《普通高中教科书·信息技术必修1 数据与计算》（粤教版）广东教育出版社笔记_思维导图模板

信息技术

数据与信息

数据及其特征

数据是现实世界客观事物的符号记录，是信息的载体，是计算机加工的对象。

特征有二进制，语义性，分散性，多样性与感知性

数据编码

模拟信号

用连续变化的物理量所表达的信息

数字信号

是离散时间信号的数字化表示

文字编码

ASCII码、莫尔斯码属于单字节码，国标码（GBK）、统一码（Unicode）属于双字节码

图像编码

文件的大小=文件头+信息头+颜色表项+图像分辨率×图像量化位数÷8 (字节Bytes)

声音编码

声音存储空间=采样频率×量化位数×声道数×时间÷8

信息及其特征

信息是经过加工处理的、具有意义的数据

特征有普遍性，传递性，共享性，依附性和可处理性，时效性，真伪性，价值相对性。

香农

信息论之父

熵，体系的混乱的程度

信息是确定性程度的增加

知识与数字化学习

知识与智慧

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。

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

科学研究方法

理论方法(数学)，实验方法(物理)，计算方法

数字化学习与创新

是指个体通过评估并选用常见的数字化资源与工具，有效地管理学习过程与学习资源，创造性地解决问题，从而完成学习任务，形成创新作品的能力。

数字化工具是指能够采集、获取、检索、表示、传输、存储和加工多媒体数字化资源的设备装置。

数字化资源是指经过数字化工具处理，可以在多媒体计算机上或网络环境下运行的，且可以实现共享的多媒体材料。

数字化工具与资源的优势

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。

数字化学习具有问题化、合作性、个性化、创造性和再生性、开放性等特点。

算法基础

体验计算机解决问题的过程

分析问题、设计算法、编写程序、调试运行程序

算法及其描述

算法是指在有限步骤内求解某一问题所使用的一组定义明确的规则。

算法特征

有穷性。确定性。数据输入。数据输出。可行性。

可以没有输入，至少有一个输出

描述算法的常用方法有自然语言描述算法、流程图描述算法和伪代码描述算法。

三种基本控制结构

顺序结构

表示程序中的各步操作按出现的先后顺序执行。

选择结构

表示程序的处理步骤出现了分支，需要根据某一特定的条件选择其中
的一个分支执行。

循环结构

表示程序反复执行某个或某些操作，直到判断条件为假（或为真）时
才可终止循环。

计算机程序与程序设计语言

计算机程序就是指计算机可以识别运行的指令集合。

计算机程序设计语言

是指一组用来定义计算机程序的语法规则

机器语言

由“0”和“1”所表示的二进制代码指令组表示

汇编语言

指令码和操作数都采用符号形式

需使用语言翻译器翻译成用二进制数表示的机器语言

高级语言

编译程序是指计算机把高级语言程序的每一条语句都编译成机器语言，并保存成二进制文件后才运行的程序。

解释程序是指计算机在执行高级语言程序时，逐条语句解释成机器语言并立即执行的程序。

由于高级语言抽象度高，源代码无须与硬件、系统底层操作对应，所以移植性好

程序设计基础

程序设计语言的基础知识

常量

在程序运行过程中其值始终不发生变化的量，通常是固定的数值或字符串。

变量

在程序运行过程中其值可以发生变化的量

标识符

符由字母(A～Z，a～z)、数字(0～9)、下划线组成，并
且其第一个字符不能是数字，区分大小写

值

对变量赋值就是把数据和变量关联起来

数据类型

Python是动态语言，动态语言的变量不需要进行定义数据类型，要根据其赋予的值来确定其数据类型。
同样一个变量是可以重复赋值的，而且可以被赋予不同类型的值

Number（数值）

整型（int）

浮点型（float）

复数（complex）

用a+bj或者complex(a, b)表示

String（字符串）

以单引号或双引号括起来的任意文本，如'abc' "xyz"等

索引从0开始，-1 为从末尾开始的位置

List（列表）

列表是写在方括号“[ ]”之间、用逗号分隔开的元素列表。
例如，list1=['Good', 'Run',1997, 2000]和list2=[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ]。

数据项不需要具有相同的类型

索引从0开始

其它

Tuple（元组）

组与列表类似，不同之处在于元组的元素不能修改

元组使用小括号，例如，t u p1=('G o o d','R u n',1997,2000)和tup2=(1,2,3,4,5)

Sets（集合）

无序不重复元素的序列

使用大括号{ }或者set( )函数创建集合

Dictionary（字典）

无序的对象集合

通过键来存取的，而不是通过偏移存取

字典用{ }标识，它是一个无序的“键（key）：值（value）”对集合。键必须使用不可变类型。在同一个字典中，键必须是唯一的。

运算符与表达式

对常量或变量进行运算或处理的符号称为运算符

由运算符、操作数连接而成的式子称为表达式

算术运算

“+”“-”“*”“/”“%”“**”和“//”，
表示加、减、乘、除、求余、幂运算和整除

逻辑运算

“and”（与）、“or”（或）、“not”（非）

值为True或False，可对应于整数1或0直接参与其他运算。

关系运算

“>”（大于）、“>=”（大于等于）、
“<”（小于）、“<=”（小于等于）、
“==”（等于）、“!=”（不等于）。

值为True或False，可对应于整数1或0直接参与其他运算。

赋值运算

“=”

赋值号不是等号，具有方向性，由右边赋给左边，
且赋值号左边只能是变量，而不能是常量或表达式

成员运算

运算符的优先级

函数

是组织好的、可重复使用的、用来实现单一或相关联功能的代码段

input(x)

显示出信息x，并要求输入数据。

返回结果都是字符串

print( )

输出函数。

int(x)

把变量x转换成整型。

float(x)

将变量x转换成浮点型。

range(min, max, step )

取值范围[min, max)，step默认值为1

round()

四舍五入 eg. round(7.655) 结果为 8

abs(x)

返回x的绝对值。

bin(x)

把数值x转换为二进制数字。

chr(x)

返回整数x对应的ASCII字符。

random.random函数能够产生[0,1)范围内的数

运用顺序结构描述问题求解过程

按语句的先后顺序执行的结构

数据的输人与输出

< 变量 > =input('提示信息：')

print( [object, …][, sep=' '][,end='\n'] )

object是要输出的对象

sep每个输出对象之间的分隔符，默认是空格

end为输出文本尾的一个字符串，默认是\n换行符

运用选择结构描述问题求解过程

if语句的应用

if...else语句的应用

if...elif...else语句的应用

运用循环结构描述问题求解过程

for 循环的应用

while循环的应用

循环嵌套的应用

循环控制的应用

break是中断循环，continue是跳出本次循环体的执行。

函数的定义与调用

数据处理和可视化表达

认识大数据

大数据是指无法在可承受的时间范围内用常规软件工具进行高效捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新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的海量、高增长率和多样化的信息资产。

“4V”特征

大量（Volume）、多样（Variety）、低价值密度（Value）、高速（Velocity）

样本渐趋于总体，精确让位于模糊，相关性重于因果

分布式存储和分布式并行计算

对日常生活的影响

方便支付，出行，购物与产品推介，看病与诊病

个人信息泄露，信息伤害与诈骗

数据的采集

基本方法

系统日志采集法、网络数据采集法和其他数据采集法。

数据的存储

本地内部

云存储

数据的保护

数据安全保护技术

数据的隐私保护

数据的分析

数据分析就是在一大批杂乱无章的数据中，运用数字化工具和技术，探索数据内在的结构和规律，构建数学模型，并进行可视化表达，通过验证将模型转化为知识，为诊断过去、预测未来发挥作用。

特征探索

对数据进行预处理，发现和处理缺失值、异常数据，绘制直方图，观察分析数据的分布特征，求最大值、最小值、极差等描述性统计量

关联分析

分析并发现存在于大量数据之间的关联性或相关性，从而描述一个事物
中某些属性同时出现的规律和模式

聚类分析

够从样本数据出发，自动进行分类。

数据分类

贝叶斯分类技术

数据的可视化表达

方式

探索

帮助人们发现数据背后的价值

解释

把数据简单明了地解释给人们

工具

Seaborn

关注统计模型的可视化

Bokeh

可实现交互式可视化

人工智能及其应用

认识人工智能

研究计算机模拟人的某些感知能力、思维过程和智能行为（如学习、推理、思考、规划等）的学科

图灵测试

发展历程

人工智能的应用

智能制造、家居、教育、交通、安防、医疗、物流

术语

走进信息社会

信息社会及其特征

信息技术发展脉络与趋势

信息技术的影响

信息系统的组成与功能

信息系统及其组成

信息系统的功能

信息系统中的计算机和移动终端

信息系统的网络组建

信息系统与外部世界的连接方式

计算机网络

组建小型无线网络

信息系统的软件与应用

信息系统的工作过程

信息系统的软件及其作用

信息系统在社会应用中的优势及局限性

信息系统的安全风险防范

信息系统应用中的安全风险

信息系统安全风险防范的技术和方法

合理使用信息系统

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