(x)float(x):將變量x轉換成浮點型。運用順序結構描述問題求解問題。1、輸入函數：input()返回結果都是字符串型。2、輸出函數：print()3、print()函數參數格式化格式化輸出整數(integer)：%d%變量名格式化輸出浮點數(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位小數運用選擇結構描述問題求解問題1、單分支結構：If1、單分支結構：If(條件表達式)：語句A2、雙分支結構：If(條件表達式)語句Aelse:語句B3、多分支結構：If(條件表達式1)：語句1elif:(條件表達式2)語句2elif:(條件表達式N):語句Nelse:語句N+1運用循環(huán)結構描述問題求解問題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()函數注：range()函數不包含第二個數值。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指向下一個數。print(s=,s)(2)用while循環(huán)第五章數據處理和可視化表達認識大數據1、大數據概念：大數據是指無法在可承受的時間范圍內用常規(guī)軟件工具進行搞笑捕捉、管理和處理的數據集合，是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現力和流

14、程優(yōu)化能力的海量、高增長率和多樣化的信息資產。2、大數據特征P102(1)從互聯(lián)網產生大數據的角度來看：數據體量巨大。數據類型繁多。價值密度低。變化速度快。(2)從互聯(lián)網思維的角度來看：樣本漸趨于總體；精確讓位于模糊；相關性重于因果。(3)從大數據存儲于計算的角度來看：分布式存儲；(大數據存儲在互聯(lián)網不同的服務器與各客戶終端。)分布式并行計算。(應用分布式并行計算處理互聯(lián)網的大數據。)3、大數據對日常生活的影響大數據使人們日常生活更為便捷；方便支付；方便出行；方便購物與產品推介；方便看病與診病。大數據對人們日常生活產生的負面影響：個人信息泄露；信息傷害與詐騙。數據的采集1、數據采集的基本方法：

15、系統(tǒng)日記采集法；網絡數據采集法；其他數據采集法。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、應用程序日記和安全日記。3、網絡數據采集法概念：是指通過網絡爬蟲或網站公開的API(應用程序接口)等方式從網站上獲取數據信息。4、數據的存儲：(1)把數據存在本地內部；(2)把數據放在第三方公共或私有的“云端”存儲。5、數據的保護數據安全保護技術：拷貝/FTP、備份、復制技術、鏡像技術、持續(xù)備份。數據的隱私保護解決方法：技術手段；提高自身的保護意識；要對數據使用者進行道德和法律上的約束。數據的分析P111特征探索、關聯(lián)分析、聚類與分類、建

16、立模型和模型評價。數據的可視化表達數據可視化表達工具：(1)Matplotlib(繪圖工具模塊)(2)Seaborn統(tǒng)計模型的可視化(3)Bokeh實現交互式可視化第六章人工智能及其應用認識人工智能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，其主要技術就是問句相似度計算和候選問句的選擇。問題理解模塊：實現過程：問題預處理、問題分類、關鍵詞提取和關鍵詞擴展等。信息檢索模塊：主要是從互聯(lián)網或者知識庫中找到與問題相關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。2、人工智能發(fā)展歷程分為三

17、個階段P1336.2人工智能的應用P1341、智能制造：智能裝備、智能工廠、智能服務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：計算機系統(tǒng)運算器控制器計算機系統(tǒng)硬件系統(tǒng)ROM：只讀存儲器，文件小，斷電內容不會丟失，只讀計算機系統(tǒng)運算器控制器計算機系統(tǒng)硬件系統(tǒng)ROM：只讀存儲器，文件小，斷電內容不會丟失，只讀RAM：隨機存儲器，文件大，斷電內容會丟失，可讀可寫存儲器-外存：硬盤、U盤、光盤、磁盤、軟盤等輸入設備：鍵盤，鼠標、掃描儀，麥克風，手寫板等輸出設備：打印機、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手機系