第一章-数据与信息课件-2021-2022学年高中信息技术浙教版（2019））必修1数据与计算（19张PPT）
文档属性
| 名称 | 第一章-数据与信息课件-2021-2022学年高中信息技术浙教版（2019））必修1数据与计算（19张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版（2019） | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2022-01-20 16:16:43 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
第一章 数据与信息
在互联网大数据时代，数据正以越来越快的速度不断增长。移动电话、社交媒体和用于医疗诊断的影像技术等新业务，每天都会产生大量的新数据。从这些数据中分析并提炼出有用的信息，将为人们的日常生活带来便利，并对推进科技、生产和社会的发展有重大意义。
引 言
什么是数据
数据是指对客观事件进行记录并可以鉴别的符号，是对客观事物的性质、状态以及相互关系等进行记载的物理符号或这些物理符号的组合。它是可识别的、抽象的符号。
它不仅指狭义上的数字，还可以是具有一定意义的文字、字母、数字符号的组合、图形、图像、视频、音频等，也是客观事物的属性、数量、位置及其相互关系的抽象表示。例如，“0、1、2...`”、“阴、雨、下降、气温”“学生的档案记录、货物的运输情况”等都是数据。数据经过加工后就成为信息。
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的介质的总称，是用于输入电子计算机进行处理，具有一定意义的数字、字母、符号和模拟量等的通称。
二进制。在计算机中，数据是以二进制的形式存储、加工的。(如数字“180”在计算机中的表示为10110100；字符“cm”在计算机中表示为0110001101101101）
语义性。数据的表现形式还不能完全表达其内容，需要经过解释，数据和关于数据的解释是不可分的。例如，93是一个数据，可以是一个同学某门课的成绩，也可以使某个人的体重，还可以是计算机系2013级的学生人数。数据的解释是指对数据含义的说明，数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不可分的。
分散性。数据是分散的记录，分别记录不同事物的运动状态。如，你若想记录某一数据，你不能固定呆在一个地方，你需要多位置，多角度，多时间段的去记录这一数据才算准确。
多样性与感知性。数据记录的形式是多样的，可看的，可听的，可感知的，如图形、图像、视频、音频、文本等。
数据的基本特征
在信息技术中，不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输。
信号（也称为讯号）是运载消息的工具，是消息的载体。从广义上讲，它包含光信号、声信号和电信号等。例如，古代人利用点燃烽火台而产生的滚滚狼烟，向远方军队传递敌人入侵的消息，这属于光信号；当我们说话时，声波传递到他人的耳朵，使他人了解我们的意图，这属于声信号；
遨游太空的各种无线电波、四通八达的电话网中的电流等，都可以用来向远方表达各种消息，这属电信号。人们通过对光、声、电信号进行接收，才知道对方要表达的消息。
数 据 的 传 输
模拟信号与数字信号
信号有两种不同的表达方式：模拟信号与数字信号。他们对于我们的通信都是很重要的，从最初的模拟信号到现在的数字信号，不管用什么的方法表示，他们要表达的目的都是一样的，就是传递信息。
1、模拟信号
模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信息。其信号的幅度、频率或相位随时间作连续变化，如声音信号、图形信号等。模拟信号的波形可以是简单的，也可以是复杂的。例如，由单一钢琴定音器产生的声波，就是简单波形，仅仅包括一个单一频率；人类或管风琴的声音产生的声波，就是复杂波形，包含了许多不同频率的组合。
单一频率波型示意图
多频率组合波型示意图
无论是有线相连的电话，还是无线发送的广播电视，都是通过模拟信号的传递信息的
2、数字信号
数字信号是离散时间信号的数字化表示。其信号的自变量、因变量都是离散的。例如，开关电路中输出电压和电流脉冲就是离散的信号。
离散的脉冲信号
在计算机中，数字信号的大小常用有限位的二进制数表示。例如，字长为2位的二进制数可表示00、01、10和11共四种数字信号。
数字信号有以下几个优势：一是抗干扰能力比较强，传输信号的质量比较高，第二个是图像的清晰度高，换音的效果好。第三是可以更有效地利用频道资源，可以传输几百套节目，在模拟电视信号中，只能传输几十套。所以数字信号对技术的要求也相对来说高些。
编码的基本方式
模拟信号和数字信号可以相互转换。在现代技术的信号处理中，数据基本上是通过编码将模拟信号转换为数字信号进行存储和传输，而且文字、图像、声音等类型的数据都可经过编码进行存储和传输。
1、文字编码
我们都知道计算机内所有数据都是用二进制进行表示的 。而具体用哪些二进制数字表示哪个符号 ，就是需要一个规则。这个规则可以将字符映射到唯一一种状态(二进制字符串)，这就是编码。而最早出现的编码规则就是ASCII编码 。
文字编码（字符编码）是效率相对较低的编码方式，有单字节码和双字节码两种。ASCII码、莫尔斯码属于单字节码，国标码、统一码属于双字节码。
ASCII编码
1960年，香农创立了数字计算机的基本字符编码系统，简称ASCII编码 ，用7位二进制码为所有的英文字母（大小写52个）、阿拉伯数字（10个）和常用的不可见控制符（33个）以及标点符号、运算符号等（33个）建立了转换码，第一次将符号转换为“0”和“1”构成的编码，是目前计算机中用得最广泛的字符集及其编码 。
国 标 码
由于ASCII编码只包含英文、数字和一些控制符号，并不能表示汉字，因此，我国设计了用于处理汉字的简体中文的GB码和用于繁体中文的BIG5码（大五码）。
1995年公布了《汉字内码扩展规范》，共收录了21886个符号，分为汉字区和图形符号区。
2、图像编码
与文字信息不同，图像信息占据了大量的存储容量，所以为了更好的进行数据传输，在满足一定保真度的条件下，需对图像数据进行变换、编码和压缩，以较少的比特数表示图像或图像中所包含的信息的技术。说白了，图像编码的最终目的就是压缩图像。
我们以位图为例来简单的说明图像的编码原理与方法，以及图像文件的大小计算方法。
1、位图图像编码
位图，最小单位为像素，位图采用位映射存储格式，即将每一下像素映射为一个数据，存放在以字节为单位的矩阵中。例如，在如图1-10所示的黑白图像中，共有32*2个像素，如果将黑、白像素分别映射为1和0，就表示为11111111，00000110，10000110，11111111，10000001，01100011，011111100，10000001，这就是该黑白图像的二进制编码。
2、位图文件大小
在计算机二进制数系统中，每个0或1就是一个位，8个位就称为一个字节。黑白图像，每一个像素有2种可选颜色（黑、白），称为1位图像。因此，图1-10中所包含的图形数据为32×2÷8=8个字节。16色图像，每一个像素有16种可选颜色，称为4位图像（24=16）。实际上，一个位图文件除了包含图形数据外，还包括文件头、位图信息头、颜色信息、图形数据等几部分。所以，一般情况下，位图文件所占用的空间可按以下公式计算：
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
3、声音编码
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。
1、采样。采样就是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。
2、量化。量化就是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。
3、编码。编码就是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。
编码时采用的二进制位数越多、数据量越大，占用的存储空间也越大，以声音信息为例，其存储空间遵循如下公式：
声音存储空间=采样频率×量化位数×声道数×时间÷8
实际上，不仅文字、图像、声音等类型的数据可以被编码，视频等数据也都可以被编码成数据文件。
程序设计，简称编程，也属于编码，是运用程序设计语言，实现人机交互，提高计算机应用效率，为实现操作程序化要求所进行的编码。总之，编码是数据存储及其表现的基础，也是人们认识世界的基础。
信息及其特征
在互联网时代，数据正以越来越快的速度不断增长。移动电话、社交媒体和用于医疗诊断的影像技术等新业务，每天都会产生大量新数据。从这些数据中分析并提炼出有用的信息，将为人们的日常生活带来便利，并对推进科技、生产和社会的发展有重大意义。
1、什么是信息。
信息是经过加工处理的、具有意义的数据。
2、信息的基本特征
（1）普遍性。只要有事物运动，有数据存在，就会有信息存在。
（2）传递性。例如，我们可以借助计算机、网络、手机等工具来了解发生在世界各在的许多事情。
（3）共享性。信息作为一种资源，通过交流可以在不同个体或群体间共享。
（4）依附性和可处理性。各种信息必须依附一定的图像、文字、声音等符号才能够表现出来，为人们所接收，并按照某种需要进行处理和存储。信息经过分析和处理，往往会产生新的信息，使信息得到增值。
（5）时效性。信息不是一成不变的东西，会随着客观事物的变化而变化。
（6）价值相对性。信息使用价值的大小是相对的，取决于接收信息者的需求及其对信息的理解、认识和利用的能力。
第一章 数据与信息
在互联网大数据时代，数据正以越来越快的速度不断增长。移动电话、社交媒体和用于医疗诊断的影像技术等新业务，每天都会产生大量的新数据。从这些数据中分析并提炼出有用的信息，将为人们的日常生活带来便利，并对推进科技、生产和社会的发展有重大意义。
引 言
什么是数据
数据是指对客观事件进行记录并可以鉴别的符号，是对客观事物的性质、状态以及相互关系等进行记载的物理符号或这些物理符号的组合。它是可识别的、抽象的符号。
它不仅指狭义上的数字，还可以是具有一定意义的文字、字母、数字符号的组合、图形、图像、视频、音频等，也是客观事物的属性、数量、位置及其相互关系的抽象表示。例如，“0、1、2...`”、“阴、雨、下降、气温”“学生的档案记录、货物的运输情况”等都是数据。数据经过加工后就成为信息。
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的介质的总称，是用于输入电子计算机进行处理，具有一定意义的数字、字母、符号和模拟量等的通称。
二进制。在计算机中，数据是以二进制的形式存储、加工的。(如数字“180”在计算机中的表示为10110100；字符“cm”在计算机中表示为0110001101101101）
语义性。数据的表现形式还不能完全表达其内容，需要经过解释，数据和关于数据的解释是不可分的。例如，93是一个数据，可以是一个同学某门课的成绩，也可以使某个人的体重，还可以是计算机系2013级的学生人数。数据的解释是指对数据含义的说明，数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不可分的。
分散性。数据是分散的记录，分别记录不同事物的运动状态。如，你若想记录某一数据，你不能固定呆在一个地方，你需要多位置，多角度，多时间段的去记录这一数据才算准确。
多样性与感知性。数据记录的形式是多样的，可看的，可听的，可感知的，如图形、图像、视频、音频、文本等。
数据的基本特征
在信息技术中，不同的数据必须转换为相应的信号才能进行传输。
信号（也称为讯号）是运载消息的工具，是消息的载体。从广义上讲，它包含光信号、声信号和电信号等。例如，古代人利用点燃烽火台而产生的滚滚狼烟，向远方军队传递敌人入侵的消息，这属于光信号；当我们说话时，声波传递到他人的耳朵，使他人了解我们的意图，这属于声信号；
遨游太空的各种无线电波、四通八达的电话网中的电流等，都可以用来向远方表达各种消息，这属电信号。人们通过对光、声、电信号进行接收，才知道对方要表达的消息。
数 据 的 传 输
模拟信号与数字信号
信号有两种不同的表达方式：模拟信号与数字信号。他们对于我们的通信都是很重要的，从最初的模拟信号到现在的数字信号，不管用什么的方法表示，他们要表达的目的都是一样的，就是传递信息。
1、模拟信号
模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信息。其信号的幅度、频率或相位随时间作连续变化，如声音信号、图形信号等。模拟信号的波形可以是简单的，也可以是复杂的。例如，由单一钢琴定音器产生的声波，就是简单波形，仅仅包括一个单一频率；人类或管风琴的声音产生的声波，就是复杂波形，包含了许多不同频率的组合。
单一频率波型示意图
多频率组合波型示意图
无论是有线相连的电话，还是无线发送的广播电视，都是通过模拟信号的传递信息的
2、数字信号
数字信号是离散时间信号的数字化表示。其信号的自变量、因变量都是离散的。例如，开关电路中输出电压和电流脉冲就是离散的信号。
离散的脉冲信号
在计算机中，数字信号的大小常用有限位的二进制数表示。例如，字长为2位的二进制数可表示00、01、10和11共四种数字信号。
数字信号有以下几个优势：一是抗干扰能力比较强，传输信号的质量比较高，第二个是图像的清晰度高，换音的效果好。第三是可以更有效地利用频道资源，可以传输几百套节目，在模拟电视信号中，只能传输几十套。所以数字信号对技术的要求也相对来说高些。
编码的基本方式
模拟信号和数字信号可以相互转换。在现代技术的信号处理中，数据基本上是通过编码将模拟信号转换为数字信号进行存储和传输，而且文字、图像、声音等类型的数据都可经过编码进行存储和传输。
1、文字编码
我们都知道计算机内所有数据都是用二进制进行表示的 。而具体用哪些二进制数字表示哪个符号 ，就是需要一个规则。这个规则可以将字符映射到唯一一种状态(二进制字符串)，这就是编码。而最早出现的编码规则就是ASCII编码 。
文字编码（字符编码）是效率相对较低的编码方式，有单字节码和双字节码两种。ASCII码、莫尔斯码属于单字节码，国标码、统一码属于双字节码。
ASCII编码
1960年，香农创立了数字计算机的基本字符编码系统，简称ASCII编码 ，用7位二进制码为所有的英文字母（大小写52个）、阿拉伯数字（10个）和常用的不可见控制符（33个）以及标点符号、运算符号等（33个）建立了转换码，第一次将符号转换为“0”和“1”构成的编码，是目前计算机中用得最广泛的字符集及其编码 。
国 标 码
由于ASCII编码只包含英文、数字和一些控制符号，并不能表示汉字，因此，我国设计了用于处理汉字的简体中文的GB码和用于繁体中文的BIG5码（大五码）。
1995年公布了《汉字内码扩展规范》，共收录了21886个符号，分为汉字区和图形符号区。
2、图像编码
与文字信息不同，图像信息占据了大量的存储容量，所以为了更好的进行数据传输，在满足一定保真度的条件下，需对图像数据进行变换、编码和压缩，以较少的比特数表示图像或图像中所包含的信息的技术。说白了，图像编码的最终目的就是压缩图像。
我们以位图为例来简单的说明图像的编码原理与方法，以及图像文件的大小计算方法。
1、位图图像编码
位图，最小单位为像素，位图采用位映射存储格式，即将每一下像素映射为一个数据，存放在以字节为单位的矩阵中。例如，在如图1-10所示的黑白图像中，共有32*2个像素，如果将黑、白像素分别映射为1和0，就表示为11111111，00000110，10000110，11111111，10000001，01100011，011111100，10000001，这就是该黑白图像的二进制编码。
2、位图文件大小
在计算机二进制数系统中，每个0或1就是一个位，8个位就称为一个字节。黑白图像，每一个像素有2种可选颜色（黑、白），称为1位图像。因此，图1-10中所包含的图形数据为32×2÷8=8个字节。16色图像，每一个像素有16种可选颜色，称为4位图像（24=16）。实际上，一个位图文件除了包含图形数据外，还包括文件头、位图信息头、颜色信息、图形数据等几部分。所以，一般情况下，位图文件所占用的空间可按以下公式计算：
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
3、声音编码
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。
1、采样。采样就是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。
2、量化。量化就是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。
3、编码。编码就是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。
编码时采用的二进制位数越多、数据量越大，占用的存储空间也越大，以声音信息为例，其存储空间遵循如下公式：
声音存储空间=采样频率×量化位数×声道数×时间÷8
实际上，不仅文字、图像、声音等类型的数据可以被编码，视频等数据也都可以被编码成数据文件。
程序设计，简称编程，也属于编码，是运用程序设计语言，实现人机交互，提高计算机应用效率，为实现操作程序化要求所进行的编码。总之，编码是数据存储及其表现的基础，也是人们认识世界的基础。
信息及其特征
在互联网时代，数据正以越来越快的速度不断增长。移动电话、社交媒体和用于医疗诊断的影像技术等新业务，每天都会产生大量新数据。从这些数据中分析并提炼出有用的信息，将为人们的日常生活带来便利，并对推进科技、生产和社会的发展有重大意义。
1、什么是信息。
信息是经过加工处理的、具有意义的数据。
2、信息的基本特征
（1）普遍性。只要有事物运动，有数据存在，就会有信息存在。
（2）传递性。例如，我们可以借助计算机、网络、手机等工具来了解发生在世界各在的许多事情。
（3）共享性。信息作为一种资源，通过交流可以在不同个体或群体间共享。
（4）依附性和可处理性。各种信息必须依附一定的图像、文字、声音等符号才能够表现出来，为人们所接收，并按照某种需要进行处理和存储。信息经过分析和处理，往往会产生新的信息，使信息得到增值。
（5）时效性。信息不是一成不变的东西，会随着客观事物的变化而变化。
（6）价值相对性。信息使用价值的大小是相对的，取决于接收信息者的需求及其对信息的理解、认识和利用的能力。