第1章 数据与信息-浙江高中信息技术知识点

2 第一章 数据与信息 1. 数据来源不同，决定了数据的多样性。 2. 大小不一、数量不同的绳结也是“数据”。 3. 数据需要经过一定的处理，才能从中提取有意义、有价值的内容。 4. 数据是对客观事物的符号表示,如图形符号、数字、字母等，其中，数字是最 简单的一种数据。 5. 单纯的数据是没有意义的，因为数据的表现形式还不能完全表达其内容，经 过解释，数据才变得有意义，数据和关于数据的解释是密不可分的。 6. 在计算机科学中，数据是指所有能输入到计算机并被计算机程序处理的符号 总称，是用于输入到计算机中进行处理，具有一定意义的数字、字母、符号和模 拟量等的通称。 6.信息自古就有，人类的生活一直与信息密切相关。 7.信息的定义：信息是用来消除随机不确定性的东西。 8.信息的特征：载体依附性、时效性、共享性、可加工处理性、真伪性、价值 性。 9.信息不能独立存在，必须依附于一定的载体。载体遭到破坏、载体上的信息也 会丢失，同一信息也可以依附于不同的载体，因此人们获取信息的途径与方法 也可以不同。信息依附于载体也体现了信息的可存储性与传递性 10.信息往往反映的是事物某一特定时间的状态，它会随着时间的推移而变化 11.信息是可以共享的，同一种信息可以同时被不同的接收者获取，人们也可以 重复利用信息。 12.与物质、能源不同的是，信息不会因为被别人获取而发生损耗。 13.信息是可以加工处理的，正是因为此性质，所以信息具有真伪性。 14.信息具有价值性，信息的价值包括显性价值与隐性价值，信息的价值也是相 对的，对于不同的人群、不同的时间，其价值可能有所不同。 15.知识是人类在社会实践中所获得的认识和经验的总和，也是人类在实践中认 识客观世界（包括人类本身）的成果，它包括对事实、信息的描述以及在教育和 实践中获得的技能。 16.知识是可以继承和传递的。 17.数据可以是数字、文字、图像、符号等，单独的数据本身没有意义。将数据 放到某个语境中，或在某个真实场景中使用，数据才有意义。 18.信息是数据经过储存、分析及解释后所产生的意义，通常在某一特定情景脉 络下的具体呈现。 19.将万千信息中有价值的部分沉淀下来，与已存在的人类知识体系相结合，形 成知识。 20.与数据和信息相比，知识更接近行动，它与决策相关，人们可以通过搜索引 擎获取海量信息（不是海量知识） 21.知识的获得，是人利用自身已有的知识对信息进行加工，进而将新的信息纳 入自己的知识结构的过程。“一百个人心中有一百个哈姆雷特”即人们接收同样 的信息后，所构建的知识也是有区别的。 22.智慧是一种更高层次的综合能力，主要表现为收集、加工、应用、传播知识 的能力，以及对事物发展的前瞻性看法。 它是在知识的基础之上，通过认识的积累，而形成的对事物的认识、远见，体现 3 为一种卓越的判断力。 23.数据、信息、知识、智慧的关系图如下： 24. 传感器是一种能感受被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件 或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 25. 信息可用模拟信号和数字信号表达。 26. 模拟信号以连续变化的物理量存在。 27. 数字信号在取值上是离散的、不连续的信号，在信息技术中，这种信号表示 的数据是指可被计算机存储、处理的二进制数据 28. 模拟信号和数字信号可相互转换（将模拟信号转为数字信号的操作称为数字 化）。如将语音通过麦克风存储到计算机（模拟信号转数字信号）、将计算机 中的音乐通过喇叭播放出来（数字信号转模拟信号）。 计算机内部存储的都是数字信号，数字信号人一般无法直接感受、需要通过设备 将数字信号转为模拟信号，人才能感受到。 自然界中的信号都是模拟信号。数字化是信息社会的技术基础。 29. 将模拟信号转换为数字信号一般需要经过采样、量化、编码。 30. 在信号处理领域，采样是将信号从连续时间（空间）域上的模拟信号转换到 离散（空间）域上的离散信号的过程，通常通过采样器实现。 31. 对于同一模拟信号，采样的时间间隔越小，采集到的信号样本数量越多，每 秒的采样样本数叫做采样频率，单位用 Hz 表示。【下图为采样的图】 32. 将模拟信号转为数字信号，会引起失真，影响信号保真度的一个因素是采样 频率。一般而言，在对于模拟信号采样时提高采样频率能提高保真度。 4 33. 在数字信号处理领域，量化指将信号的连续取值近似为有限个离散值的过程。 连续信号经过采样成为离散信号，离散信号经过量化后可用数值表示。 【下图为量化的图】采样在横坐标上操作、量化在纵坐标上操作 34. 量化就是将采样到的信号用数字表示出来。 35. 数据在计算机内部是以二进制方式进行存储和处理的。生活中常用的是十进 制。 36. 在日常使用中，一般可以用字母来标识进制。【详见下表】 进制位 二进制 八进制 十进制 十六进制 标识 B O D H 任一进制（R）的进制码为 0到 R-1,例如：10 进制的进制码为 0-9。 37. 进制码。 38. 进制转换（十进制转 R进制） 十进制转为 R进制一般采用除 R取余法。 十进制转十六进制： 例如 十进制 170 转换为十六进制：采用短除法，最后将余数倒着连起来。得到 结果 AA 5 十进制转二进制： 例如十进制 17 转换为二进制：采用短除法，最后将余数倒着连起来。得到结果 10001 R 进制转十进制采用按权相加法 二进制转十进制： 例如二进制 1010111 转换为十进制：采用按权相加法，把每一位数乘以他的权值 最后相加得到十进制数得到结果：87 十六进制转十进制： 例如十六进制数 123ABC 转换为十进制数：采用按权相加法，把每一位数乘以他 的权值最后相加得到十进制数得到结果：1194684 39. 编码是信息按照某种规则或格式，从一种形式转换为另一种形式的过程（例 如：生成二维码）。解码是编码的逆过程。 40.计算机对信息进行存储、 加工、 传递等处理， 实际上是对信息的载体一数 据进行处理。数据的表现形式可以是文本、 图形、 图像、声音、 视频等， 但 不管是哪种形式的数据， 最终存储在计算机中的都是经过一定规则编码后的二 进制数字。 41.常见的字符编码有 ASCII、 Unicode 及各种汉字编码。 42.基本的 ASCII 码共有 128 个， 用 l 个字节中的低 7位编码。二进制范围为 00000000,....,01111111, 即十六进制的 00-7F（即存储用 8bit、表示用 7bit) AscII 码最高位为 0 43. 计算机中容量最小单位为比特（bit),基本单位为字节(Byte)。8bit=1Byte， 【进制转换表如下】 8bit=1Byte 1024Byte=1KByte 1024KByte=1MByte 1024MByte=1GByte 1024GByte=1TByte 44.计算机中的汉字也是采用二进制进行编码的。汉字编码分为外码、 交换码、 机内码和 字形码。其中外码也叫输入码， 是用来将汉字输入到计算机中的一组 键盘符号。常用的输入码有拼音码、五笔字形码等,计算机的输入码不是唯一的。 6 45.每一个汉字都有确定的二进制代码，在计算机内部汉字代码都用机内码，在 磁盘上记录汉字代码也使用机内码. 46.计算机中一个汉字占用两个字节 例如：”中”字的内码是 D6 D0 一个 AscII 码字符占用 1字节，例如：”a”的内码为 61 47 条形码(barcode)是将宽度不等的多个 黑条和白条， 按照一定的编码规则排 列， 用以表达一组信息的图形标识符。我国普遍采用的 EAN13 条形码。 48. Base64 编码是计算机中常见的一种编码方式，规则是把 3 个字节 (24 位） 的数据按 6 位1组分成4组 (24/6=4)，然后将每组数据分别转换为十进制，将 这些十进制数所对应的字符连接， 即为 Base64 编码。如下图 49. 二维条码／二维码(2-dimensional bar code)是用某种特定的几何图形按一 定规律在平面上（二维方向）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息。相对于 一维的条形码， 二维码的信息存储量更大，功能也更加强大。 50. 不随意扫描非官方的二维码或安装未经验证的应用，是信息社会的基本常识。 51. 音频信号数字化过程中，声音的保真度不仅受到采样频率的影响，也依赖于 量化值。量化值一般用二进制数表示，其二进制位数决定了量化的精度，也称作 量化位数。量化位数越大，量化精度也越高。 52. Wave 格式音频文件的存储容量可以通过下面的公式进行计算： 存储容量＝采样频率(Hz)*量化位数(bit)*声道数*时长(s)/8（单位：Byte） 53. 其他压缩后的音频文件（mp3、aac）等容量计算公式： 存储容量＝采样频率(Hz)*量化位数(bit)*声道数*时长(s)/8 *压缩比（单位： Byte） 54. 数字图像包括矢量图形与位图图像。 55. 矢量图形保存的文件大小一般比位图要小，并且文件大小与图形的大小无关， 在图像处理软件中任意放大矢量图形，不会失真。 56. 位图图像又称栅格图或点阵图，像素是组成位图 图像的基本单位。点越多， 图像越真实， 越能体现细节，同时也需要更多的存储空间。位图放大后会失真 57. 图像的量化是指要使用多大范围的数值来表示图像采样之后每个像素的颜 色信息。 一般用二进制数来表示其长度也称为颜色的位深度。如 256 种颜色的 图像，它的位深度为 8位。（颜色位数具体详见第 7页第 82 条） 58. 图像容量计算（BMP 格式）： 存储容量＝总像素（水平像素*垂直像素）*颜色位深度/8（单位：Byte） 59. 视频容量计算（AVI 格式）： 存储容量＝单图片容量(Byte)*帧频(FPS)*时长（s）（单位：Byte） 7 60. 静态的图像连续播放就形成视频。PAL 制式的视频每秒播放 25 帧图像， 而 NTSC 制式的视频每秒播放 30 帧图像。 61. 数据管理是利用计算机硬件和软件技术对数据进行有效收集、存储、 处理 和应用的过程。 62. 计算机数据的管理已经经历了人工管理、 文件管理和数据库管理三个阶段。 63. 日常使用的计算机中，数据一般以文件的形式存储。根据编码规则的不同， 文件的格式也不相同，用以区分不同类型的存储数据，如文本、 图像、 音频等。 64. 计算机一般采用树形目录结构来管理文件 65. 结构化数据，也称作行数据，是由二维表结构来进行逻辑表达和实现的数据。 66. 非结构化数据，是数据结构不规则或不完整，没有预定义的数据模型，是不 方便用数据库 二维逻辑表来表现的数据。如：办公文档、文本、图片、XML、HTML、 各类报表、图像、音频、视频等。 67. 半结构化数据，就是介于结构化数据和非结构化数据之间的数据，具有一定 的结构性。(大数据分析的是结构化、半结构化、非结构化共存的数据） 68. 威胁数据安全的因素有很多，如硬盘驱动器损坏、操作失误、黑客入侵、感 染计算 机病毒、遭受自然灾害等，都有可能造成计算机中数据的损坏。 69. 数据存储在特定的介质上，保护数据的安全也需要保护存储数据的介质。对 于政府和企业的数据，目前主要采用主动防护的手段， 如通过磁盘阵列、 数据 备份、 异地容灾等手段， 保证数据的安全。 70. 数据加密：是指通过加密算法和加密密钥将明文转变为密文，而解密则是通 过解密算法和解密密钥将密文恢复为明文。 71. 数据校验：是为了保证数据的完整性进行的一种验证操作。常见的数据校验 方法有 MD5、 CRC、 SHA-1 等。文件可以通过 MD5 校验方法判断下载的文件是否 完整 72. 容灾系统是指在相隔较远的异地，建立两套或多套功能相同的 IT 系统，互 相之间可以进行健康状态监视和功能切换， 当一 处系统因意外（如火灾、 地 震等）停止工作时， 整个应用系统可以切换到另 一处，使得该系统可以继续正 常工作。 73. 数据量大并不一定就是大数据，用传统算法和数据库系统可以处理的海量 数据不能算大数据。 74. 大数据概念的数据一般具有数据规模大、 处理速度快、 数据类型多、价值 密度低四个特征，可以用 4个 V来概括，即数量 (Volume)、速度 (Velocity)、 多样(Variety) 和价值 (Value)。 75. 数量（数据体量巨大）：大数据的数据体量巨大，大数据收集和分析的数据 量非常大 76. 速度（速度快）：大数据的数据产生速度非常快、处理速度也非常快 77. 多样（数据类型多）：大数据的数据来源多，各种结构化、半结构化和非结 构化数据共存是大数据的普遍现象 78. 价值（价值密度低）：大数据的价值密度低。价值密度的高低与数据总量成 反比 79. (1)大数据要分析的是全体数据，而不是抽样数据，(2)对于数据不再追求 精确性，而是能够接受数据的混杂性。(3) 不一定强调对事物因果关系的探求， 而是更加注重它们的相关性 80. 大数据对社会的影响：(1)大数据让决策更精确(2)大数据带来新的就业需求 8 81.常见文件格式（后缀）一览表 文件类型 后缀 说明 音频 mp3 压缩音频文件格式 aac 铃声 wave 标准音频格式（容量计算 公式计算的就是他） wma Windows 自带音频格式 视频 mpeg-1 视频 mpeg-2 视频 mpeg-4 压缩后视频 avi 未压缩视频 文件 txt 标准文本文档 doc、docx Word 文件 xls、xlsx Excel 文件 py Python 文件 网页 .htm、.html 超文件标记语言 82.常见颜色数与颜色位数转换表 颜色数 颜色位数 备注 黑白两色 1 0:表示黑色，1表示白色 16 色 4 256 色 8 RGB/8 24 即 24 位真彩色 色转位公式：log2(颜色位数)，例如 16 色转位即：log2（16） 得到 4