高中信息技术中图版(2019)必修一全册知识点

中图版（2019）必修一知识点第1章 认识数据与大数据一、数据、信息和知识1.数据是信息的载体；信息则是数据所表示的意义；知识是人们在社会实践中所获得的认识和经验的总和。2.信息、物质和能量构成世界三大元素3.三者关系：数据作为描述事物的符号记录，经过处理后，就有可能转化为相应的信息。人们对信息进行提炼和归纳后，获得实践中解决问题的观点、经验和技能，信息才会内化为知识。二、信息的特征①载体依附性：信息必须依附一定的载体表现出来，如：观天晓天气②价值性：信息的价值和效用因人而异，如：明日北京暴雨，此信息对在北京的人有价值，而位处其他地方的人则没有价值。③时效性：如：天气预报、市场信息都会随时间的推移而变化④共享性：一个信息可以由多人进行分享；如：新闻联播被大众观看⑤真伪性：诸葛亮的空城计⑦传递性：一传十，十传百。三、数字化 数字信号：是离散时间信号的数字化表示。其信号是离散的、不连续的。如数字体温计。 模拟信号：是指连续变化的物理量所表达的信号。其信号的幅度、频率或相位随时间作连续变化。如声音信号、图形信号、水银体温计。 数字化：是将复杂多样的事情属性或特征转化为计算机可处理对象的过程。这些信息被数字化后可以更方便地在数字设备中存储、处理和传输。如：纸质书转为电子书四、二进制、八进制、十进制、十六进制之间的转化 十进制转为二进制（除2反向取余法）：将十进制17转化为二进制（10001）  二进制化为十进制（按权展开求和）：将二进制1110转化为十进制数是（   ）？（1110）2=1×23+1×22+1×21+0×20=14 十进制转为八进制（除8反向取余法） 八进制化为十进制：将八进制123转化为十进制数是（    ）？（123）8=1×82+2×81+3×80=83 十进制转为十六进制（除16反向取余法） 十六进制化为十进制：将十六进制5A转化为十进制数是（    ）？（5A）16=5×161+10×160=80+10=90 二进制化为八进制：将二进制1111转化为八进制数是（   ）？（1111）2=从右向左取三位，不够补零，分成001=1和111=7等于（17）8 八进制化为二进制：将八进制17转化为二进制数是（   ）？（17）8=将每位数分别化为3位的二进制，1=001和7=111→001111=1111 二进制化为十六进制：将二进制101111转化为十六进制数是（   ）？（101111）2=取四位，不够补零，分成0010=2和1111=15等于（2F）16十六进制化为二进制：将十六进制2F转化为二进制数是（   ）？（2F）16=将每位数分别化为4位的二进制，2=0010和F=1111→00101111=101111八进制与十六进制的转化（都需要先转化为二进制）：将八进制17转化为十六进制数是（   ）？（17）8=（1111）2=F将十六进制2F转化为八进制数是（   ）？（2F）16=（101111）2=（57）8五、数据编码 计算机中常见的存储单位与换算关系：1B=8b(位)         1KB=1024B=210B        1MB=1024KB=210KB=220B1GB=1024MB=210MB=230B                 1TB=1024GB=210GB=240B一个汉字占2个字节，一个西文字符占一个字节 采样：是以相等的时间间隔来测得声音模拟信号的量值，对其进行离散化提取。采样频率指每秒声音被测量的次数，以Hz(赫兹为单位)。 量化位数越多，量化值就会越接近采样值，音频的精度就越高。 音频所占的存储容量=采样频率×量化位×声道数×时长/8 例如：一首时长为100S的双声道音乐，采样频率为44.1KHz，量化位数为16，计算该音乐的音频所占的存储容量。      音频所占的存储容量=44100×16×2×100/8=17640000B/1024/1024≈17MB 图片所占的存储容量=水平像素×垂直像素×颜色深度/8例如：图像尺寸为90×72像素，颜色深度为24位，计算该图像所占的存储容量。      图像所占的存储容量=90×72×24/8=19440B/1024≈ 19KB注意：黑白颜色的深度为1，而常见的彩色图像颜色深度有8位、16位、24位和32位等，颜色深度为n，能表示的颜色就有2n种，一般来说，颜色深度越大，图像的色彩就越丰富，图像占用的存储空间也就越大。 视频画面是由以一定的速度连续播放的一组静态图像形成的，这些静态图像称为帧。 数据压缩：在不损失有用信息的前提下，可以按照一定的编码规则对数据进行重新组合，以去除数据冗余。常见的压缩方法分为无损压缩和有损压缩。无损压缩：指对压缩后的数据进行还原后，得到的数据与压缩前完全相同。常见的无损压缩算法有ZIP压缩法和7z压缩法等。有损压缩：指在压缩过程中会损失一定的信息，压缩后的数据无法还原压缩前的样子。 文件类型类型格式文字txt （记事本） doc、docx （Word）   wps(WPS)图形图像bmp （画图）   psd(Photoshop) 、jpeg、 jpg 、 gif 、png动画Swf （Flash）音频wav   mp3   wma  mid视频avi   wmv   mp4 mpg  mov   rm网页html，htm压缩文件rar （WinRAR） zip （Winzip）演示文稿ppt （PowerPoint）,pptx电子表格xls （Excel），xlsx可执行文件exe六、大数据 大数据的特征：巨量性、多样性、价值性和迅变性。 大数据技术：指对巨量数据资源进行采集、提取、存储、分析和表达的技术。一般包括大数据采集、大数据预处理、大数据存储与管理、大数据分析与挖掘及大数据可视化与应用等技术。第2章   算法与程序实现1.用计算机程序解决问题的过程：分析问题—设计算法—编写程序—调试运行—检测结果分析问题，分析问题的需求情况及已知条件，然后给出一个精确的描述设计算法，根据分析，找出解决问题的方法和步骤（核心）编写程序，选择一种程序设计语言来编写程序，实现算法调试运行，检查程序的可行性检测结果，对程序功能进行检测2.算法：解决问题的步骤和方法。算法是编程的基础，也是编程的核心。3.算法的三种描述方法：自然语言，流程图、伪代码等4.算法的特征：有输入、有输出、有穷性、可行性、确定性。5.计算机语言：低级语言高级语言机器语言、汇编语言Visual Basic（VB）、C、C++、Java、Python计算机具有运算速度快、计算精确度高、逻辑运算能力强、存储容量大和自动化程度高等特点。7.流程图常用符号及其功能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，此框有1个入口和1个出口 判断框用于表示条件判断及产生分支的情况，判断框有4个顶点，通常上面的顶点表示入口，视需要用另外3个顶点来表示出口。 流程线用于控制流程方向 连接点用于连接因页面写不下而断开的流程图 8.算法有顺序结构、选择结构和循环结构三种基本控制结构。            9.数据类型Python语言的部分常用数据类型数据类型类型标识符类型说明及实例整型int如：1、-99、89456等浮点型float可以使用浮点数表示小数，如：3.1415、0.00882.318E+6（表示2.318*106）字符串型str通常是用单引号（‘’）或双引号（“”）括起来的一串字符，如：‘中国’、“China”布尔型bool布尔类型通常用于逻辑判断，只有两个值：True和False,分别代表真和假列表list列表是用来存放一组数据的序列。列表中存放的元素可以是各种类型的数据，它们被放置在一对中括号“[]”中，以逗号分隔，如：[1,2,3，‘A’，5]  10.Python语言中部分数据类型转换函数、数据类型转换函数功能说明Float（x）将x转换为一个浮点数数据Int(x)将x转换为一个整数数据Str(x)将x转换为一个字符串数据11.常量、变量及表达式（1）、常量指程序运行过程中，其值不能改变的量，例如1024、“red”（2）、变量指程序运行过程中，其值可以改变的量。变量是内存中存放数据的存放数据存储单元，用变量名来表示。      变量命名需要遵循以下规则：a、变量名由字母、汉字、数字和下划线（_）组成，但不能以数字开头，不能用除下划线以外的标点符号；b、变量名区分大小写，如Nmber和number是不同变量；c、不能用保留字。另外，变量名最好能“见名知意”。如：常用的系统关键字有for、in、if、continue、break、else、and、not和or等。（3）变量名=表达式；如：colors=[“red”，“yellow”，“green”]  注意的是，Python语言中的变量必须在使用前被赋值，不能使用未被赋值的变量。在使用过程中，变量还能够被重新赋值。12.Python 语言中的变量可以被赋值为列表类型的值，如colors = ["red","yellow","green"]。若要访问列表中某个元素的值，可用变量名加索引值的方式。例如，列表变量colors中的3个元素为:colors[0]colors[1]colors[2]"yellow""green""red" Colors[n]中的n表示列表的索引值(n=0，1,2)，其中，colors [0] 的值为"red", colors [1] 的值为"yellow", colors[2]的值为"green"。13. 算术运算符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。常见的算术运集(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、取模(%)、幂(**)和整除(//)等。例如，6%4为2，2**3的结果为8，9//2的结果为4。a+=2的意思是求a+2=？的值。 算术运算符含义优先级实例结果**幂（指数）13**327-取负2-5+23*乘34*312/除8/51.6//整除17//82%取模（求余）17%81+加44+59-减4-5-1 14.关系运算符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.                Python 语言中常见的关系运算符关系运算符描述用法举例==等于a=b2=3的结果为False>大于a>b2>3的结果为False<小于a<b2<3的结果为True>=大于或等于a>=b2>=3的结果为False<=小于或等于a<=b2<=3的结果为True!=不等于a!=b2!=3的结果为True 15.逻辑运算符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。Python 语言中常见的逻辑运算符逻辑运算符描述用法举例not非not anot (2==3)的结果为Trueand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 只要有一个操作数作为True，其结果就为True如：（2<3）or (1>2)的结果为True 16.运算符的优先级当表达式中出现“（）”时，它的运算级别最高，应先运算“（）”内的表达式。运算符的优先级为：算术运算符>关系运算符>逻辑运算符在同类运算符中也要注意不同的优先级。例如，逻辑运算符not、and、or的优先级为：not>and>or.17.语句与程序结构（1）顺序结构：输入函数input（）和输出函数print（2）选择结构Python 语言单分支、双分支和多分支结构分支类型基本格式对应流程图或代码单分支if 表达式：     语句块 双分支if 表达式：     语句块1else：     语句块2x=int(input(“请输入一个正整数：”))if x%2==0:print(x,“是偶数”)else：    print(x,“是奇数”)多分支if 表达式：     语句块1elif 表达式2：     语句块2       .       .elif 表达式n：     语句块nelse：     语句块n+1n=int(input(“请输入乘坐的站点数：”))if n<=5:print(“票价2元”)elif n<=10:print(“票价3元”)elif n<=16:    print(“票价4元”)else：    print(“票价5元”) (3)  循环结构a、while语句和for语句语句类型格式描述while语句while 表达式:    语句块while语句中的表达式是循环控制条件，其值一般为布尔值（True或False），当表达式的值为True时，执行循环体内的语句，否则就退出循环，执行下一条语句。需要注意的是，while表达式后面的冒号不能省略for语句for 循环变量 in 序列:    语句块for语句每次从序列中取出一个元素赋值给循环变量（循环变量初值即为序列中的第一个元素值），当依次访问完序列中所有元素后，循环结束。需要注意的是，for...in后面的冒号不能省略。例如，“倒计时15s”功能实现的程序示例如下：                                  附加：函数range，格式：range（起始值，终值，步长），注意的是，生成的这个整数序列不包括终值，并且起始值和步长（序列中相邻两个元素之间的差）可以缺省，缺省时分别为0和1。函数range（）返回的等差整数序列举例函数range（）举例功能说明range（1,5,2）生成序列为1,3range（1,5）生成序列为1,2，3，4range（5）生成序列为0，1,2，,4range（5，1，-1）生成序列为5,4,3,2b、循环嵌套，如九九乘法表#外循环For i inrange（1,10）：       # 内循环       for j in range(1,i+1):             #通过end=“”设置函数print（）不输出换行符             print（i,”*”,j,”=”,i*j,”\t”,end=“”）        #设置换行操作（函数print（）不输出任何字符，只进行换行）        print（）c、break语句和continue语句语句描述程序示例运行结果break语句用于终止某个循环，使程序跳到循环体以外的第一个可执行语句num = 0for i in range(1, 5):    print("进入第", i, "次循环, i=", i)    if i == 3:        break    num = num + 1    print("num=", num)continue语句用于终止本次循环进入下一次循环，即跳过循环体内还未执行的语句，进入下一次循环的判定。 num = 0for i in range(1, 5):    print("进入第", i, "次循环, i=", i)    if i == 3:        continue    num = num + 1    print("num=", num) 18.内置模块random可以生成一个指定范围内的随机数。参考语句为：m=random.randint(1,100)  #生成一个指定范围为[1,100]的随机整数19.枚举法：是依据问题的已知条件，确定答案的大致范围，在此范围内举例它所有可能情况的方法。第3章   数据处理与应用数据处理：一般指对数据进行采集、整理、分析和可视化表达的过程。数据处理的一般过程：数据采集、数据整理、数据分析、数据呈现。数据采集的主要环节：明确数据需求、确定数据来源、选择采集方法（传感器采集数据和网络获取数据）。数据安全：数据安全的威胁（计算机病毒、黑客攻击、数据存储介质损坏和个人失误等）和数据保护方法（数据备份和数据加密）。 数据分析的基本方法：基本方法描述例子对比分析法将两个或两个以上的数据进行比较，分为横向和纵向对比。甲比乙身高高20cm平均分析法运用计算机平均数的方法反映总体在一定时间、地点等条件下某一数量特征的一般水平。比较两条公交线路的平均客流量。结构分析法将各个部分与总体进行对比。使用4G、WI-FI和3G访问某网站的百分比分组分析法将总体数据按照某一特征划分成若干个部分再加以分析的一种方法。在购物中以男、女性别分组进行分析的方法。 数据可视化的实现：（1）用图表将数据可视化：折线图、柱形图、饼图、散点图和雷达图。（2）用词云将数据可视化：词云是目前常用的关键字可视化形式，它能直接抽取文本中的关键字，并将其按照一定的顺序和规律整齐美观地呈现在屏幕上。词云通常使用字体大小和颜色表示关键字的重要程度或出现频次。 数据分析报告基本结构：开篇（标题、目录、前言）、正文（分析、过程和结果）和结尾（结论、建议、附录）。第4章   走进智能时代人工智能两大研究领域：模式识别和自然语言理解技术（1）    模式识别应用：指纹打卡、语音输入汉字、手写板、触摸屏、OCR光学字符识别（2）    自然语言理解应用：翻译软件，在线翻译、网络上与机器人对话2.其他人工智能应用：：PDA（个人数字助理）、智能机器人、计算机博弈、智能代理、机器证明、无人驾驶飞机、专家系统等