高一信息技术必修一《数据与计算》复习提纲

高一信息技术必修一《数据与计算》复习提纲必修一《数据与计算》复提纲第一章数据与信息1.1 数据及其特征1.数据的概念：数据是客观事物的符号记录，是信息的载体，是计算机加工的对象。

2.数据的表现形式：数据的表现形式包括数值型和非数值型符号，如图形、图像、视频、音频、文本（文字、数字、数值、字符）等。

3.数据的基本特征：1）二进制：在计算机中，数据以二进制的形式存储和加工。

2）语义性：语义是将数据符号解释为客观世界的事物。

3）分散性：数据是分散的记录，分别记录不同客观事物的运动状态。

4）多样性和感知性：数据记录的形式是多样的、可看的、可听的、可感知的，如图形、图像、视频、音频、文本等。

1.2 数据编码1.模拟信号：模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信息，常见的模拟信号应用包括有线相连的电话和无线发送的广播电视。

2.数字信号：数字信号是离散时间信号的数字化表示，常用有限位的二进制数表示，常见的数字信号应用包括开关电路中输出电压和电流脉冲的信号。

3.模拟信号与数字信号优缺点对比：名称优点缺点模拟信号简单容易实现保密性差，抗干扰能力弱数字信号抗干扰能力强，保密性、可靠性强技术实现复杂，占用频带宽4.文字编码：常见的文字编码包括ASCII码、国标码和统一码。

其中，ASCII码将英文字母A的编码定义为xxxxxxxx （十进制数65），后面的字母依次往上加1.5.进制换算：常见的进制包括二进制、八进制、十进制和十六进制。

进制之间的转换可以通过数位分解和除二求余倒排法实现。

6.图像编码：图像编码包括位图和矢量图两种，其中位图的最小单位为光栅点（或像素），位图数据文件大小可以通过图像分辨率、图像量化位数和单位字节数计算得出。

7.声音编码：声音编码包括采样、量化和编码三个步骤，声音存储空间可以通过采样频率、量化位数、声道数和时间计算得出。

1.3 信息及其特征信息是经过加工处理、具有意义的数据，是对客观世界中各种事物的运动状态和变化的反映，是客观事物之间相互联系和相互作用的表征。

信息具有普遍性，只要有事物运动，有数据存在，就会有信息存在。

信息普遍存在于自然界和人类社会发展的始终，可以被人们感知、获取、传递和利用。

信息的传递打破了时间和空间的限制。

信息作为一种资源，通过交流可以在不同的个体或群体间共享。

各种信息必须依附一定的图像、文字、声音等符号才能够表现出来，为人们所接收，并按照某种需要进行处理和存储。

信息经过分析和处理，往往会产生新的信息，使信息得到增值。

信息不是一成不变的东西，会随着客观事物的变化而变化。

如果信息不能反映事物的最新变化状态，它的效用就会降低，一旦超过其“生命周期”，信息就会失去原有的效用，成为历史记录。

并非所有信息都是对事物的真实反映。

信息的使用价值的大小是相对的，取决于接收信息者的需求及其对信息的理解、认识和利用的能力。

2.第二章知识与数字化研究知识是人们运用大脑对获取或积累的信息进行系统化地提炼、研究和分析的结果，能够精确地反映事物的本质。

它来源于实践、经过加工提炼，又高于实践。

智慧是为了达到预定目标而运用知识解决问题的创新思维能力。

数据、信息、知识、智慧是相互关联的，数据是客观事物的符号记录，信息是经过加工处理、具有意义的数据，知识是对获取或积累的信息进行系统化地提炼、研究和分析的结果，智慧是为了达到预定目标而运用知识解决问题的创新思维能力。

数字化工具和资源具有获取的便捷性、形式的多样性、资源的共享性、平台的互动性、内容的扩展性等优势。

数字化研究具有问题化、合作性、个性化、创造性和再生性、开放性等特点。

常见的思维导图软件有XMind、Mindmanager、FreeMind等。

3.第三章算法基础算法是解决问题的有限步骤，是计算机解决问题的基础。

体验计算机解决问题的过程有问题分析、算法设计、编码实现和测试调试等步骤。

计算机解决问题的过程包括分析问题、设计算法、编写程序、调试运行和检查结果。

算法是解决问题的具体方法和步骤，具有有穷性、确定性、数据输入和输出以及可行性等特征。

算法可以通过自然语言、流程图和伪代码等方式进行描述。

流程图包括开始/结束、输入/输出、处理和判断等基本图形，用于表示算法中变量的计算与赋值和条件判断。

程序设计语言是计算机可以识别运行的指令集合，包括机器语言、汇编语言和高级语言等。

高级语言最接近数学语言和自然语言，常见的高级语言包括Fortran、C、C++、Java和Python等。

在程序设计中，变量的命名规则包括由字母、数字和下划线组成，且第一个字符必须是字母或下划线，标识符是区分大小写的。

Python常用的基本数据类型包括数值、字符串和列表等。

Python中常用的数据类型包括整型、浮点型、字符串、布尔型、列表、元组、集合和字典。

其中，列表是用方括号[]括起来的一组有序元素，可以通过索引来访问和修改元素。

元组用小括号()括起来，元素不能修改。

集合是一个无序不重复元素的序列，可以使用大括号{}或者set()函数创建集合。

字典是无序的键值对集合，用{}标识，通过键来存取值。

Python中常用的运算符包括算术运算符、逻辑运算符、关系运算符。

算术运算符包括加、减、乘、除、取模和幂运算。

逻辑运算符包括and、or和not。

关系运算符包括小于、大于、等于、不等于等。

运算符的优先级可以使用括号来改变。

在Python中，可以使用一些常用的函数来处理数据，例如abs()函数返回绝对值，len()函数计算变量长度，min()和max()函数返回最小和最大值，sum()函数返回序列的总和，int()和float()函数用于类型转换。

在编写程序时，可以使用顺序结构、选择结构和循环结构来描述问题。

输入函数input()返回字符串类型的结果，输出函数print()用于输出结果。

可以使用print()函数的参数格式化来控制输出格式。

选择结构包括单分支结构、双分支结构和多分支结构。

循环结构包括for循环和while循环，其中for循环可以使用range()函数来生成一个数字序列。

5.1 认识大数据大数据是指数据集合，它无法在可承受的时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理。

这些数据需要新的处理模式，才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力。

大数据的特征包括：数据体量巨大、数据类型繁多、价值密度低、变化速度快。

从互联网思维的角度来看，大数据的特征包括：样本渐趋于总体、精确让位于模糊、相关性重于因果。

从大数据存储和计算的角度来看，大数据采用分布式存储和分布式并行计算。

大数据对日常生活的影响是双重的。

一方面，大数据使人们的日常生活更为便捷，例如方便支付、出行、购物和产品推介、看病和诊病。

另一方面，大数据也对人们的日常生活产生负面影响，例如个人信息泄露、信息伤害和诈骗。

5.2 数据的采集数据采集的基本方法包括系统日记采集法、网络数据采集法和其他数据采集法。

系统日记是记录系统中硬件、软件和系统问题的信息文件，包括操作系统日记、应用程序日记和安全日记。

网络数据采集法是指通过网络爬虫或网站公开的API等方式从网站上获取数据信息。

数据的存储可以把数据存在本地内部，也可以把数据放在第三方公共或私有的“云端”存储。

数据的保护包括数据安全保护技术和数据的隐私保护。

数据安全保护技术包括拷贝/FTP、备份、复制技术、镜像技术和持续备份。

数据的隐私保护的解决方法包括技术手段、提高自身的保护意识和对数据使用者进行道德和法律上的约束。

5.3 数据的分析数据分析是指用统计学、计算机科学和领域知识等方法，从数据中提取有用的信息和知识。

数据分析的过程包括数据清洗、数据建模、数据评估和数据可视化。

数据清洗是指处理数据中的错误、缺失和重复等问题。

数据建模是指用数学模型对数据进行建模和预测。

数据评估是指对数据建模的结果进行评估和优化。

数据可视化是指用图形化的方式展现数据的结果和结论。

特征探索、关联分析、聚类与分类、建立模型和模型评价是数据分析的基本流程。

数据可视化表达工具包括Matplotlib、Seaborn和Bokeh等。

智能问答系统包括FAQ库、问题理解、信息检索、文档库和答案抽取五大模块。

FAQ库通过问句相似度计算和候选问句的选择提高系统效率。

问题理解模块实现过程包括问题预处理、问题分类、关键词提取和关键词扩展等。

信息检索模块主要从互联网或知识库中找到与问题相关的文档作为答案提取的原材料。

文档库模块存放专家提供的知识。

人工智能发展历程分为三个阶段。

人工智能的应用包括智能制造、智能家居、智能教育、智能交通、智能安防、智能医疗和智能物流等。

计算机系统由运算器、控制器、ROM和RAM等组成。

存储器外存包括硬盘、U盘、光盘、磁盘和软盘等。

输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、麦克风和手写板等，输出设备包括打印机、显示器、音箱、投影仪和绘图仪等。

操作系统包括Windows系列、Unix、Linux、OS/2和Dos等，手机系统包括苹果IOS和安卓。

计算机编程语言包括ALGOL、COBOL、Basic、LISP、SNOBOL、Pascal、C、C++、PROLOG、Ada、VC、VB、Delphi、Java和Python等。

应用软件包括word、excel、powerpoint、QQ和微信等。

CPU是计算机的核心配件，由运算器、控制器和寄存器组成。

计算机内的容量单位包括B（字节）和b（位），1TB 等于1024GB，1GB等于1024MB，1MB等于1024KB，1KB 等于1024B，1B（字节）等于8b（位）。

世界第一台电子计算机于1946年在XXXENAIC诞生。