第一章 数据与信息（复习课件）信息技术浙教版2019必修1

第一章 数据与信息 第一章 复习课件 浙教版2019必修1 目录 1 单元 学习目标 2 小节知识图谱 3 考点串讲 4 题型剖析 5 针对训练 6 课堂总结 单元学习目标 一 01 认识数据对人们生活的影响。 能辨别数据与信息，描述数据与信息的特征。 感受数字化工具和资源对学习和生活的作用。 知道数据编码的基本方式。 02 04 06 03 05 理解数据、信息与知识的相互关系。 了解数据管理的基本方法，理解对数据进行保护的意义。 单元学习目标 二 三 1.掌握数据编码的基本方式。 1.能辨别数据与信息，描述数据与信息的特征。2.理解数据、信息与知识的相互关系。 3.知道数据编码的基本方式。 单元知识图谱 第一节 考点串讲 01 02 03 04 表现形式：文字、图形、图像、音频、视频等。 数据是对客观事物的符号表示。数字是最简单的一种数据，是对数据的一种传统和狭义的理解。 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。 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。 单元知识图谱 第二节 考点串讲 数据的表现形式 04 03 05 06 07 08 图形 音频 其他 文字 图像 视频 01 数字 02 数值 考点串讲 信息 概念 信息是用来消除随机不确定性的东西。 特征 （1）载体依附性（2）时效性（3）共享性 （4）可加工处理性、真伪性（5）价值性 考点串讲 数据、信息、知识、智慧的关系 数据 信息 知识 加“属性” 被“理解” 单元知识图谱 第三节 考点串讲 什么是传感器呢？ 概念 作用 持续不断地采集数据 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。 在科研、生产和日常生活中，常需要利用传感器对环境中的物理量、化学量和生物量等进行感知与测量，然后转换成电信号并进行适当处理，最后形成数据。 如“环境空气颗粒取样器”可以实时监测着大气中PM2.5的浓度变化，地感线圈可以记录道路上车辆的通行数据，安装在野生动物身上的GPS追踪设备可以真实记录动物的活动轨迹。 考点串讲 (1)模拟信号 ①定义:用连续变化的物理量所表达的信息。 ②特点:幅度、频率或相位随时间作连续变化,如声音信号、图形信号等。 ③波形 类型 表现 事例 简单波形 仅包括一个单一频率 单一钢琴定音器产生的声波 复杂波形 包含许多不同频率的组合 人类或管风琴的声音产生的声波 ④优点:直观且容易实现。 ⑤缺点:保密性差、抗干扰能力差、不适合远距离传输。 考点串讲 (2)数字信号 ①定义:离散时间信号的数字化表示。 ②特点:自变量、因变量都是离散的。如,开关电路中输出电压和电流脉冲。 ③呈现方式:有限位的二进制数。如,字长为2位的二进制数可表示00、01、10、11四种数字信号。 ④优点:抗干扰能力强,有较强的保密性和可靠性。 ⑤缺点:算法复杂、成本较高。 考点串讲 模拟信号的数字化过程 模拟信号先由采样器按照一定时间间隔采样获得时间上离散的信号，再经模数转换器（ADC）在数值上进行离散化（量化），经过编码转换成数字信号，如下图所示。 模拟信号 数字信号 采样、量化与编码 考点串讲 采样 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时间（空间）域上的离散信号的过程，通过采样器实现。 赫兹（Hz） 每秒的采样样本数叫作采样频率。 单位 将模拟信号转换成数字信号，会引起失真，影响信号保真度的一个因素是采样频率。 采样频率 失真 考点串讲 量化 在数字信号处理领域，量化是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。 离散信号的量化 考点串讲 基 权 权值，是指每一个数位上的1对应的数值 基数，是组成该数制的数码个数 数的进制 二进制 十六进制 特点： ①有两个基本数码：0，1; ②采用逢二进一的进位规则。 特点： ①由十六个基本数码组成; ②采用逢十六进一的进位规则。 考点串讲 声音编码 定义 常用参数即量级 采样   把输入的模拟信号按适当的时间间隔得到各个时刻的样本值,使其转换为时间上离散、幅度上连续的脉冲信号 奈奎斯特采样定理;常用的采样频率有三种:44.1kHz、22.05kHz和11.025kHz 量化 把样值信号的无限多个可能的取值,近似地用有限个数的数值来表示 国标声音量化等级分为256 个,即28个 编码 将量化后的采样值用二进制数码表示,并转换为由二进制编码0和1组成的数字信号 8位二进制数;最高位表示符号,正数为 0,负数为1。如 26=00011010,-100=11100100 ③声音文件存储空间的计算公式 声音文件存储空间=采样频率 x 量化位数 x 声道数 x 时间(s) ÷ 8 ①定义:对声音进行数据编码,必须经过前期的数据采样和数据量化、编码的过程。 ②步骤 考点串讲 图像编码 数字图像包括矢量图形与位图图像。 图像存储容量根据像素与颜色位深度进行计算： 存储容量=总像素×颜色位深度（单位：位） 又称栅格图或点阵图，将图像数字化也需要经过采样、量化、编码等环节。 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。 数字 图像 位图图像 图像量化 存储容量 单元知识图谱 第四节 考点串讲 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。 行数据，是由二维表结构来进行逻辑表达和实现的数据，严格地遵循数据格式与长度规范，主要通过关系型数据库进行存储和管理。 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 结构化数据 半结构化数据 非结构化数据 单元知识图谱 第五节 考点串讲 概念 思维 分析的是全体数据，而不是抽样数据 对于数据不再追求精确性，而是能够接受数据的混杂性 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 特征 数据规模大 处理速度快 数据类型多 价值密度低 大数据代表着信息量大、速度快、种类繁多的信息资产，需要特定的技术和分析方法将其转化为价值。 大数据 考点串讲 01 威胁数据安全的因素: 硬盘驱动器损坏、操作失误、 黑客人侵、感染计算机病毒、 遭受自然灾害等。 02 保护数据安全的三个层面 安全问题 层面 方法 自然灾害等 存储数据的介质 磁盘阵列、数据备份、异地容灾等 黑客入侵等 数据本身 数据加密(保密性)数据校验(完整性） 恶意盗号等 个人安全意识 提高数据安全意识,增强法律意识,及时备份数据 考点/题型剖析 1.（2024•浙江）题目：1、数字信号相对于模拟信号而言有许多优势，以下不属于数字信号优势的是（ ) A、方便存储 B、传输过程中不容易被干扰 C、处理实时性强 D、方便压缩传输 答案：C 详解：本题考查的是数字信号与模拟信号。1、数字信号在传输过程中，与模拟信号相比，数字信号在传输过程中具有更高的抗干扰能力，更远的传输距离，且失真幅度小。2、还可以通过压缩，占用较少的带宽，实现在相同的带宽内传输更多、更高音频.视频等数字信号的效果。3、数字信号还便于加密和纠错,具有较强的保密性和可靠性。故选项C错误。 考点/题型剖析 2.小明想要录制一段时长为5分钟的立体声音频，采样频率为44.1kHz，量化位数为32位，若不进行压缩，则存储容量约为() A.25MB B.50MB C.101MB D.202MB 答案：C 解析：本题主要考查音视频文件容量计算。未经压缩音频文件容量=采样频率*量化位数*声道数*时长/8。根据公式:44.1*1000*32*2*5*60/(8*1024*1024)=100.93MB。故选:C。 考点/题型剖析 3.一幅分辨率为1024*768的BMP图象，每一像素的颜色用256级灰度表示，该BMP图象文件以32:1的压缩比压缩为JPEG格式文件，则压缩后文件的存储容量约为() A.24KB B.72KB C.192KB D.768KB 答案：A 解析：本题考查对图象文件存储量的计算。要理解图象文件的存储量，会计算文件的存储量。存储量=水平像素*垂直像素*每像素色彩编码位数/8。由题可知，该图象分辨率为1024*768，每一像素的颜色用256级灰度表示，色彩位数为8，则存储量=1024*768*8/8/1024=768KB，压缩比为32:1，所以压缩后存储量=768/32=24KB，故选:A。 考点/题型剖析 4.下列算式计算结果为(10)16的是（ ） A. (1)16x(10)10 B.(20)10-(10)2 C.(1)16+(9)16 D.(10)2x(8) 10 答案：D 解析：(10)16=1x16=(16) 10 。 对于A, (1)16x(10)10=1x10=(10) 10。 对于 B,(20)10-(10)₂=20-2=(18)10。 对于C,(1)16+(9)16=1+9=(10) 10。 对于D,(10)2x(8)10=2x8=(16)10。故D正确。 考点/题型剖析 5.ASCⅡ码采用8位二进制编码,共表示       个字符。 A.127 B.128 C.256 D.64 答案：B 解析：本题考查信息编码。n位二进制数可以表示2"种状态。ASCII码是八位二进制,七位编码,共表示128个字符。 6.用一位二进制数能表示几种颜色?（  ） A.仅能表示一种颜色 B.能表示任意两种不同的颜色 C.仅能表示黑白两种颜色 D.不能表示任何颜色 答案：C 解析：本题考查图像编码。用一位二进制数仅能表示黑白两种颜色。 针对训练 数制题型 1.有人写了一个数制转换的式子:70-25=41。若要使该等式成立,则70、25、41有可能分别为 A.十进制,十进制,十六进制 B.十进制,十六进制,八进制 C.十六进制,八进制,十进制 D.八进制,八进制,十六进制 答案：B 解析：已知70-25=41，若70为十进制数，则25和41中必有一个为十六进制数，假设25为十六进制转化为十进制数为2*16+5*1=37，此时37+41=78>70，说明41有可能为八进制数，所以41转化为十进制数为4*8+1=33，此时37+33=70，所以选项B符合题意。故选:B。 针对训练 数制题型 2.如果用并排4枚分别发红、绿,蓝、黃颜色光的LED灯做信号灯,每个信号灯只有“开”和“关”两种状态,如果包括信号灯全关的状态在内,则最多能表示的信号编码数有（ ） A.8种 B.16种 C.32种 D.64种 答案：B 解析：本题考查信息编码。如有4个颜色的信号灯,每个信号灯只有“开”和“关”两种状态,包括信号灯全关的状态在内,最多能表示的信号编码数有21=16种。 针对训练 数制题型 3.下图为“IT"两个字符的 8x8 点阵图编码。若该图第一行从左到右的编码为10011111,那么第二行的编码是（ ） A.10000100 B.10001110 C.10000101 D.10011111 答案：A 解析：本题考查图像编码。若该图第一行从左到右的编码为10011111,说明黑色方块编码为1,白色方块编码为0。由图可知,第二行的编码是10000100。 针对训练 编码题型 1.汉字点阵是一种用黑白两色点阵来表示汉字字形的编码,一个8x8 点阵字模的存储容量为（ ） A.16字节 B.1字节 C.8字节 D.64字节 答案：C 解析:本题考查点阵图大小的计算。汉字点阵是一种用黑白两色点阵来表示汉字字形的编码,每一个点代表一位存储量,一个8x8点阵字模的存储容量为64位=8字节。 针对训练 编码题型 2.对一段音乐,分别用44 kHz和 11 kHz的采样频率进行采样后存储,则采样频率大的（ ） A.存储的空间小,音质较好 B.存储的空间大,音质较好 C.存储的空间小,音质较差 D.存储的空间大,音质较差 答案：B 解析：本题考查音频文件的采集编码。声音数据大小的计算公式为:声音存储空间(Byte/s)=采样频率(Hz)x量化位数(bit)x声道数x时间(s)÷8。因而采样频率越大,存储空间越大,音质越好。 针对训练 编码题型 3.小张打算把计算机内存放的100张分辨率为2560x1920直彩色(32位)的照片一次性拷贝出来。他用来拷贝的U盘大小是（ ） A.2GB B.1GB C.256MB D.512MB 答案：A 解析：本题考查图片存储容量的计算。根据题意和所学知识可知,每张照片的分辨率为2560x1920,真彩色(32位)的色彩深度为32位,这意味着每张照片需要的存储空间为:2560x1920x32÷8=19662902(B)≈18.75MB。因为小张要一次性拷贝100张照片,所以需要的总存储空间为18.75 MBx100=1875 MB≈1.83 GB。 课堂总结 随着人类进入信息社会，数据已融入社会的各个方面。面对日益庞大的各种数据，传统的人工处理方式已力不从心，更多时候需要依靠计算机来处理这些数据，计算机已成为处理数据最主要的工具。 互联网的普及与传感器的大规模应用，使得人们可以从更多的途径获取数据。数据量的快速增长、数据形式的多元化、数据的时时变化，催生了大数据技术。现在，大数据正影响着人们的生活，人类社会已经进入了大数据时代。 THANKS 感谢观看 第一章 数据与信息 浙教版2019必修1 $$