信息技术知识点汇总期末复习——【新教材】高一信息技术同步精品课堂(人教/中图2019版必修1)

必修1 数据与计算 人教/中图 出版社 信息技术知识点复习 1 第1章 认识数据与大数据 2 1.1数据、信息与知识 p4 数据的概念： 数据是描述事物的符号记录，是信息的载体。在计算机科学中，数据是计算机识别、存储和加工的对象，例如字符、图像和音频等。 数据的特征： 数据可用于描述事物。 数据是信息的载体。 数据是可加工、可处理的。 3 1.1数据、信息与知识 p6/p8 信息的概念： 依附字符、图像和音频等载体，通过各种途径进行传播能够帮助获取者了解情况、形成判断或做出决策的内容可以称之为信息。信息可以用来消除接收者某种认识上的不确定性。 信息的特征： 载体依附性 时效性 传递性与共享性 价值相对性 4 1.1数据、信息与知识 p9 知识的概念： 知识是人们在社会实践中所获得的认识和经验的总和，是人类在实践中认识世界的成果。 数据————>信息———————>知识 加工处理 分析、提炼、归纳 5 3 4 5 数据 3cm 4cm 5cm 信息 32+42=52 ——>直角三角形 知识 数据、信息与知识 例题 例1、在日常生活和学习中，我们会接触到大量的数据，下列说法正确的是（ ） A.数据是原始事实，具有客观性和主观性 B.数据就是数字，数据可处理但不可加工 C.数据是人们在改造世界的实践活动中所获得的可用于指导实践的认识、规律和经验 D.数据有数值、文本、图形、图像、声音、视频等多种表现形式 例2、“用手机扫描商品的条形码能了解商品的产地、厂家、名称、生产日期等信息”，这主要说明数据具有（ ） A.依附性                  B.载体性                  C.孤立性                  D.传递性 例3、下列选项中，属于信息的是（ ） A.校门口查验的学生健康二维码                  B.教育云上的网课视频 C.存有音乐文件的U盘                           D.手机短信上的地震预警通知 D B D 7 1.2数字化与编码 p14 模拟信号和数字信号 一般来说,通信系统中有两种主要的信息传输形式：一种是模拟信号，其信号波形可以表示为时间的连续函数，如图(a)所示； 另一种是数字信号,它在取值上是离散的、不连续的，例如以“0”和“1”来表示二进制数字信号，如图(b)所示。模拟信号和数字信号虽然是两种不同形式的信号，但它们在传输过程中是可以相互转换的。 8 1.2数字化与编码 p17 二进制的基数为2，两个基本数码是0和1； 采用逢二进一的进位规则，例如1+1=10； 不同的数位对应不同的权值，权值用基数的幂表示。 9 进制转换 例1：将十进制数19转换成二进制数 （19）10=（10011）2 除二取余、逆序输出 19 2 9 …1 2 2 2 …1 …0 …0 4 2 0 2 1 …1 （高位） （低位） 10 进制转换 例2：将二进制数10011转换成十进制数 =16+0+0+2+1 =(19)10 1×24+ 0×23+0×22+ 1×21+1×20 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ (10011)2 = 1 0 0 1 1 权值： 24 23 22 21 20 按权展开、逐项相加 11 进制转换 其他进制的规则 12 进制转换 例3：将八进制数226转换成二进制数 解析： 八进制数通过除2取余法，得到二进制数，对每个八进制为3个二进制，不足时在最左边补零。 13 进制转换 例4：将二进制数10010110转换成八进制数 解析： 3位二进制数按权展开相加得到1位八进制数。 注意事项，3位二进制转成八进制是从右到左开始转换，不足时补零。 14 进制转换 例5：将十六进制数12C转换成二进制数 解析： 十六进制数通过除2取余法，得到二进制数，对每个十六进制为4个二进制，不足时在最左边补零。 15 进制转换 例6：将二进制数100101100转换成十六进制数 解析： 4位二进制数按权展开相加得到1位十六进制数。 注意事项，4位二进制转成十六进制是从右到左开始转换，不足时补零。 16 进制转换 p17 在计算机中，RGB（Red，Green，Blue）颜色值可以表示为十六进制颜色码。例如，颜色值RGB（64，224，208）可记为#40E0D0颜色码，是由红、绿、蓝三个颜色值64、224、208分别对应的十六进制数40H、E0H、D0H组成的。 17 数据编码 p18 字符编码 计算机中存储一个“0”或“1”占用1个二进制位(bit)。 8个二进制位组成1字节(Byte)。 ASCII编码用1字节表示英文字母、数字和常见字符。 大部分常用汉字采用2字节编码 0:48 A:65 a:97 18 数据编码 声音编码 声音数字化的基本方法是按照一定的时间间隔采集声波的振幅，并将其转换为二进制数序列，即通过采样、量化和编码来实现。 通常，音频所占的存储容量取决于采样频率、量化位数、声道数和时长，其计算公式为： 音频所占的存储容量=采样频率×量化位数×声道数×时长/8 19 数据编码 图像编码 位图文件大小= 水平像素数×垂直像素数×颜色深度/8（Byte，字节） 20 例题 例3、下列说法正确的是( ) A.模拟信号是离散的，不连续的 B.用传感器直接获得的信号就是数字信号 C.音频文件可以通过转换设备，将数字信号转换为模拟信号 D.传输过程中，数字信号比模拟信号易受干扰而导致失真 例2、假设每张照片约5MB，那么1TB的空间里能存储的照片数最多是( ) A.1024/5张                                           B.1024×1024/5张 C.1024×1024×1024/5张                           D.1024×1024×1024×1024/5张 例1、下列关于编码的说法中，不正确的是( ) A.编码只能将数字、文字对象转换成二进制数 B.二维码在为人们的生活提供便利的同时，也带来了一定的安全隐患 C.编码就是信息按某种规则或格式，从一种形态变成另一种形态 D.将模拟声音信号转换成数字声音信号的过程就是编码 A B C 21 例题 A B C 例4、十进制数126转换为二进制是（ ） A. 1111110    B. 1011011    C.0011111    D.1110111 例5、下列选项中，属于数字信号的是（ ） A.电话线上传输的信号    B.计算机中图片文件 C.磁带上记录的声音      D.胶卷上记录在照片 例6、已知字符“i”的ASCII码的二进制值是1101001,如果某字符的ASCII码的十进制值是109,那么这个字符是（ ） A. e    B. f    C. n    D. h 22 1.3大数据及其应用 p28 巨量性指数据体量巨大。 大数据特征 多样性指数据种类繁多。 迅变性指数据生成速度快，而且要求在短时间内处理完毕。 价值性指大数据所创造的价值密度相对偏低。 23 大数据及其应用 大数据处理的一般过程 3 4 统计 挖掘 1 2 清洗 采集 采集——>清洗——>统计——>挖掘 24 例题 例2、下列关于大数据特点的说法中，不正确的是( ) A.数据规模大             B.数据类型多           C.处理速度快             D.价值密度高 例3   下列描述中，不属于大数据应用的是（ ） A.使用搜索引擎查找网络信息 B.借助电子地图进行导航 C.存放大量学生数据的学生学籍系统 D.电商的个性化推荐 例1、下列关于大数据的说法，正确的是（ ） A.大数据是可以在一定时间内用常规软件工具捕捉到的数据集合 B.大数据的产生离不开人类日益普及的网络行为 C.大数据就是集中管理的大量的数据集合，与“传统数据”相比，只在规模上有所不同 D.大数据的数据种类和格式都非常丰富，但是数据源单一 B D C 25 第2章 算法与程序实现 26 2.1计算机解决问题 p42 用计算机解决问题的一般过程 提出问题 分析问题 设计方案 编程调试 解决问题 27 2.2算法的概念及描述 p48 算法的含义 算法是为解决一类特定问题而采取的确定的、有限的步骤。它描述出某类问题求解的方法和过程，在整个问题解决过程中起着重要的作用。 28 2.2算法的概念及描述 p48 算法的特征 一个算法一般要求有0个或多个输入。 一个算法可以有一个或多个输出。 算法必须能在执行有限个步骤之后终止。 算法中的每一步操作都是可以执行的。 算法的每个步骤都具有确定的含义,没有歧义。 有穷性 03 可行性 04 有输出 02 有输入 01 确定性 05 29 2.2算法的概念及描述 p49 算法的描述 常用的描述算法的方法有自然语言、流程图和伪代码等。 自然语言：易于理解，但容易产生二义性。 流程图：直观易读，步骤清晰。 伪代码：语言叙述准确，结构性强，便于理解。 30 2.2算法的概念及描述 p50 流程图符号 名称 功能 开始/结束框 表示算法的开始或结束 输入/输出框 表示输入或输出数据 处理框 框中指出要处理的内容 判断框 用于表示条件判断及产生分支的情况 流程线 用于控制流程方向 连接点 用于连接页面写不下而断开的流程线 用流程图描述算法:流程图是一种常用的表示算法的图形化工具。 流程图中常用的符号及其功能： 31 2.2算法的概念及描述 p51 算法的结构 选择结构 循环结构 A B 条件 A B True False 条件 A False True 顺序结构 32 例题 例4、下列选项中，用来表示算法流程图条件判断的是（ ） 例2、Python编程解决问题的方法和步骤里面，核心是（ ） A.算法设计               B.分析问题                 C.代码编写                 D.调试运行 例1、能被计算机直接识别的语言是（ ） A. Python语言           B.汇编语言                C.机器语言                D.面向对象语言 A D B C 例3、下列选项中，不属于常用的计算机算法描述方法的是（ ） A.自然语言                 B.流程图                    C.伪代码                   D.方块图 p44 33 2.3程序设计基本知识 p56 数据类型 类型标识符 类型说明及示例 整型 Int Python中的整数理论上可以任意大，可正可负 如：-99、666、220721158884874162 浮点型 float 表示小数，如3.14、0.0008、2.36E+6(2.36*106) 字符串型 Str 通常是用一对单引号（' '）或双引号（“ ”）括起来的一串字符，里面的内容可以是文字、数字、符号等,如：‘hello’、“中国”、“300451” 布尔型 Bool 用于逻辑判断，只有两个值，表示真的True和表示假的False 列表 list 用来存放一组数据的序列，列表中所有的元素放在 [ ] 中间，可以是数值，字符串，中间逗号分开，例如：[1, 2, 3]，[‘a’, ‘b’, ‘c’] Python语言常见的数据类型有以下几种： 34 2.3程序设计基本知识 p57 强制转换数据类型 在程序设计中，可以通过强制类型转换操作，把某个数据从一种数据类型转换成为另一种数据类型。 数据类型转换函数 功能说明 float(x) 将x转换为一个浮点型数据 int(x) 将x转换为一个整型数据 Str(x) 将x转换为字符串型数据 35 2.3程序设计基本知识 p57 ① 常量：常量指程序运行过程中，其值不能改变的量，例如1024、"red"等。 ② 变量：变量指程序运行过程中，其值可以改变的量。变量是 Python 程序用来保存计算结果的存储单元，为了方便访问这块存储单元，Python 给这块存储单元命名，该名称即为变量名。 36 程序 p57 Python语言中，变量命名规则： ① 变量名可以包括字母、汉字、数字和下划线(_)，但不能以数字开头。 例如：name2是合法变量名，而2name是非法变量名。 ② 变量名区分大小写。 例如：myname和 Myname是不同的变量。 ③ 为了便于理解，变量名应具有一定含义，即“见名知意”。 ④ 不能用系统关键字作为变量名。系统关键字是程序设计语言中保留下来的用于特殊用途的标识符，每个关键字都有特殊的含义。 例如：for、in、if、continue、 break、else、and、not和or等。 37 2.3程序设计基本知识 p58 常用的运算符 ① 算术运算符：主要进行算术运算，运算的结果为整型或浮点型。 运算符 说明 实例 结果 + 加 12.45+15 27.45 - 减 4.56 - 0.26 4.3 * 乘 5 * 3.6 18.0 / 除法(和数学中的规则一样) 7/2 3.5 // 整除(只保留商的整数部分) 7//2 3 % 取余，即返回除法的余数 7%2 1 ** 幂运算/次方运算，即返回x的y次方 2**4 16,即2⁴ 38 2.3程序设计基本知识 p58 常用的运算符 ②关系运算符： 主要用于比较两个值的大小，运算的结果为布尔值True或 False。 关系运算符 描述 用法 举例 == 等于 a==b 3==5 结果为False > 大于 a>b 3>5 结果为False < 小于 a<b 3<5 结果为True >= 大于或等于 a>=b 3>=5 结果为False <= 小于或等于 a<=b 3<=5 结果为True != 不等于 a!=b 3!=5 结果为True 39 2.3程序设计基本知识 p59 常用的运算符 ③ 逻辑运算符：可以对关系式或布尔值进行逻辑运算，运算结果仍为 布尔值True或 False。 逻辑运算符 描述 用法 举例 not 非 not a not(2==3)的结果为true and 与 a and b 只有当两个操作数都为true时，其结果才为True，如（2<3）and(2>1)的结果为true or 或 a or b 只要有一个操作数结果为true，其结果就为true,如(2<3)or(1>2)结果为true 40 2.3程序设计基本知识 p60 语句与程序结构 ■ 输入函数 input()：主要用来接收键盘的输入，返回值为字符串型数据。 例如：x= input(“请输入一个正整数:”) ■ 输出函数 print()：主要用于在屏幕上输出一个或多个输出项的值，括号里可以是数字、字符串、表达式。 例如：print(“x是奇数”) print(666, "hello", 7+8) 算法的三种基本结构：顺序结构、分支结构、循环结构 顺序结构：从上到下依次执行语句 41 2.3程序设计基本知识 p61 语句与程序结构 If 表达式 ： 语句块1 If 表达式 ： 语句块1 else ： 语句块2 if 表达式: 语句块1 elif 表达式2： 语句块2 ... elif 表达式n: 语句块n else: 语句块n+1 注意： ①冒号不能省略，告诉Python接下来要创建一个语句块； ②同一级语句块中的语句具有相同的缩进量。（Python语言用缩进的方式标识语句块,表示语句之间的层次关系。） 单分支 双分支 多分支 分支结构 42 语句与程序结构 Python语言有两种基本的循环结构： while循环 for循环 初始语句 while 表达式 : 语句块 语句 冒号不能省略 循环体 重复执行 初始语句 for 循环变量 in [序列] : 语句块 语句 冒号不能省略 循环体 重复执行 <循环变量> ：是将序列中的对象从前往后逐一遍历 [序列]：有顺序地组织在一起的数据元素的集合。 2.3程序设计基本知识 p64 43 在Python语言中，迭代函数range（）返回一个等差整数序列。 【格式】 range（初值，终值，步长） 如： range（1, 6 , 2） 【注意】 返回的整数序列不包括终值。即： 初值和终值是一个左闭右开的区间。也就是从初值开始，到终值的前一个数值结束，取不到终值。如：range（1,5,1）返回数值为1,2,3,4 语句与程序结构 2.3程序设计基本知识 p66 44 break语句 break语句用在循环体内，迫使所在循环立即终止，即跳出所在循环体，继续执行循环结构后面的语句。 continue语句 当在循环结构中执行continue语句时，立即结束本次循环，重新开始下一轮循环。 语句与程序结构 2.3程序设计基本知识 p67 常见的算法 解析算法指通过找出解决问题的前提条件与结果之间关系的表达式，并计算表达来实现问题的求解。 枚举法是依据问题的已知条件，确定答案的大致范围，在此范围内列举出它所有可能情况的方法。 2.4算法与程序实现 p70 例5、在Python语言中，运行以下程序，输出的结果是（ ） for i in range(0,2): print(i) A.0  1               B.  C. 例4、在Python中，若布尔类型x的值为False，则无论布尔类型y的值为多少，x and y的结果都是（ ） A. True               B. False                 C.x                       D.y 例3、在Python中,若x的初值为0,则语句x+=1的结果是（ ） A.1                   B.2                      C.3                           D.0 例2、在Python程序设计语言中，表示整除的符号为（ ） A.1                   B.%                      C. mod                        D.∥ 例1、下列选项中，不属于Python合法变量名的是( ) A.int32               B.40×l                   C. self                      D._name_ 例题 D A B B C  D.1 第3章 数据处理与应用 48 采集 分析 整理 可视化表达 数据采集可为数据处理准备必要的数据。 用一定的方法对收集来的数据进行整理、分析，提取有用信息，形成结论，可以指导决策。 借助数据可视化呈现方式能够更好地表达数据所蕴含的信息。 数据处理的一般过程 3.1数据处理 p86 数据采集 数据采集方法 传感器采集 网络采集 搜索引擎 爬虫 调查问卷 采集已有网页数据 精确抓取网络数据 需要人提供的数据 采集物理世界的数据 数据处理 p93 数据整理 数据整理 整理目的 整理方法 问题数据 去重 勘误 补漏 重复数据 非标准化数据 错误数据 缺失数据 数据处理 p97 数据分析 数据分析 作用 了解事物现状 剖析事物发展历程 预测事物未来走向 方法 对比分析法 平均分析法 结构分析法 数据处理 p106 数据可视化 Matplotlib 是基于python语言的第三方绘图库 数据处理 p115 例3、下列选项中，属于数据可视化应用的是（ ） A.思维导图                B.拍照识花               C.课程表                    D.语音助手 例2、将两个或两个以上的数据进行比较，分析它们的差异，从而提示这些数据所代表的事物的发展变化情况和规律，这种数据分析方法称为（ ） A.对比分析                B.数据分类               C.概率分析               D.平均分析 例1、想通过分析某同学各学科历次考试成绩的分数情况，预测他的下一次考试成绩，其基本步骤是( ) ①数据整理   ②数据采集   ③撰写分析报告   ④数据分析与可视化 A.②④①③                B.②①③④                C.②①④③                D.②③①④ 例题 A A C 例4、为了直观呈现随着年度的增长，某地房产价格变化情况，预测下一个年度房价变化趋势，应该选择的图表类型是（ ） A.折线图                  B.条形图                     C.三维饼图               D.柱形图 A 第4章 走进智能时代 55 人工智能 p136 人机交互 人机交互：主要研究人与计算机之间的信息交换，包括人到计算机和计算机到人的信息交换两部分。 键盘交互 语音交互 情感交互 体感交互 脑机交互 图像识别 人工智能 p136 如何识别狗的品种？ 采集特征 特征库对比 识别狗品种 输入 判断 阿拉斯加 哈士奇 机器学习: 人工智能 p137 自然语言处理（NLP）：主要研究实现人与计算机之间用自然语言进行有效通信、交流的各种理论和方法。 利用计算机技术实现一种自然语言到另外一种自然语言的翻译。 机器翻译 利用计算机技术实现对文本篇章的理解，并回答相关问题。 语义理解 让计算机像人类一样用自然语言与人交流 问答系统 研究领域 机器学习: 机器学习研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能，是人工智能技术的核心。 人工智能 p138 历史数据 新的数据 模型 未知属性 输入 训练 预测 例1、 2016年阿尔法围棋程序与围棋世界冠军李世石进行的围棋决战，并以4：1的总比分获胜，这属于（ ） A.智能代理   B.人机博弈   C.自然语言处理   D.模式识别 例2、机器人能与人对话，主要是运用了人工智能中的（ ） A.多媒体技术               B.模式识别技术 C.机器翻译                 D.自然语言理解 例3、生物特征识别技术是通过个体生理特征对个体身份进行识别认证的技术。下列技术不属于生物特征识别技术的是（ ） A. 虹膜识别 B. 声纹识别 C. 3D识别 D. 人脸识别 例4、怎么判定机器是否具有了智能，最早提出的测试方法是（ ） A.机器学习 B.吴氏方法 C.图灵测试 D.人机对弈 例题 D B C C $$