高中信息技术学业水平合格性考试复习必备知识点讲义
文档属性
| 名称 | 高中信息技术学业水平合格性考试复习必备知识点讲义 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 494.0KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2025-08-17 21:46:18 | ||
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文档简介
必修1 数据与计算
第1单元 初识数据与计算
1.数据是现实世界客观事物的符号记录,是信息的载体。
2.数据的表现形式多种多样,除了数字以外,还有文字、图形、图像、声音和视频等形式。
3.数据的特征:固定不变的数据、不断变化的数据、随机出现的数据。
4.数据的来源:直接数据和间接数据。
5.直接数据的收集方法:调查法、访谈法、观察法、实验法及利用各种传感器探测器等设备与相关检测技术等收集等。
6.间接数据的收集方法:查阅文献资料、关注媒体资源、浏览权威网站、利用搜索引擎在网络中进行检索、从相关数据公司购买等。
7.数据是信息的符号表示;信息是数据的内涵,是对数据的语义解释。
8.信息的特征:载体依附性、价值性、时效性、共享性、真伪性、可加工处理性等。
9.知识是信息经过加工提炼后形成的抽象产物。它表述的是事物运动的状态和状态变化的规律。
10.数据是对事物属性的客观记录,信息是经过组织的有结构的数据,知识是经过人的思维整理过的信息、数据、形象、价值标准以及社会的其他符号化产物。
11.解决问题的计算方式:人工计算、电子表格软件、编程计算
12.数据的排序:用电子表格软件对数据进行排序时分为按行排序和按列排序。排序的数据区域必须是连续的。如果需要按照多个条件进行排序,可以进行多个关键字的设定(主要关键字、次要关键字)。
13.数据的筛选:自定义筛选、多关键字筛选。
14.公式:以“=”开头,由常数、函数、单元格引用和运算符组成的式子。
15.函数:函数是预定义的公式,通过使用参数按特定顺序或结构进行计算。
16.常用的函数:SUM( )、AVERAGE( )、MIN( )、MAX( )。
17.单元格相对引用:是指直接使用的单元格地址,如A3、B5等。当复制含有这种引用方法的公式时,仅是复制公式中的运算关系,而将列号或行号做了相应的调整。
18.单元格绝对引用:如果在复制公式时,不希望改变对特定单元格的引用,就需要使用单元格的绝对引用。这种引用方法是在单元格地址的列标和行号前各加一个“$”符号。例如,要在公式中对D10单元格的列和行都绝对引用时,应写为“$D$10”,若只对列绝对引用,则应写为“$D10”。
第2单元 编程计算
1.算法:算法指解决问题的方法和步骤,是计算机为了解决问题而需要执行的有序的、无歧义的有限步骤的集合。
2.算法的描述方法:自然语言、伪代码、流程图。
3.常用流程图符号及功能表示如下表:
流程图符号 名称 功能
起止框 表示一个算法的开始和结束
输入/ 输出框 表示从外部输入数据到计算机内部或者从计算机内部输出数据到计算机外部
处理框 表示操作的内容
判断框 表示算法中判断的条件
流程线 指向算法运行的方向
连接符 表示流程图的接续
4.顺序结构:顺序结构是一种最简单的基本结构,按照自上而下的先后顺序依次执行程序语句。
5.分支结构:分支结构也称为选择结构,是一种根据给定的条件进行判断的结构。
6.循环结构是一种重复某一部分操作的结构。
7.程序设计语言经历了从机器语言、汇编语言到高级语言的发展过程。
8.常量:在程序运行过程中值始终保持不变的量称为常量。所有的常数都是常量。例如π,常量可以是数字、字符串、布尔值和空值等。
9.变量:在程序运行过程中值允许改变的量称为变量。
10.变量的命名规则:
(1)必须以字母或下划线开头,后面可以是字母、数字或下划线。
(2)区分大小写。
(3)不能使用保留字。
11.常见的运算符如下表所示:
(1)算术运算符
算术 运算符 ** * / // % + -
功能 幂 乘 除 整除 取模 加 减
算术 表达式 a**b a*b a/b a//b a%b a+b a-b
优先级 1 2 2 2 2 3 3
(2)关系(比较)运算符
关系(比较) 运算符 表达式 描述 举例
== a==b a等于b 2==3的结果为False
> a>b a大于b 2>3的结果为False
< a>= a>=b a大于等于b 2>=3的结果为False
<= a<=b a小于等于b 2<=3的结果为True
!= a!=b a不等于b 2!=3的结果为True
in a in b a是b的成员 "2"in"3"的结果为False
(3)逻辑运算符
逻辑运算符 表达式 含义 描述
and a and b 与 两个条件同时成立时返回True,否则返回False
or a or b 或 有一个条件成立时返回True,否则返回False
not not a 非 取反
(4)赋值运算符
赋值 运算符 += -= *= **= /= //= %=
赋值 语句 a+=b a-=b a*=b a**=b a/=b a//=b a%=b
等效于 a=a+b a=a-b a=a*b a=a**b a=a/b a=a//b a=a%b
(5)常见运算符的优先级
运算符类型 说明 优先级顺序
( ) 括号的优先级最高 高 低
算术运算符 **>(*、/、%、//)>(+、—)
关系(比较)运算符 (>、>=、<、<=)>(==、!=)
逻辑运算符 not>and>or
赋值运算符 =、+=、—=、*=、/=
12.赋值语句
基本格式:变量=表达式
功能:将右边表达式的值赋值给左边的变量。
13.输入和输出语句
(1)输入语句:input(),从键盘输入数据,默认输入的数据类型为字符或字符串。
(2)输出语句:print(),表示在屏幕上输出数据。如有多个输出项,可以使用“,”分隔。
14.数据类型
为了便于数据的表示与处理,Python提供了整数、浮点数和字符串等常见的数据类型。
数据类型名 含义 数据表现形式
整型:int() 根据一个字符串或浮点数创建一个新的整数 数学中的整数,如1,-8080,0等
实型:float() 根据一个字符串或整数创建一个新的浮点数(小数) 数学中的实数,如3.14,-9.01等; 用科学计数法表示的实数,如0.000012可以写成1.2e-5等。
字符串型:str() 根据一个数(也可以是任何其他类型)创建一个新的字符串 用单引号、双引号或三引号表示,如'这是一个字符串'、"This is a string!"、 X 等
15.利用分支语句实现计算
(1)单分支基本格式如下:
if 条件:
语句或语句组
(2)双分支基本格式如下:
if 条件:
语句或语句组A
else:
语句或语句组B
(3)多分支基本格式如下:
if 条件1:
语句或语句组A
elif 条件2:
语句或语句组B
……
elif 条件n:
语句或语句组n
else:
语句或语句组n+1
16.代码的缩进:Python用缩进(在相应的代码前加空格,通常使用4个空格作为一级缩进)来表示代码之间的从属关系,并且允许多层嵌套。
17.列表:列表是最常用的Python数据结构,列表就是用“[ ]”将数据集中存放,便于记录和处理;用“[ ]”指出从哪里开始,到哪里结束;元素之间用逗号分隔;可以包含Python中能存储的任何类型的数据,同一列表中可以存放不同类型的数据元素。
18.列表的使用方法
列表操作 示例
建立列表 list=[5,10,15,'a','b','c',True]
在列表末尾增加元素 list.append('False')
插入元素 list.insert(2,'bc')
删除元素 list.remove(10)或del list[1]
获取元素 list[索引号],如list[0]
打印列表 print(list)
续 表
列表操作 示例
列表逆序 list.reverse( )
列表排序 list.sort( ),默认升序
删除元素 list.pop( ),默认删除最后一个元素
19.列表的访问
列表索引从0开始,第二个索引是1,以此类推。索引值以0为开始值,从左向右索引为正向,从0(0代表第一个数)开始,依次为0,1,2……
20.列表截取的语法格式
若要访问的不是单个元素,而是一定范围内的多个元素,可以通过冒号“:”间隔两个索引参数(开始元素索引、结束元素索引的后一个索引)来实现。
格式:变量[头下标:尾下标]
21.for循环语句的基本格式:
for 循环变量 in 列表:
语句或语句组
[例]for i in ["hello","world"]:
print(i)#循环体
运行结果为:hello
world
22.range()函数
格式:range(start,stop[,step])
功能:可以生成某个范围内的数字列表。默认从0开始,左闭右开,生成一个数字列表。
参数说明:start:计数从start开始,默认从0开始,如:range(5)等效于range(0,5)。
stop:计数到stop结束,但不包括stop,如:range(0,5)是[0,1,2,3,4]。
step:步长,默认为1,如:range(0,5)等效于range(0,5,1)。
for i in range(0,5,2):
print(i)
运行结果:
0
2
4
23.while语句的基本格式如下:
while 关系表达式:
语句或语句组
24.循环嵌套
如利用双重循环可实现输出九九乘法表:
for i in range(1,10):
for j in range(1,i+1):
print("{0:1}*{1:1}={2:2}".format(j,i,j*i),end="")
print() #换行
注:format()函数控制格式化的输出。其中,“{0:1}”表示第0个参数,即j输出长度为1个字符;“end=""”表示输出结束后不换行。
25.循环控制
语句 作用
break 终止循环,跳到循环体以外的第一个可执行语句。如果有两层或两层以上的循环,在最内层使用break语句,则跳出的是最内层的循环,外层的循环不受影响。它可以用在for和while循环中。
continue 结束当次循环,进行下一次循环,即跳过循环体内还未执行的语句,进入下一次循环的判定。它可以用在for和while循环中。
26.调试程序
方法:在程序开头加入语句“import pdb”,然后在适当的位置放一个“pdb.set_trace()”,就可以设置一个断点,让程序暂停运行,进入pdb调试环境。我们可以用命令“p”查看变量,用命令“c”继续运行,用命令“q”结束调试退出程序。
27.Python的常用函数
函数名称 使用说明 示例 结果
abs(x) 返回x的绝对值。 abs(-20) 20
len(x) 求x的长度,包含空格和标点符号,x必须是可以计算长度的类型。 len("xinxijishu") 10
min(x) 返回变量x的最小值。 min(6,9,5) 5
max(x) 返回变量x的最大值。 max(8,1,6) 8
int(x) 把变量x转换成整型。 int(1.8) 1
float(x) 把变量x转换成浮点型。 float(6) 6.0
sum(x) 求变量x中元素的总和。 sum(3,5,7) 15
bin(x) 求x的二进制数。 bin(3) 11
str(x) 把x转换成字符串。 str(55) "55"
chr(x) 返回x对应的字符。 chr(65) "A"
input() 显示出信息x,并要求输入数据。 x=input(), 执行时输入1 x=1
print() 输出函数。 print("Python") Python
第3单元 认识数据
1.编码
编码是信息从一种形式或格式转换为另一种形式或格式的过程。计算机的编码是指用预先规定的方法将文字、数字或其他对象编成可以存储在计算机里的数值。
2.模拟信号与数字信号
类型 说明 特征
模拟信号 用传感器直接获得的信号一般为模拟信号,如声音、温度、压强等。模拟信号的值称为模拟数据。 值是随时间连续变化的,波形光滑。
数字信号 其值被称为数字数据,直接用计算机所能理解的二进制表示,以方便计算机对其进行处理。 值随时间的变化是非连续的,可以由模拟信号转换得来。
3.声音的数字化:将模拟声音数据转换为数字数据的过程。
4.声音的数字化的过程:采样→量化→编码
(1)采样
在横轴上按一定的时间间隔从信号中取一个瞬时值(是时间的离散化、数字化)。
采样频率:录音设备在1秒内对声音信号的采样次数。常用的CD音质的采样频率是44.1KHz。
(2)量化
将信号波形的纵轴划分为若干区间。落到某一区间的采样点按四舍五入取整选值(是幅值的离散化、数字化)。
(3)编码
将样本值用计算机能够存储和处理的二进制数值表示的过程(是数据的格式化、文件化)。
5.决定音频质量的因素:
(1)采样频率越高,意味着采样的时间间隔越短。故在单位时间内计算机得到的声音样本数据越多,所需的存储空间越大,声音的还原过程越真实自然。
(2)量化位数决定了声音的动态范围,量化位数越高,音质越好,但音频文件的数据量也越大。
(3)若每次生成一个声波数据则称为单声道;若每次生成两个声波数据,则称为双声道(立体声)。随着声道数增加,声音质量提升,音频文件所占用的存储容量也成倍增加。
6.图像数据(如颜色)的数字化,也需要先进行采样,但不同的是,图像数据是在空间上的变化,而不是在时间上的变化。
7.视频是图像(称为帧)在时间上的表示,一段视频就是一系列的帧连续播放而形成的,同时,视频往往也有伴音。由于视频常常数据量很大,往往要压缩存储,以便传播。
8.声音文件大小计算公式是根据音频的采样频率、量化位数及时长所决定。具体公式如下:
文件大小=(采样频率*量化位数*声道)*时间/8
9.常用的数制及其特征
数制 进位规则 数码 基数 位权 前缀表示
二进制 逢二进一 0,1 2 2n 0b
八进制 逢八进一 0,1,2,3,4,5,6,7 8 8n 0o
十进制 逢十进一 0,1,2,3,4,5, 6,7,8,9 10 10n 0d
十六进制 逢十六进一 0,1,2,3,4,5, 6,7,8,9,A, B,C,D,E,F 16 16n 0x
10.各进制数的相互转换
(1)二进制转换为十进制
将二进制数的每个位置上的数字与其对应位置的权值相乘,然后求和即可。如10010(2)=1×24+0×23+0×22+1×21+0×20=18。
(2)十进制非负整数转换为二进制数
可使用短除法,即“除二取余”法。例如,将十进制整数18转换为二进制数的过程,方法如下:
(3)十进制与R进制相互转换
R进制(R≥2)非负整数转换成十进制数采用“按权展开求和法”。
十进制非负整数转换成R进制数(R≥2)采用“除R取余法”。
11.Python中的进制转换函数
(1)bin():将一个整数转换为对应二进制数的函数。
(2)oct():将一个整数转换为对应八进制数的函数。
(3)int():根据一个字符串或浮点数创建一个新的整数的函数。
(4)hex():将一个整数转换为对应十六进制数的函数。
12.位(bit)与字节(Byte)
(1)计算机中存储数据的最小单位是二进制位,用比特(bit)表示,1比特能表示两种(21)状态(即0或1),2比特能表示00、01、10、11四种(22)状态……
(2)计算机存储数据的基本单位是字节(Byte,简写为B),8比特构成1字节,1字节二进制数能表示28(256)种状态。
(3)字节的单位太小,常用的存储单位有KB、MB、GB等。
(4)换算关系:1KB=1024B;1MB=1024KB;1GB=1024MB。
13.ASCII码(美国信息交换标准码)
ASCII码用7位(标准ASCII码)或8位(扩展ASCII码)二进制数表示一个字符,集中定义了大小写英文字母、标点符号和数字等字符和符号,共128个。计算机内部用一个字节来存放一个ASCII码字符,最高位用0表示,如“A”的ASCII码为01000001,即65。
常用的ASCII码
ASCII码(十进制) 字符
0~31 控制字符或通信专用字符(不可见)
32 空格
48~57 数字0~9
65~90 大写英文字母A~Z
97~122 小写英文字母a~z
其他 英文标点符号、运算符号、括号等
14.Unicode码
(1)Unicode是为了解决传统字符编码方案的局限性而产生的,是全球可以共享的编码字符集,涵盖了世界上主要文字的字符,它可以用两个字节来表示一个符号。原来用ASCII码能表示的字符,其对应的Unicode码只是在原来的ASCII码前加上8个0。
(2)计算机要处理汉字,必须对汉字进行编码,每个汉字至少需要两个字节。
(3)汉字编码方案:
①GB 2312—1980字符集。②GBK字符集。③GB 18030—2000字符集。④GB 18030—2005字符集。
15.Python的数据类型
Python常用的数据类型
数据类型 作用 定义方式 使用方法
整数 (int) 表示人的年龄等 age=18或者age=int(18) 加减乘除、逻辑判断(大于、小于)
浮点数 (float) 表示身高、体重等 salary=2.1或者salary=float(2.1) 加减乘除、逻辑判断(大于、小于)
字符串 (str) 表示名字、爱好等 name='tom'或者name=str('tom') 只能进行+、*和逻辑比较,如果字符串内有引号,则包裹字符串的引号和字符串内部的引号不能相同。字符串的乘法只能乘以数字。字符串比较大小,按照ASCII码值进行比较。
布尔类型 (bool) 用于判断条件结果 True、False通常不会直接引用,需使用逻辑运算得到结果 一般用在判断语句的返回值中。比如if 1<3:print(1),1<3为真(True)所以会执行if里的语句块,输出1
续 表
数据类型 作用 定义方式 使用方法
列表 (list) 存放多个值,如多个爱好 hobby_list= ['sing','jump','rap','basketball'] 根据索引来引用列表里的元素。如: hobby_list[0]='sing'
字典 (dict) 存取多个值,按照key:value的方式存值,取时通过key而非索引去取值,key对value具有描述性的作用 user_info= {'name':'tom','age':19} 存放数据的种类各种各样并且数据较多的时候可以使用字典。字典取值方式不再依赖于索引,而是依赖于key,通过[key]即可获取key对应的value值。如:user_info['anme']='tom'
集合(set) 由一个或数个形态各异的大小整体组成,构成集合的事物或对象称作元素或成员,其基本功能是进行成员关系测试和删除重复元素 parame= {value01,value02} 或set(value) 使用大括号{}或者set()函数创建集合。若使用空大括号{}创建一个对象,那么创建的是一个空字典,而非空集合。若要创建一个空集合,必须使用set()函数,empty_set=set()
16.数据结构
(1)队列
队列是一种有限制(先进先出FIFO)的线性结构。对列表的操作通常有如下方法:
①pop(0)方法可以删除列表的首元素;
②append方法可以在列表尾部添加一个数据元素;
③insert方法可以用于实现在中间插入元素;
④count方法可以统计元素出现的次数;
⑤len可以获取列表的长度。
(2)栈是先进后出(FILO)表,pop()方法可以删除列表的尾元素(相当于栈的“出栈”操作),append方法可以在列表尾部添加一个数据元素(相当于栈的“入栈”操作)。
(3)树结构
树结构是一种具有层次关系的非线性结构,树是由n(n≥0)个节点组成的有限集合。
①空树:若n=0,则称为空树。
②非空树:任何一个非空树均满足以下两个条件:仅有一个称为根的节点;当n>0时,其余节点可分为m(m≥0)个互不相交的有限集合。
③子树:非空树中的每个集合又是一棵树,称为根的子树。
④根节点、子树的根节点、父节点:如图中A为根节点,B、C、D为A的子树的根节点,B是E、F、G的父节点。
⑤树结构中数据元素之间是一对多的关系。
(4)图结构
图结构是由一组节点(称为顶点)和一组节点间的连线(称为边或弧)构成的一种数据结构。
①图结构中的每个顶点都可以与其他顶点有边相连。
②边是顶点和顶点之间的连线,可以是有向的,也可以是无向的。
③相邻顶点:由一条边连接在一起的顶点称为相邻顶点。
④图结构中数据元素之间是多对多的关系。
17.数据结构的比较
结构类型 数据(节点) 之间的关系 生活中相应结构应用举例
队列(线性) 一对一 排队(上车、付款),医院就诊电子牌上的就诊队列等
树 一对多 书的目录结构、行政区划、注册表结构等
图 多对多 铁路运输图、互联网、高速公路网等
18.图形用户界面(Graphical User Interface,GUI)
图形用户界面又称为图形用户接口,是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。在Python语言中,tkinter是实现图形用户界面的模块,可以快速创建GUI应用程序。
19.文件
文件是存储在外存储设备中的相关数据的集合。
20.数据库
(1)数据库是以一定的组织方式存储在计算机中的相互关联的数据集合。
(2)数据库文件中数据之间的关联有层次模型、网状模型和关系模型。其中,基于二维表的关系模型是最常用的。
21.数据表
(1)在数据库中,数据是以二维表的形式组织存储的。
(2)字段:表中的一列;
(3)字段名:一个字段对应实体的一个属性,每个字段的一个名字;
(4)记录:表中的一行;
(5)主键:可以唯一确定一条记录的字段。
22.数据库管理系统(DBMS)
数据库管理系统是定义、创建、维护数据库的一种工具,它允许用户管理和控制数据库中的数据。
常见的数据库管理系统有Sybase、ORACLE、MySQL、Access等。
23.数据库系统
数据库系统是由数据库、数据库管理系统(及其应用开发工具)、数据库应用系统、数据库管理员和用户组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。
24.数据库应用系统的设计一般包括系统总体结构设计、代码设计、数据库(文件)设计、输入/输出(I/O)设计、模块功能与处理过程设计等步骤。
25.密码是指用来核对用户ID以验证用户就是本人的一组字符。
26.创建安全密码的一般技巧
(1)使用长度不少于8个字符的密码。密码长度越长越不容易被破解。
(2)在可能的情况下,尽量使用字母、数字和特殊字符(如:$、#)相结合的密码。
(3)不要使用电话号码、身份证号码或生日等信息作为密码。
(4)不要使用整个用户ID或用户ID的一部分作为密码。
(5)不要使用字典中能找到的词语作为密码,即使是字母次序颠倒过来的常用词语也不可以。
(6)可采取限制登录尝试次数、使用验证码、使用用户的具有排他性的自然特征(如指纹、人脸等)作为身份验证依据等措施。
27.数据加密
(1)将原始信息(数据)隐匿起来,使之在缺少特殊信息(数据)时不可读。
(2)明文:加密前的原始信息(或数据)。
(3)密文:加密后的信息(或数据)。
(4)将密文还原成明文的过程称为解密(或解码)。
28.加法密码
加法密码又称移位密码。在加法密码算法中,明文中的所有字母都在字母表上向后(或向前)按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。恺撒密码就是加法密码的典型代表,是一种最为古老的对称加密体制。
加密算法操作中的一组数字被称为密钥。比如,恺撒密码的密钥为3,加密和解密使用同一个密钥,被称为对称加密体制。
29.“盗窃行为”和防范措施
盗窃方式 盗窃行为 防范措施
撞库 通过收集互联网已泄露的用户名和密码信息,生成对应字典,尝试批量登录其他网站,获取用户信息 避免多个平台的账号设置同样或者相似的用户名和密码
续 表
盗窃方式 盗窃行为 防范措施
字典破解 利用人们习惯用人名、地名、生日、电话号码或常见的词语设置成密码的习惯进行破译 不用生日、姓名及拼音缩写、手机号、身份证号、简单数字组合、单词等作为密码
暴力破解 通过尝试所有可能的组合来找到正确密码的方法。这种方法通常依赖于计算机的高效计算能力,通过程序自动进行 同时包含大小写字母、数字、特殊符号,且不少于8个字符
钓鱼网站 仿冒真实网站,欺骗消费者或者窃取访问者提交的账号和密码信息 不点击不明链接和不登录不安全的网站;不在不明网站上输入个人信息
肩窥方式 通过窥看用户的键盘输入,鼠标移动等方式来获取用户口令 可以在输入密码时遮挡自己的操作过程,防止别人偷看密码信息;或者确定环境安全后再进行操作
第4单元 计算与问题解决
1.算法的特征:有穷性、确切性、输入项、输出项、可行性
(1)有穷性。算法必须能在执行有限个步骤之后终止。
(2)确切性。算法中的每一次运算都有明确的定义,具有无二义性,并且可以通过计算得到唯一的结果。
(3)输入项。一个算法有0个或多个输入,以刻画运算对象的初始情况,所谓0个输入是指算法本身给出了初始条件。
(4)输出项。算法一定要有输出。
(5)可行性。算法中执行的任何计算都可以在有限时间内完成(也称为有效性)。算法中的运算都必须是可以实现的。
2.对算法的评价:主要从时间复杂度和空间复杂度来考虑。
3.枚举
(1)“枚举”或称作“穷举”,它将所有可能的答案一一列举,合适就保留,不合适就丢弃。它是一种最为直接,实现最简单,同时又最为耗时的解决问题的算法。
(2)枚举算法的两大要素:枚举对象和判断条件。
(3)枚举法解决问题的一般结构:循环+判断。
(4)优势:正确性容易证明。
(5)经典应用:百鸡百钱,水仙花数等。
4.解析算法
(1)通过找出解决问题的前提条件与结果之间的关系表达式,再计算表达式来实现问题的求解。
(2)解析式是用运算符号和括号把数字和字母按一定规则连接成的式子。如利用开根公式求根、利用海伦公式求三角形面积等。
(3)数据的图形化表达使数据信息显得更加直观和便于理解,有助于挖掘规律。
5.迭代法
(1)迭代法也称辗转法。迭代通常是为了接近并到达所需的目标或结果。每一次对过程的重复被称为一次“迭代”,而每一次迭代得到的结果会被用来作为下一次迭代的初始值。
(2)利用迭代算法解决问题,有以下三个关键步骤:
①确定迭代变量;
②建立迭代关系式;
③对迭代过程进行控制。
(3)使用迭代算法解决问题的一般结构:循环+判断+迭代关系式。
(4)迭代算法的经典应用:利用欧几里得碾转相除法求最大公约数。
6.range()和arange()的区别
(1)range(start,end,step),返回一个range对象,起始值为start,终止值为end,但不含终止值,步长为step。
(2)arange(start,end,step),可以产生一个等差数列,返回一个array对象。需要引入import numpy as np,并且arange可以使用float型数据。
7.分治策略
分治的设计思想,是将一个难以直接解决的大问题,分割成一些较小的同类问题,各个击破,最终达到解决问题的目的。
8.二分查找
二分查找又叫折半查找,该方法主要将数列有序排列,采用跳跃式的方式查找数据。在一个有n个元素的有序序列中,利用二分查找大约需要log2n次。二分法查找的前提条件是被查找的数据必须是有序的。
查找的基本算法有:顺序查找、二分查找、分块查找和哈希查找等。
9.递归
(1)直接或间接地调用自身的方法称为递归。
(2)递归的基本思想是把规模较大的问题层层转化为规模较小的同类问题求解。结合分治策略,递归也可用“分”“治”“合”三个字概括。
(3)典型运用:斐波那契数列、汉诺塔等。
10.递归与迭代的关系
(1)迭代算法与递归算法都需要重复执行某些代码,两者既有区别又有着密切的联系。
(2)迭代是重复反馈过程的活动,其目的通常是逼近所需目标或结果,通常使用计数器结束循环。递归是重复调用函数自身,遇到满足终止条件的情况时逐层返回。
(3)迭代程序可以转换成等价的递归程序。
第5单元 数据分析与人工智能
1.数据分析:用恰当的统计分析方法对收集来的大量数据进行分析,提取有用信息,并形成结论的过程。
2.数据分析主要用于现状分析、原因分析和预测分析。
3.数据分析的一般过程:分析目标→提出假设→选择方法→验证假设→得出结论。
4.数据分析的方法:对比分析和平均分析。
5.数据可视化表达
数据可视化表达是指以图形、图像和动画等方式更加直观生动地呈现数据及数据分析结果,揭示数据之间的关系、趋势和规律等的表达方式。
图表是最常用的数据可视化表达方式之一。如柱状图、饼图、折线图、散点图、面积图、雷达图等。
6.大数据
特征:容量大、类型多、存取速度快、应用价值高
7.大数据分析的应用
大数据分析是指对规模巨大的数据进行分析。
例如实时公交系统根据用户当前位置,迅速定位最近的公交站点,查找系统中公交车辆的位置数据,选出经过该站点所有线路车辆的即将到站信息,使用户可以直观地在手机上查看车辆实时位置。用户和车辆的位置信息通常通过卫星定位系统、WiFi热点和基站的位置确定。
8.人工智能
(1)人工智能是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能,感知环境,获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。
(2)1950年,“图灵测试”揭开了人工智能的序幕。
(3)人工智能的分类:弱人工智能和强人工智能。
弱人工智能一般指实现特定功能的专用智能设备,不能真正实现推理和解决问题。
强人工智能是指真正能思考、有知觉、有自我意识的人类级别的智能机器。
9.智能算法
(1)机器学习
机器学习是当前人工智能的核心技术之一,目的是使计算机能模拟或实现人类的学习行为,获取新的知识或技能,重新组织已有的知识结构,从而不断完善自身的性能。
(2)人工智能、机器学习、深度学习之间的关系
(3)神经网络
神经网络是目前人工智能领域的研究热点之一,是一种模仿动物神经网络行为特征,进行并行信息处理的算法模型。结构如图所示:
(4)人工智能领域的关键技术目前主要包括机器学习、知识图谱、自然语言处理、计算机视觉、人机交互、生物特征识别、虚拟现实与增强现实等。
(5)人工智能的核心是算法,基础是数据,本质是计算。
(6)智能传感器
功能:属于人工智能的神经末梢,用于全面感知外界环境。
发展趋势:高敏度、高精度、高可靠性、微型化和集成化。
必修2 信息系统与社会
第1单元 信息系统的组成与功能
1.在信息社会中,信息与物资、能源一起构成人类社会赖以生存的三大资源。
2.信息系统的基本组成
(1)信息系统的基本组成为:人、硬件/软件、数据和通信方式。
(2)信息系统处理的对象为:数据。
3.信息系统的分类
(1)简单系统
特征是元素数目少,可以用较少的变量数来描述。如图书馆磁条检测门。
(2)复杂系统
特征是元素数目较多,元素间存在着强烈的耦合作用,各元素通过紧密配合与相互影响,共同完成工作。
复杂系统由多个子系统组成,如图书管理信息系统由图书的查询、借阅、归还等子系统构成。
(3)随机系统
特征是元素和变量数虽多,但它们之间的耦合是微弱的或随机的。随机系统的组成、结果都是不可预料的,如彩票摇号系统。
4.信息系统的基本功能
(1)输入功能:取决于系统所要达到的目的、系统的能力以及信息环境的许可,如网上订票、图书查询柜员机、监控录像、图书防盗检测等信息系统。
(2)存储功能:是指系统能够存储各种信息资料和数据,如图书销售网站、电子图书馆等信息系统。
(3)处理功能:主要是指基于数据仓库技术的联机分析处理和数据挖掘等,如图书馆信息系统不仅可以处理借书、还书业务,还可以分类统计藏书数据。
(4)输出功能:指的不仅是显示信息,也包含输出指令、动作等,如图书管理信息系统不仅可以显示图书借阅情况,还可以打印图书卡、实现防盗报警等;机器人系统输出表情、动作等。
(5)控制功能:是指对构成系统的各种信息处理设备进行控制和管理,对信息的加工、处理、传输、输出等环节通过各种程序进行控制。如图书管理信息系统可以对扫码器、打印机等硬件设备进行控制与管理。
5.事务处理系统(Transaction Processing System,TPS)
事务处理就是面向日常的、重复的、普通的事物,对其进行记录、更新、分类、汇总等。如网上支付手机费。
6.管理信息系统(Management Information System,MIS)
管理信息系统是一个以人为主导,利用计算机硬件、软件、网络通信设备以及其他办公设备,进行信息的收集、传输、加工、储存、更新、拓展和维护的系统,如校园一卡通系统。
7.决策支持系统(Decision Support System,DSS)
决策支持系统是以管理科学、运筹学、控制论和行为科学为基础,以计算机技术、仿真技术和信息技术为手段,针对决策问题支持决策活动的具有智能作用的人机系统,如天气预报信息系统。
8.专家系统(Expert System,ES)
专家系统是一种在特定领域内具有专家水平解决问题能力的程序系统。它能够有效地运用专家多年积累的经验和专门知识,通过模拟专家的思维过程,解决原本需要专家才能解决的问题。
如植物识别、营养烹调专家系统、医疗专家系统、健身专家系统、农业专家系统、电子监控专家系统等。
9.决策支持系统与专家系统的工作原理的相同与不同之处
(1)相同之处:
①都有输入、输出、存储、处理和控制功能。
②都能根据数据处理结果得出一定的结论。
(2)不同之处:
①专家系统有一个环节是由专业知识获得、处理后形成的知识库。
②专家系统根据知识库由“推理机”对比综合数据库,用解释器自动给出结论或建议,而决策支持系统需要人应用模型数据得出结论。
第2单元 信息系统的集成
1.计算机系统的组成
(1)硬件系统:由输入设备、运算器、控制器、存储器和输出设备组成。
①输入设备:向计算机输入数据的设备。常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏和麦克风等。
②中央处理器:运算器和控制器合在一起被称为中央处理器(CPU)。
中央处理器是计算机的核心部件,它的功能主要包括解释计算机指令及处理计算机软件中的数据。
③存储器:主要功能是存放程序和数据。存储器分为内部存储器和外部存储器。
内部存储器又分为随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。随机存储器中的数据可以读出,也可以写入,断电后存储内容消失。只读存储器中的数据只能读出,不能由用户再写入新内容,断电后数据不会丢失。
外部存储器又称辅助存储器,如硬盘、U盘、软盘、磁带、CD、DVD等,能长期保存信息,并且对信息的保存不依赖于电源。
④输出设备:可将计算机的运算结果或者中间结果打印或显示出来。常用的输出设备有显示器、打印机和绘图仪等。
(2)软件系统:由系统软件和应用软件组成。
系统软件包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统等。
①操作系统(Operating System,OS)是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序,是用户和计算机的接口,同时也是计算机硬件和其他软件的接口。
常见的操作系统包括Windows、Linux、macOS、iOS、Android等。
②语言处理程序一般是由汇编程序、编译程序、解释程序和相应的操作程序等组成的。如Python、C、C++、Visual Basic、Java等。
③数据库管理系统(Database Management System,DBMS)是一种操纵和管理数据库的大型软件,它用于建立、使用和维护数据库。它对数据库进行统一的管理和控制,以保证数据库的安全性和完整性。如Access、MySQL等。
应用软件:为满足用户不同领域、不同问题的应用需求而设计的软件,如各类办公软件(Office、WPS)、多媒体加工软件(Photoshop、Cool Edit)、即时通信软件(QQ、微信)等都是应用软件。
2.计算机系统的工作原理
计算机在接受指令后,由控制器指挥,从输入设备采集数据,传送到内存储器进行存储,再由控制器将需要参加运算的数据传送到运算器,由运算器进行处理,处理后的结果保存在存储器中,最后由输出设备输出。工作原理如下图所示:
计算机工作原理的基本核心思想是“存储程序”“程序控制”。这一原理最初是由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼1946年提出的,故称为冯·诺依曼原理。
3.计算机网络类型
(1)局域网(LAN)是在局部地区范围内的网络,它所覆盖的地理范围较小。如学校的计算机教室、电子阅览室等。
(2)城域网(MAN)是在一个城市范围内所建立的计算机通信网,传输媒介主要采用光纤,网内传输延时较小,网速非常快,如教育城域网。
(3)广域网(WAN)也称为远程网,覆盖范围比较广。互联网(Internet)是最大的广域网。
4.带宽与网络传输速率
(1)比特(bit)是计算机中数据量的单位。
(2)速率指的是连接在计算机网络上的设备在数字信道上传送数据的速率,它也称为数据率(data rate)或比特率(bit rate),是计算机网络最重要的性能指标之一。
(3)速率的单位是比特每秒(b/s,目前也常用bps表示),如网速为100M,可表示为100Mb/s。
(4)带宽用来表示网络通信线路传送数据的能力,带宽的单位是比特每秒。
5.网络协议
(1)TCP/IP协议(传输控制协议/网际协议)
TCP/IP协议不是单一协议,而是一个协议簇。使用TCP/IP协议,需要详细设置IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器等参数。
(2)FTP协议(File Transfer Protocol,文件传输协议)
FTP协议包括两个组成部分:
一是FTP服务器,用来存储文件;
二是FTP客户端。可以使用FTP客户端通过FTP协议访问位于FTP服务器上的资源。
FTP地址的格式:ftp://用户名:密码@FTP服务器IP地址或域名。
(3)SMTP(Simple Mail Transfer Protocol):简单邮件传输协议,用于传输电子邮件。
(4)DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol):动态主机配置协议,集中分配管理IP地址,使网络环境中的主机动态获得IP地址、默认网关地址、DNS服务器地址等信息。
(5)HTTP:超文本传输协议,它是IE浏览器和万维网通信所使用的协议。
6.IP地址(Internet Protocol Address,又译为网际协议地址)
(1)IP地址与子网掩码。
IP 地址 地址范围 可支持的 网络数目 每个网络 支持的主机 子网掩码
A类 1.x.y.z~126.x.y.z 126 16777214 255.0.0.0
B类 128.x.y.z~191.x.y.z 16384 65534 255.255.0.0
C类 192.x.y.z~223.x.y.z 2097152 254 255.255.255.0
(2)DNS服务器。
DNS(Domain Name System,域名系统)服务器主要用于域名解析,即将主机名解析成IP地址。在互联网中,计算机通信必须使用IP地址。
(3)域名
域名由两个或两个以上的部分构成,中间由点号分隔,最右边的词称为顶级域名。
.com用于商业机构。它是最常见的顶级域名。
.edu是因特网域名体系中表示教育机构的顶级域名,包括大学及教育科研机构等。
.net最初用于网络组织,例如互联网服务商和维修商。
.org用于各种组织,包括非营利性组织。
.gov政府机构的专用域名。
由两个字母组成的顶级域名如.cn,.uk,.de等称为国家和地区顶级域名。
(4)网络拓扑结构:总线型结构、环型结构、星型结构
(5)网络应用软件结构
浏览器/服务器(B/S,Brower/Server)结构:使用该结构,可以直接在浏览器中操作。
客户机/服务器(C/S,Client/Server)结构:使用该结构,需要安装客户端软件,如CuteFTP等。
(6)组建无线局域网必要的设备:无线路由器、带无线网卡的计算机、互联网接入设备等。
(7)无线网络基础架构的组件:无线网卡、无线接入点、无线路由器。
(8)网络传输介质的特点及适用场所:
类型 特点 适用场所
有线 光缆 传输速度快、抗干扰能力强 主干线路、楼宇间 布线
双绞线 100米之内的短距离通信 室内短距离布线
无线(电磁波、红外线等) 网络构建和终端移动更加灵活 家庭或公共场所
7.传感器
传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息按一定规律转换为电信号或其他所需形式,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
8.常见的传感器:位移传感器、形变传感器、重力传感器、加速度传感器、湿度传感器、温度传感器、超声波测距传感器等。
9.物联网(Internet of Things,简称IoT)
(1)物联网的体系结构:感知层、网络层、应用层。
(2)物联网应用的相关技术:传感器技术、RFID技术、嵌入式系统技术、移动通信技术、计算机网络技术、智能数据处理技术、智能控制技术、位置服务技术、云计算技术、信息安全技术。
(3)物联网的应用领域:智能家居、智能交通、智能医疗、智能电网、智能物流、农业物联网、智能电力、智能安防、智能汽车、智能建筑、智能水务、智能商业、智能工业等。
10.控制系统:是由诸多因素以特定的内在结构方式而联结起来的动态系统,由控制部分和被控对象组成。控制部分一般由传感器(sensor)、控制器(controller)和执行器(actuator)组成。
11.远程控制:通过简单的终端机完全地控制网络另一端的受控机,从而完成强大的控制功能,获取受控机的信息。
12.数字监控系统:将监控头采集到的图像转换成数字信号并传送到计算机中进行处理的信息技术设施。
第3单元 信息系统的设计与开发
1.可行性分析:社会可行性、技术可行性、经济可行性。
2.需求分析:从客户的需求中提取出系统能够帮助用户解决的业务问题,通过对用户业务问题的分析,确定系统的功能、性能等,最终描述为具体的信息系统需求规格说明。
3.概要设计:是用户需求与软件详细设计之间的桥梁,是将用户目标与需求转换成具体的功能界面设计方案的重要阶段。
4.信息系统的生命周期:可划分为问题定义、可行性研究与计划、需求分析、概要设计、详细设计、编码实现、测试、使用和维护几个阶段。
5.快速原型模型与瀑布模型的比较:
类型 优点 缺点
快速 原型模型 直观形象,容易被接受;可减少由于信息系统需求不明确带来的开发风险;及时暴露问题,及时反馈;开发周期短,成本低。 没有严格的开发文档,维护困难;快速建立起来的系统结构加上连续的修改可能会导致产品质量低下;难以对系统的开发过程进行控制。
瀑布模型 定义清楚,应用广泛;采用规范化的开发方法;严格规定每个阶段提交的文档;易于理解;便于计划和管理。 在开始时就需要知道大多数需求;不便于适应需求的变化;在项目接近完成前,产品不能投入使用;可运行的软件交给用户之前,用户只能通过文档来了解产品;开发周期长,见效慢。
6.Access数据类型
(1)文本
在Access 2010及之前的版本中,这种数据类型最多允许255个字符或数字。Access默认的文本最多是50个字符,可以通过设置“字段大小”属性控制可输入的最大字符长度。
(2)数字
数字类型数据用来存储进行算术计算的数字数据。用户可以设置“字段大小”属性,定义一个特定的数字类型,如“字节”“整型”“长整型”“单精度型”“双精度型”“小数”等类型。
(3)日期/时间
日期/时间类型用来存储日期、时间数据,每个日期/时间字段需要8个字节的存储空间。
7.在数据库中存储多媒体数据
信息系统的数据库除了要存储文本信息之外,还可以存储图片、音频、视频等多媒体数据信息。
8.创建数据表
(1)创建表
启动Access,新建数据库之后,系统将默认进入数据表视图。
(2)保存表文件
在新创建的表未保存时进行视图切换,将弹出“另存为”对话框。修改表名称,单击“确定”按钮,保存新建的表,并打开数据表的设计视图。
(3)设计表结构
在数据表的设计视图中,可以新增、修改、删除字段以及调整字段的顺序;并可以对各字段设置不同的数据类型。
(4)输入数据
将视图切换为数据表视图,在新建的表中输入基础数据,也可以对已有的数据表中的数据进行添加、修改和删除操作。
9.表单
在HTML文件中,表单用表示。
form标记中的action和method为表单的属性。
action表示表单数据将提交给哪一个程序处理。
method表示表单数据的传递方式。常见的传递方式分为get和post。
get方式传递数据,浏览器将在地址栏中呈现传递的数据,且提交的数据量通常为2KB以内。
post方式传递数据,数据不会出现在地址栏中,适合传递敏感数据。理论上没有数据量大小的限制,但为了保证系统的稳定运行,通常会限制在2MB以内。
10.表单元素
部分表单元素如下表所示:
表单元素 功能 说明
文本框 输入文本数据
密码框 输入密码,内容不显示
单选框 只选择其中一项 通常按组使用,同属一组的多个单选框的name属性相同
复选框 可选择多项
下拉列表 选择规定内容中的一项
按钮 提交表单信息或执行命令 HTML定义了三种按钮,用type属性加以区分。button为普通按钮。submit为提交数据到服务器的按钮。reset为清除表单中所有输入数据的按钮
11.结构化查询语言
(1)Structured Query Language简称SQL,译为结构化查询语言,是关系数据库的标准语言。
①SQL的功能不仅仅是查询,它还能够实现创建、修改、删除数据库对象以及对数据表中的数据进行增、删、改等操作。
②SQL语言不区分大小写,但在实际使用时,SQL的关键字应大写,用户自己定义的内容用小写。
③SQL的插入命令(INSERT命令)用于向数据表中插入记录。INSERT命令的基本格式为:
INSERT INTO表名(字段1,字段2,……)
VALUES(值1,值2,……)
④SQL语句中文本类型数据和数字数据的表示特点:
a.文本类型数据的值用一对英文半角单引号表示。
b.数字数据直接用数字表示。
c.日期数据用文本格式表示,如“2000年8月9日”可以表示为'2000-08-09'。
d.数据表中没有出现在插入语句字段列表中的字段将取空值。
(2)查询命令(SELECT)
SELECT命令用于在数据表中查询记录。
SELECT命令的基本格式为:
SELECT字段1,字段2,……FROM表名 WHERE条件
WHERE子句为可选项,SELECT语句中不包括WHERE子句时表示选择所有的记录。如果在WHERE子句中包括多个条件,需要使用“AND”和“OR”进行条件的连接。其中,“AND”表示同时满足“AND”两端的条件;“OR”表示满足“OR”两端任意一个条件。
(3)模糊查询(SELECT WHERE LIKE)
主要是指在SQL查询语句中用特殊的符号(通配符)来代替零个、一个或多个任意的字符,以查找部分信息准确、部分信息不准确的数据。
“%”和“_”是SQL语言的特殊符号。
SELECT * FROM 数据表 WHERE 字段名 LIKE% '字段值%'
“%”表示零个或任意多个字符,“_”表示一个任意的字符。如“李%”表示所有姓李的学生,“%李%”表示姓名中含有“李”的所有同学,“李_”表示姓名中一共有两个字,其中第一个字为“李”的所有同学。
注意:在Python中,%为转义符。要输出“%”,不能直接输入“%”,应该输入“%%”。
(4)UPDATE
UPDATE命令用于更新数据表中的数据,其格式为:
UPDATE 表名 SET 列名=值 WHERE 条件
(5)DELETE
DELETE命令用于删除数据表中的数据,其格式为:
DELETE FROM表名 WHERE条件
(6)聚合查询(aggregate query)
聚合查询在SQL语句中是指通过包含一个聚合函数(aggregate function)来汇总多个数据项的值。聚合函数对一组值执行计算并返回单一的值。
常见的聚合函数包括求和函数SUM()、求平均值函数AVG()、求最大值函数MAX()、求最小值函数MIN()、计数函数COUNT()等。除了COUNT以外,聚合函数忽略空值。
聚合函数经常与SELECT语句的GROUP BY子句一同使用。
(7)TOP子句
在SQL语句中,TOP子句用于规定要返回的记录的数目。
TOP子句以两种方式指定输出的记录数,一种是直接指定输出的数量,另一种是指定记录的百分比。
(8)ORDER BY子句
在SQL语句中,ORDER BY子句用于根据指定的列对结果集进行排序。ORDER BY子句默认按照升序对记录进行排序。如果需要对记录进行降序排序,可以使用DESC关键字。
(9)CSS
CSS(Cascading Style Sheets,层叠样式表)是一种用来表现HTML对象显示属性的语言。HTML标记中的style属性即为该标记的CSS代码。
(10)HTML的表格
在HTML中,
来定义一个表格。表格包括若干的行
第4单元 信息系统的安全
1.电信诈骗及其风险
电信诈骗是指犯罪分子通过电话、网络和短信方式,编造虚假信息,设置骗局,对受害人实施远程、非接触式诈骗,诱使受害人给犯罪分子汇款、转账等犯罪行为。
诈骗手段:冒充政府部门进行诈骗;冒充税务稽查等诈骗;利用中奖兑奖进行诈骗;利用虚假广告信息进行诈骗;利用高薪招聘进行诈骗;利用银行卡消费进行诈骗;虚构绑架、出车祸诈骗等。
防范措施:凡是涉及自己账户、密码和转账的事情一定要冷静,多想一想,多方求证;账号密码要严格保密,不对外泄露,不向别人转发验证码短信;不随意相信“安全账号”;不随意相信“退款提醒”等。
2.无线网络中的风险防范措施
(1)防范措施一:谨慎使用公共场合的WiFi热点,公共场合应关闭WiFi连接;
(2)防范措施二:不在公共WiFi热点下进行敏感信息操作,若需网络支付应改用数据连接或其他支付方式;
(3)防范措施三:养成良好的WiFi使用习惯,避免在自己不知道的情况下连接上恶意WiFi;
(4)防范措施四:对家中的无线路由器加强安全设置,应定期修改其账户和密码,密码设置为稍复杂的;
(5)防范措施五:安装客户端安全软件,不管在手机端还是计算机端,都应安装安全软件。
3.信息系统安全风险的来源
信息系统的安全风险主要来自两大方面:(1)技术和设计,(2)人为因素。
4.降低信息系统安全风险
信息系统安全与否取决于两个因素:技术和管理。
信息系统安全管理的最终目标是将信息系统安全风险降低到用户可接受的程度,保证系统的安全运行和使用。
(1)降低风险
(2)规避风险
(3)转嫁风险
(4)接受风险
5.信息安全和系统安全
信息系统安全主要是指系统安全和信息安全,其核心属性包括机密性、真实性、可控性和可用性,具体反映在物理安全、运行安全、数据安全、内容安全四个层面上。
6.计算机病毒
(1)计算机病毒(Computer Virus)是在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者数据的一个程序、一段可执行代码。
(2)计算机病毒具有传播性、隐蔽性、传染性、潜伏性、可触发性、表现性和破坏性等特性。
计算机病毒的生命周期为:开发期→传染期→潜伏期→发作期→发现期→消化期→消亡期。
(3)计算机病毒的类型。
①木马(特洛伊木马病毒),②流氓软件,③“钓鱼”网站,④恶意木马和僵尸网络。
7.杀毒软件的工作原理
杀毒软件也称反病毒软件或防毒软件,是用于消除计算机病毒、特洛伊木马和恶意软件等计算机威胁的一类软件,是针对病毒等一切已知的对计算机有危害的程序代码进行清除的程序工具。
8.计算机病毒防护常识
(1)安装杀毒软件,定期进行全盘病毒、木马扫描,经常更新杀毒软件。
(2)安装防火墙或者安装自带防火墙的杀毒软件。
(3)经常进行操作系统和重要软件的更新,尤其要注意安装安全补丁以修复漏洞。
(4)不随意接受、打开陌生人发来的电子邮件或通过QQ传递的文件或网址。
(5)使用移动存储器前,先查杀病毒。
(6)不要轻易打开电子邮件附件中的文档文件。首先要保存到本地磁盘,待用查杀计算机病毒的软件检查无病毒后,才可以打开使用。
(7)禁用浏览器中不必要的加载项。
(8)经常查看系统的启动项,去除不必要的启动服务。
9.防火墙
(1)“防火墙”是指一种将内部网和公众访问网分开的方法,它实际上是一种隔离技术。
(2)入站规则:来自外网的程序、服务、用户等访问本地计算机。
(3)出站规则:本地计算机上的程序、服务、用户等访问外网。
10.设置个人信息系统的安全保护
(1)账号安全设置。设置账号密码时不使用简单密码,以提高密码的复杂度和长度。
(2)密码保护安全设置。设置密码保护,在密码丢失时,快速找回并修改。
(3)个人账户安全登录认证。使用安全性更高的登录认证方式,如手机验证码、扫描二维码登录、U盾等。
11.网上个人信息安全操作规范
规范地在网上操作个人信息方可最大限度保护信息安全。
(1)访问安全的网站,不良网站常常包含木马程序。
(2)在使用痕迹未清除前,尽量不转借个人计算机给他人使用。
(3)不在未安装杀毒软件的计算机上登录个人账户。
(4)不在公共计算机上登录网络银行等敏感账户。
(5)不在公共计算机上保存个人资料和账号信息。
(6)离开公共计算机前退出已登录账户。
(7)不在QQ、微信、论坛等留言中轻易泄露真实姓名、个人照片、身份证号或家庭电话等任何能够识别身份的信息。
(8)不随意在网站上注册会员或向其提供个人资料。
12.信息系统安全事件发生的原因
一是信息设备使用人员认识不足;二是操作不当;三是不法分子恶意攻击。
人为因素是影响信息系统安全的重要因素之一。
13.信息系统安全管理的阶段
信息系统安全管理可划分为事先防御阶段、实时监测阶段和事后响应阶段,各阶段的功能如下表所示:
所属阶段 信息系统安全管理
事先防御 网络隔离 访问控制 加密传输
实时监测 病毒监控 入侵检测 系统/用户行为监控
事后响应 报警、急救 取证、问责 修复、加固
14.信息系统安全管理模型
信息系统安全必须从整体考虑,做到遵循“有计划有目标、发现问题、分析问题、采取措施解决问题、后续监督避免再现”的全程管理思路,建立一套完整的信息系统安全管理体系。信息系统安全管理模型如下图所示:
第5单元 信息社会的建设
1.真实与虚拟
我们可以把网络空间理解为“计算机空间”,在这个空间里,人们通过由无数计算机连接在一起的互联网进行联络与信息交流。
在虚拟世界中的任何行为都会留下自己的“数字脚印”,这些“脚印”构成了你的虚拟形象,别人也会通过这些“脚印”来认识你。
2.网络礼仪
关于网络礼仪,国际上通行以下十大规则。
(1)记得对方是真实的人。
(2)现实中需要遵守道德规范,网络上也是如此。
(3)明白自己所处的网络空间的规范。
(4)尊重别人的时间,节省带宽用量和主机存储空间。
(5)网络用语文明。
(6)共享专业知识。
(7)网络讨论要理智。
(8)尊重他人隐私。
(9)勿滥用权利。
(10)宽恕他人的过错。
3.网络欺凌
网络欺凌,是指一种在网上生活中发生的欺凌事件,是网络时代的新现象,即指人们利用互联网做出针对个人或群体的恶意、重复、敌意的伤害行为,以使其他人受到伤害。网上欺凌会触犯法律,这涉及《中华人民共和国治安管理处罚法》第四十二条的相关规定。
4.保护个人信息的法律法规
(1)我国对个人信息提供直接保护的法律法规。
主要包括《刑法修正案(七)》《侵权责任法》《全国人大常委会关于加强网络信息保护的决定》《治安管理处罚法》《电信法》《未成年人保护法》《妇女权益保护法》《执业医师法》《消费者权益保护法》《互联网信息服务管理办法》等。
(2)对个人信息间接保护的法律法规。
立法包括《宪法》《民法通则》等;工信部的《电信和互联网用户个人信息保护规定》和《通信短信息服务管理规定》;工商总局的《网络交易管理办法》等部门规章以及2017年6月1日施行的《中华人民共和国网络安全法》相关规定。
5.信息公开
信息公开是指国家行政机关和法律、法规以规章授权和委托的组织,在行使国家行政管理职权的过程中,通过法定形式和程序,主动将政府信息向社会公众或依申请而向特定的个人或组织公开。
6.政府信息公开制度
我国政府信息公开工作主要依照《中华人民共和国政府信息公开条例》开展。
信息公开的作用与意义。
(1)信息公开促进公众参与国家管理。
(2)保障个人权益。
(3)促进经济增长。
7.知识产权
知识产权(intellectual property),是“基于创造成果和工商标记依法产生的权利”的统称。最主要的三种知识产权是著作权、专利权和商标权,其中专利权与商标权统称为工业产权。
8.著作权
著作权(copyright)也称为版权,是指作者和其他著作权人对文学、艺术和科学工程作品所享有的各项专有权利。保护著作权的最主要目的是鼓励人们创新。
9.信息技术对人类社会的影响
(1)信息技术的发展推动社会的信息化进程。
(2)信息技术大力促进科学技术的快速发展。
(3)信息技术大幅提高了人们的工作效率与生活质量。
(4)信息技术引发社会问题。
10.信息社会的新特征
(1)知识经济时代社会结构正在变化。
(2)社会网络成为信息社会的组织方式。
(3)数字化信息成为信息社会的主要内容。
(4)信息社会促使政府的管理更加科学、高效。
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第1单元 初识数据与计算
1.数据是现实世界客观事物的符号记录,是信息的载体。
2.数据的表现形式多种多样,除了数字以外,还有文字、图形、图像、声音和视频等形式。
3.数据的特征:固定不变的数据、不断变化的数据、随机出现的数据。
4.数据的来源:直接数据和间接数据。
5.直接数据的收集方法:调查法、访谈法、观察法、实验法及利用各种传感器探测器等设备与相关检测技术等收集等。
6.间接数据的收集方法:查阅文献资料、关注媒体资源、浏览权威网站、利用搜索引擎在网络中进行检索、从相关数据公司购买等。
7.数据是信息的符号表示;信息是数据的内涵,是对数据的语义解释。
8.信息的特征:载体依附性、价值性、时效性、共享性、真伪性、可加工处理性等。
9.知识是信息经过加工提炼后形成的抽象产物。它表述的是事物运动的状态和状态变化的规律。
10.数据是对事物属性的客观记录,信息是经过组织的有结构的数据,知识是经过人的思维整理过的信息、数据、形象、价值标准以及社会的其他符号化产物。
11.解决问题的计算方式:人工计算、电子表格软件、编程计算
12.数据的排序:用电子表格软件对数据进行排序时分为按行排序和按列排序。排序的数据区域必须是连续的。如果需要按照多个条件进行排序,可以进行多个关键字的设定(主要关键字、次要关键字)。
13.数据的筛选:自定义筛选、多关键字筛选。
14.公式:以“=”开头,由常数、函数、单元格引用和运算符组成的式子。
15.函数:函数是预定义的公式,通过使用参数按特定顺序或结构进行计算。
16.常用的函数:SUM( )、AVERAGE( )、MIN( )、MAX( )。
17.单元格相对引用:是指直接使用的单元格地址,如A3、B5等。当复制含有这种引用方法的公式时,仅是复制公式中的运算关系,而将列号或行号做了相应的调整。
18.单元格绝对引用:如果在复制公式时,不希望改变对特定单元格的引用,就需要使用单元格的绝对引用。这种引用方法是在单元格地址的列标和行号前各加一个“$”符号。例如,要在公式中对D10单元格的列和行都绝对引用时,应写为“$D$10”,若只对列绝对引用,则应写为“$D10”。
第2单元 编程计算
1.算法:算法指解决问题的方法和步骤,是计算机为了解决问题而需要执行的有序的、无歧义的有限步骤的集合。
2.算法的描述方法:自然语言、伪代码、流程图。
3.常用流程图符号及功能表示如下表:
流程图符号 名称 功能
起止框 表示一个算法的开始和结束
输入/ 输出框 表示从外部输入数据到计算机内部或者从计算机内部输出数据到计算机外部
处理框 表示操作的内容
判断框 表示算法中判断的条件
流程线 指向算法运行的方向
连接符 表示流程图的接续
4.顺序结构:顺序结构是一种最简单的基本结构,按照自上而下的先后顺序依次执行程序语句。
5.分支结构:分支结构也称为选择结构,是一种根据给定的条件进行判断的结构。
6.循环结构是一种重复某一部分操作的结构。
7.程序设计语言经历了从机器语言、汇编语言到高级语言的发展过程。
8.常量:在程序运行过程中值始终保持不变的量称为常量。所有的常数都是常量。例如π,常量可以是数字、字符串、布尔值和空值等。
9.变量:在程序运行过程中值允许改变的量称为变量。
10.变量的命名规则:
(1)必须以字母或下划线开头,后面可以是字母、数字或下划线。
(2)区分大小写。
(3)不能使用保留字。
11.常见的运算符如下表所示:
(1)算术运算符
算术 运算符 ** * / // % + -
功能 幂 乘 除 整除 取模 加 减
算术 表达式 a**b a*b a/b a//b a%b a+b a-b
优先级 1 2 2 2 2 3 3
(2)关系(比较)运算符
关系(比较) 运算符 表达式 描述 举例
== a==b a等于b 2==3的结果为False
> a>b a大于b 2>3的结果为False
< a>= a>=b a大于等于b 2>=3的结果为False
<= a<=b a小于等于b 2<=3的结果为True
!= a!=b a不等于b 2!=3的结果为True
in a in b a是b的成员 "2"in"3"的结果为False
(3)逻辑运算符
逻辑运算符 表达式 含义 描述
and a and b 与 两个条件同时成立时返回True,否则返回False
or a or b 或 有一个条件成立时返回True,否则返回False
not not a 非 取反
(4)赋值运算符
赋值 运算符 += -= *= **= /= //= %=
赋值 语句 a+=b a-=b a*=b a**=b a/=b a//=b a%=b
等效于 a=a+b a=a-b a=a*b a=a**b a=a/b a=a//b a=a%b
(5)常见运算符的优先级
运算符类型 说明 优先级顺序
( ) 括号的优先级最高 高 低
算术运算符 **>(*、/、%、//)>(+、—)
关系(比较)运算符 (>、>=、<、<=)>(==、!=)
逻辑运算符 not>and>or
赋值运算符 =、+=、—=、*=、/=
12.赋值语句
基本格式:变量=表达式
功能:将右边表达式的值赋值给左边的变量。
13.输入和输出语句
(1)输入语句:input(),从键盘输入数据,默认输入的数据类型为字符或字符串。
(2)输出语句:print(),表示在屏幕上输出数据。如有多个输出项,可以使用“,”分隔。
14.数据类型
为了便于数据的表示与处理,Python提供了整数、浮点数和字符串等常见的数据类型。
数据类型名 含义 数据表现形式
整型:int() 根据一个字符串或浮点数创建一个新的整数 数学中的整数,如1,-8080,0等
实型:float() 根据一个字符串或整数创建一个新的浮点数(小数) 数学中的实数,如3.14,-9.01等; 用科学计数法表示的实数,如0.000012可以写成1.2e-5等。
字符串型:str() 根据一个数(也可以是任何其他类型)创建一个新的字符串 用单引号、双引号或三引号表示,如'这是一个字符串'、"This is a string!"、 X 等
15.利用分支语句实现计算
(1)单分支基本格式如下:
if 条件:
语句或语句组
(2)双分支基本格式如下:
if 条件:
语句或语句组A
else:
语句或语句组B
(3)多分支基本格式如下:
if 条件1:
语句或语句组A
elif 条件2:
语句或语句组B
……
elif 条件n:
语句或语句组n
else:
语句或语句组n+1
16.代码的缩进:Python用缩进(在相应的代码前加空格,通常使用4个空格作为一级缩进)来表示代码之间的从属关系,并且允许多层嵌套。
17.列表:列表是最常用的Python数据结构,列表就是用“[ ]”将数据集中存放,便于记录和处理;用“[ ]”指出从哪里开始,到哪里结束;元素之间用逗号分隔;可以包含Python中能存储的任何类型的数据,同一列表中可以存放不同类型的数据元素。
18.列表的使用方法
列表操作 示例
建立列表 list=[5,10,15,'a','b','c',True]
在列表末尾增加元素 list.append('False')
插入元素 list.insert(2,'bc')
删除元素 list.remove(10)或del list[1]
获取元素 list[索引号],如list[0]
打印列表 print(list)
续 表
列表操作 示例
列表逆序 list.reverse( )
列表排序 list.sort( ),默认升序
删除元素 list.pop( ),默认删除最后一个元素
19.列表的访问
列表索引从0开始,第二个索引是1,以此类推。索引值以0为开始值,从左向右索引为正向,从0(0代表第一个数)开始,依次为0,1,2……
20.列表截取的语法格式
若要访问的不是单个元素,而是一定范围内的多个元素,可以通过冒号“:”间隔两个索引参数(开始元素索引、结束元素索引的后一个索引)来实现。
格式:变量[头下标:尾下标]
21.for循环语句的基本格式:
for 循环变量 in 列表:
语句或语句组
[例]for i in ["hello","world"]:
print(i)#循环体
运行结果为:hello
world
22.range()函数
格式:range(start,stop[,step])
功能:可以生成某个范围内的数字列表。默认从0开始,左闭右开,生成一个数字列表。
参数说明:start:计数从start开始,默认从0开始,如:range(5)等效于range(0,5)。
stop:计数到stop结束,但不包括stop,如:range(0,5)是[0,1,2,3,4]。
step:步长,默认为1,如:range(0,5)等效于range(0,5,1)。
for i in range(0,5,2):
print(i)
运行结果:
0
2
4
23.while语句的基本格式如下:
while 关系表达式:
语句或语句组
24.循环嵌套
如利用双重循环可实现输出九九乘法表:
for i in range(1,10):
for j in range(1,i+1):
print("{0:1}*{1:1}={2:2}".format(j,i,j*i),end="")
print() #换行
注:format()函数控制格式化的输出。其中,“{0:1}”表示第0个参数,即j输出长度为1个字符;“end=""”表示输出结束后不换行。
25.循环控制
语句 作用
break 终止循环,跳到循环体以外的第一个可执行语句。如果有两层或两层以上的循环,在最内层使用break语句,则跳出的是最内层的循环,外层的循环不受影响。它可以用在for和while循环中。
continue 结束当次循环,进行下一次循环,即跳过循环体内还未执行的语句,进入下一次循环的判定。它可以用在for和while循环中。
26.调试程序
方法:在程序开头加入语句“import pdb”,然后在适当的位置放一个“pdb.set_trace()”,就可以设置一个断点,让程序暂停运行,进入pdb调试环境。我们可以用命令“p”查看变量,用命令“c”继续运行,用命令“q”结束调试退出程序。
27.Python的常用函数
函数名称 使用说明 示例 结果
abs(x) 返回x的绝对值。 abs(-20) 20
len(x) 求x的长度,包含空格和标点符号,x必须是可以计算长度的类型。 len("xinxijishu") 10
min(x) 返回变量x的最小值。 min(6,9,5) 5
max(x) 返回变量x的最大值。 max(8,1,6) 8
int(x) 把变量x转换成整型。 int(1.8) 1
float(x) 把变量x转换成浮点型。 float(6) 6.0
sum(x) 求变量x中元素的总和。 sum(3,5,7) 15
bin(x) 求x的二进制数。 bin(3) 11
str(x) 把x转换成字符串。 str(55) "55"
chr(x) 返回x对应的字符。 chr(65) "A"
input() 显示出信息x,并要求输入数据。 x=input(), 执行时输入1 x=1
print() 输出函数。 print("Python") Python
第3单元 认识数据
1.编码
编码是信息从一种形式或格式转换为另一种形式或格式的过程。计算机的编码是指用预先规定的方法将文字、数字或其他对象编成可以存储在计算机里的数值。
2.模拟信号与数字信号
类型 说明 特征
模拟信号 用传感器直接获得的信号一般为模拟信号,如声音、温度、压强等。模拟信号的值称为模拟数据。 值是随时间连续变化的,波形光滑。
数字信号 其值被称为数字数据,直接用计算机所能理解的二进制表示,以方便计算机对其进行处理。 值随时间的变化是非连续的,可以由模拟信号转换得来。
3.声音的数字化:将模拟声音数据转换为数字数据的过程。
4.声音的数字化的过程:采样→量化→编码
(1)采样
在横轴上按一定的时间间隔从信号中取一个瞬时值(是时间的离散化、数字化)。
采样频率:录音设备在1秒内对声音信号的采样次数。常用的CD音质的采样频率是44.1KHz。
(2)量化
将信号波形的纵轴划分为若干区间。落到某一区间的采样点按四舍五入取整选值(是幅值的离散化、数字化)。
(3)编码
将样本值用计算机能够存储和处理的二进制数值表示的过程(是数据的格式化、文件化)。
5.决定音频质量的因素:
(1)采样频率越高,意味着采样的时间间隔越短。故在单位时间内计算机得到的声音样本数据越多,所需的存储空间越大,声音的还原过程越真实自然。
(2)量化位数决定了声音的动态范围,量化位数越高,音质越好,但音频文件的数据量也越大。
(3)若每次生成一个声波数据则称为单声道;若每次生成两个声波数据,则称为双声道(立体声)。随着声道数增加,声音质量提升,音频文件所占用的存储容量也成倍增加。
6.图像数据(如颜色)的数字化,也需要先进行采样,但不同的是,图像数据是在空间上的变化,而不是在时间上的变化。
7.视频是图像(称为帧)在时间上的表示,一段视频就是一系列的帧连续播放而形成的,同时,视频往往也有伴音。由于视频常常数据量很大,往往要压缩存储,以便传播。
8.声音文件大小计算公式是根据音频的采样频率、量化位数及时长所决定。具体公式如下:
文件大小=(采样频率*量化位数*声道)*时间/8
9.常用的数制及其特征
数制 进位规则 数码 基数 位权 前缀表示
二进制 逢二进一 0,1 2 2n 0b
八进制 逢八进一 0,1,2,3,4,5,6,7 8 8n 0o
十进制 逢十进一 0,1,2,3,4,5, 6,7,8,9 10 10n 0d
十六进制 逢十六进一 0,1,2,3,4,5, 6,7,8,9,A, B,C,D,E,F 16 16n 0x
10.各进制数的相互转换
(1)二进制转换为十进制
将二进制数的每个位置上的数字与其对应位置的权值相乘,然后求和即可。如10010(2)=1×24+0×23+0×22+1×21+0×20=18。
(2)十进制非负整数转换为二进制数
可使用短除法,即“除二取余”法。例如,将十进制整数18转换为二进制数的过程,方法如下:
(3)十进制与R进制相互转换
R进制(R≥2)非负整数转换成十进制数采用“按权展开求和法”。
十进制非负整数转换成R进制数(R≥2)采用“除R取余法”。
11.Python中的进制转换函数
(1)bin():将一个整数转换为对应二进制数的函数。
(2)oct():将一个整数转换为对应八进制数的函数。
(3)int():根据一个字符串或浮点数创建一个新的整数的函数。
(4)hex():将一个整数转换为对应十六进制数的函数。
12.位(bit)与字节(Byte)
(1)计算机中存储数据的最小单位是二进制位,用比特(bit)表示,1比特能表示两种(21)状态(即0或1),2比特能表示00、01、10、11四种(22)状态……
(2)计算机存储数据的基本单位是字节(Byte,简写为B),8比特构成1字节,1字节二进制数能表示28(256)种状态。
(3)字节的单位太小,常用的存储单位有KB、MB、GB等。
(4)换算关系:1KB=1024B;1MB=1024KB;1GB=1024MB。
13.ASCII码(美国信息交换标准码)
ASCII码用7位(标准ASCII码)或8位(扩展ASCII码)二进制数表示一个字符,集中定义了大小写英文字母、标点符号和数字等字符和符号,共128个。计算机内部用一个字节来存放一个ASCII码字符,最高位用0表示,如“A”的ASCII码为01000001,即65。
常用的ASCII码
ASCII码(十进制) 字符
0~31 控制字符或通信专用字符(不可见)
32 空格
48~57 数字0~9
65~90 大写英文字母A~Z
97~122 小写英文字母a~z
其他 英文标点符号、运算符号、括号等
14.Unicode码
(1)Unicode是为了解决传统字符编码方案的局限性而产生的,是全球可以共享的编码字符集,涵盖了世界上主要文字的字符,它可以用两个字节来表示一个符号。原来用ASCII码能表示的字符,其对应的Unicode码只是在原来的ASCII码前加上8个0。
(2)计算机要处理汉字,必须对汉字进行编码,每个汉字至少需要两个字节。
(3)汉字编码方案:
①GB 2312—1980字符集。②GBK字符集。③GB 18030—2000字符集。④GB 18030—2005字符集。
15.Python的数据类型
Python常用的数据类型
数据类型 作用 定义方式 使用方法
整数 (int) 表示人的年龄等 age=18或者age=int(18) 加减乘除、逻辑判断(大于、小于)
浮点数 (float) 表示身高、体重等 salary=2.1或者salary=float(2.1) 加减乘除、逻辑判断(大于、小于)
字符串 (str) 表示名字、爱好等 name='tom'或者name=str('tom') 只能进行+、*和逻辑比较,如果字符串内有引号,则包裹字符串的引号和字符串内部的引号不能相同。字符串的乘法只能乘以数字。字符串比较大小,按照ASCII码值进行比较。
布尔类型 (bool) 用于判断条件结果 True、False通常不会直接引用,需使用逻辑运算得到结果 一般用在判断语句的返回值中。比如if 1<3:print(1),1<3为真(True)所以会执行if里的语句块,输出1
续 表
数据类型 作用 定义方式 使用方法
列表 (list) 存放多个值,如多个爱好 hobby_list= ['sing','jump','rap','basketball'] 根据索引来引用列表里的元素。如: hobby_list[0]='sing'
字典 (dict) 存取多个值,按照key:value的方式存值,取时通过key而非索引去取值,key对value具有描述性的作用 user_info= {'name':'tom','age':19} 存放数据的种类各种各样并且数据较多的时候可以使用字典。字典取值方式不再依赖于索引,而是依赖于key,通过[key]即可获取key对应的value值。如:user_info['anme']='tom'
集合(set) 由一个或数个形态各异的大小整体组成,构成集合的事物或对象称作元素或成员,其基本功能是进行成员关系测试和删除重复元素 parame= {value01,value02} 或set(value) 使用大括号{}或者set()函数创建集合。若使用空大括号{}创建一个对象,那么创建的是一个空字典,而非空集合。若要创建一个空集合,必须使用set()函数,empty_set=set()
16.数据结构
(1)队列
队列是一种有限制(先进先出FIFO)的线性结构。对列表的操作通常有如下方法:
①pop(0)方法可以删除列表的首元素;
②append方法可以在列表尾部添加一个数据元素;
③insert方法可以用于实现在中间插入元素;
④count方法可以统计元素出现的次数;
⑤len可以获取列表的长度。
(2)栈是先进后出(FILO)表,pop()方法可以删除列表的尾元素(相当于栈的“出栈”操作),append方法可以在列表尾部添加一个数据元素(相当于栈的“入栈”操作)。
(3)树结构
树结构是一种具有层次关系的非线性结构,树是由n(n≥0)个节点组成的有限集合。
①空树:若n=0,则称为空树。
②非空树:任何一个非空树均满足以下两个条件:仅有一个称为根的节点;当n>0时,其余节点可分为m(m≥0)个互不相交的有限集合。
③子树:非空树中的每个集合又是一棵树,称为根的子树。
④根节点、子树的根节点、父节点:如图中A为根节点,B、C、D为A的子树的根节点,B是E、F、G的父节点。
⑤树结构中数据元素之间是一对多的关系。
(4)图结构
图结构是由一组节点(称为顶点)和一组节点间的连线(称为边或弧)构成的一种数据结构。
①图结构中的每个顶点都可以与其他顶点有边相连。
②边是顶点和顶点之间的连线,可以是有向的,也可以是无向的。
③相邻顶点:由一条边连接在一起的顶点称为相邻顶点。
④图结构中数据元素之间是多对多的关系。
17.数据结构的比较
结构类型 数据(节点) 之间的关系 生活中相应结构应用举例
队列(线性) 一对一 排队(上车、付款),医院就诊电子牌上的就诊队列等
树 一对多 书的目录结构、行政区划、注册表结构等
图 多对多 铁路运输图、互联网、高速公路网等
18.图形用户界面(Graphical User Interface,GUI)
图形用户界面又称为图形用户接口,是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。在Python语言中,tkinter是实现图形用户界面的模块,可以快速创建GUI应用程序。
19.文件
文件是存储在外存储设备中的相关数据的集合。
20.数据库
(1)数据库是以一定的组织方式存储在计算机中的相互关联的数据集合。
(2)数据库文件中数据之间的关联有层次模型、网状模型和关系模型。其中,基于二维表的关系模型是最常用的。
21.数据表
(1)在数据库中,数据是以二维表的形式组织存储的。
(2)字段:表中的一列;
(3)字段名:一个字段对应实体的一个属性,每个字段的一个名字;
(4)记录:表中的一行;
(5)主键:可以唯一确定一条记录的字段。
22.数据库管理系统(DBMS)
数据库管理系统是定义、创建、维护数据库的一种工具,它允许用户管理和控制数据库中的数据。
常见的数据库管理系统有Sybase、ORACLE、MySQL、Access等。
23.数据库系统
数据库系统是由数据库、数据库管理系统(及其应用开发工具)、数据库应用系统、数据库管理员和用户组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。
24.数据库应用系统的设计一般包括系统总体结构设计、代码设计、数据库(文件)设计、输入/输出(I/O)设计、模块功能与处理过程设计等步骤。
25.密码是指用来核对用户ID以验证用户就是本人的一组字符。
26.创建安全密码的一般技巧
(1)使用长度不少于8个字符的密码。密码长度越长越不容易被破解。
(2)在可能的情况下,尽量使用字母、数字和特殊字符(如:$、#)相结合的密码。
(3)不要使用电话号码、身份证号码或生日等信息作为密码。
(4)不要使用整个用户ID或用户ID的一部分作为密码。
(5)不要使用字典中能找到的词语作为密码,即使是字母次序颠倒过来的常用词语也不可以。
(6)可采取限制登录尝试次数、使用验证码、使用用户的具有排他性的自然特征(如指纹、人脸等)作为身份验证依据等措施。
27.数据加密
(1)将原始信息(数据)隐匿起来,使之在缺少特殊信息(数据)时不可读。
(2)明文:加密前的原始信息(或数据)。
(3)密文:加密后的信息(或数据)。
(4)将密文还原成明文的过程称为解密(或解码)。
28.加法密码
加法密码又称移位密码。在加法密码算法中,明文中的所有字母都在字母表上向后(或向前)按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。恺撒密码就是加法密码的典型代表,是一种最为古老的对称加密体制。
加密算法操作中的一组数字被称为密钥。比如,恺撒密码的密钥为3,加密和解密使用同一个密钥,被称为对称加密体制。
29.“盗窃行为”和防范措施
盗窃方式 盗窃行为 防范措施
撞库 通过收集互联网已泄露的用户名和密码信息,生成对应字典,尝试批量登录其他网站,获取用户信息 避免多个平台的账号设置同样或者相似的用户名和密码
续 表
盗窃方式 盗窃行为 防范措施
字典破解 利用人们习惯用人名、地名、生日、电话号码或常见的词语设置成密码的习惯进行破译 不用生日、姓名及拼音缩写、手机号、身份证号、简单数字组合、单词等作为密码
暴力破解 通过尝试所有可能的组合来找到正确密码的方法。这种方法通常依赖于计算机的高效计算能力,通过程序自动进行 同时包含大小写字母、数字、特殊符号,且不少于8个字符
钓鱼网站 仿冒真实网站,欺骗消费者或者窃取访问者提交的账号和密码信息 不点击不明链接和不登录不安全的网站;不在不明网站上输入个人信息
肩窥方式 通过窥看用户的键盘输入,鼠标移动等方式来获取用户口令 可以在输入密码时遮挡自己的操作过程,防止别人偷看密码信息;或者确定环境安全后再进行操作
第4单元 计算与问题解决
1.算法的特征:有穷性、确切性、输入项、输出项、可行性
(1)有穷性。算法必须能在执行有限个步骤之后终止。
(2)确切性。算法中的每一次运算都有明确的定义,具有无二义性,并且可以通过计算得到唯一的结果。
(3)输入项。一个算法有0个或多个输入,以刻画运算对象的初始情况,所谓0个输入是指算法本身给出了初始条件。
(4)输出项。算法一定要有输出。
(5)可行性。算法中执行的任何计算都可以在有限时间内完成(也称为有效性)。算法中的运算都必须是可以实现的。
2.对算法的评价:主要从时间复杂度和空间复杂度来考虑。
3.枚举
(1)“枚举”或称作“穷举”,它将所有可能的答案一一列举,合适就保留,不合适就丢弃。它是一种最为直接,实现最简单,同时又最为耗时的解决问题的算法。
(2)枚举算法的两大要素:枚举对象和判断条件。
(3)枚举法解决问题的一般结构:循环+判断。
(4)优势:正确性容易证明。
(5)经典应用:百鸡百钱,水仙花数等。
4.解析算法
(1)通过找出解决问题的前提条件与结果之间的关系表达式,再计算表达式来实现问题的求解。
(2)解析式是用运算符号和括号把数字和字母按一定规则连接成的式子。如利用开根公式求根、利用海伦公式求三角形面积等。
(3)数据的图形化表达使数据信息显得更加直观和便于理解,有助于挖掘规律。
5.迭代法
(1)迭代法也称辗转法。迭代通常是为了接近并到达所需的目标或结果。每一次对过程的重复被称为一次“迭代”,而每一次迭代得到的结果会被用来作为下一次迭代的初始值。
(2)利用迭代算法解决问题,有以下三个关键步骤:
①确定迭代变量;
②建立迭代关系式;
③对迭代过程进行控制。
(3)使用迭代算法解决问题的一般结构:循环+判断+迭代关系式。
(4)迭代算法的经典应用:利用欧几里得碾转相除法求最大公约数。
6.range()和arange()的区别
(1)range(start,end,step),返回一个range对象,起始值为start,终止值为end,但不含终止值,步长为step。
(2)arange(start,end,step),可以产生一个等差数列,返回一个array对象。需要引入import numpy as np,并且arange可以使用float型数据。
7.分治策略
分治的设计思想,是将一个难以直接解决的大问题,分割成一些较小的同类问题,各个击破,最终达到解决问题的目的。
8.二分查找
二分查找又叫折半查找,该方法主要将数列有序排列,采用跳跃式的方式查找数据。在一个有n个元素的有序序列中,利用二分查找大约需要log2n次。二分法查找的前提条件是被查找的数据必须是有序的。
查找的基本算法有:顺序查找、二分查找、分块查找和哈希查找等。
9.递归
(1)直接或间接地调用自身的方法称为递归。
(2)递归的基本思想是把规模较大的问题层层转化为规模较小的同类问题求解。结合分治策略,递归也可用“分”“治”“合”三个字概括。
(3)典型运用:斐波那契数列、汉诺塔等。
10.递归与迭代的关系
(1)迭代算法与递归算法都需要重复执行某些代码,两者既有区别又有着密切的联系。
(2)迭代是重复反馈过程的活动,其目的通常是逼近所需目标或结果,通常使用计数器结束循环。递归是重复调用函数自身,遇到满足终止条件的情况时逐层返回。
(3)迭代程序可以转换成等价的递归程序。
第5单元 数据分析与人工智能
1.数据分析:用恰当的统计分析方法对收集来的大量数据进行分析,提取有用信息,并形成结论的过程。
2.数据分析主要用于现状分析、原因分析和预测分析。
3.数据分析的一般过程:分析目标→提出假设→选择方法→验证假设→得出结论。
4.数据分析的方法:对比分析和平均分析。
5.数据可视化表达
数据可视化表达是指以图形、图像和动画等方式更加直观生动地呈现数据及数据分析结果,揭示数据之间的关系、趋势和规律等的表达方式。
图表是最常用的数据可视化表达方式之一。如柱状图、饼图、折线图、散点图、面积图、雷达图等。
6.大数据
特征:容量大、类型多、存取速度快、应用价值高
7.大数据分析的应用
大数据分析是指对规模巨大的数据进行分析。
例如实时公交系统根据用户当前位置,迅速定位最近的公交站点,查找系统中公交车辆的位置数据,选出经过该站点所有线路车辆的即将到站信息,使用户可以直观地在手机上查看车辆实时位置。用户和车辆的位置信息通常通过卫星定位系统、WiFi热点和基站的位置确定。
8.人工智能
(1)人工智能是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能,感知环境,获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。
(2)1950年,“图灵测试”揭开了人工智能的序幕。
(3)人工智能的分类:弱人工智能和强人工智能。
弱人工智能一般指实现特定功能的专用智能设备,不能真正实现推理和解决问题。
强人工智能是指真正能思考、有知觉、有自我意识的人类级别的智能机器。
9.智能算法
(1)机器学习
机器学习是当前人工智能的核心技术之一,目的是使计算机能模拟或实现人类的学习行为,获取新的知识或技能,重新组织已有的知识结构,从而不断完善自身的性能。
(2)人工智能、机器学习、深度学习之间的关系
(3)神经网络
神经网络是目前人工智能领域的研究热点之一,是一种模仿动物神经网络行为特征,进行并行信息处理的算法模型。结构如图所示:
(4)人工智能领域的关键技术目前主要包括机器学习、知识图谱、自然语言处理、计算机视觉、人机交互、生物特征识别、虚拟现实与增强现实等。
(5)人工智能的核心是算法,基础是数据,本质是计算。
(6)智能传感器
功能:属于人工智能的神经末梢,用于全面感知外界环境。
发展趋势:高敏度、高精度、高可靠性、微型化和集成化。
必修2 信息系统与社会
第1单元 信息系统的组成与功能
1.在信息社会中,信息与物资、能源一起构成人类社会赖以生存的三大资源。
2.信息系统的基本组成
(1)信息系统的基本组成为:人、硬件/软件、数据和通信方式。
(2)信息系统处理的对象为:数据。
3.信息系统的分类
(1)简单系统
特征是元素数目少,可以用较少的变量数来描述。如图书馆磁条检测门。
(2)复杂系统
特征是元素数目较多,元素间存在着强烈的耦合作用,各元素通过紧密配合与相互影响,共同完成工作。
复杂系统由多个子系统组成,如图书管理信息系统由图书的查询、借阅、归还等子系统构成。
(3)随机系统
特征是元素和变量数虽多,但它们之间的耦合是微弱的或随机的。随机系统的组成、结果都是不可预料的,如彩票摇号系统。
4.信息系统的基本功能
(1)输入功能:取决于系统所要达到的目的、系统的能力以及信息环境的许可,如网上订票、图书查询柜员机、监控录像、图书防盗检测等信息系统。
(2)存储功能:是指系统能够存储各种信息资料和数据,如图书销售网站、电子图书馆等信息系统。
(3)处理功能:主要是指基于数据仓库技术的联机分析处理和数据挖掘等,如图书馆信息系统不仅可以处理借书、还书业务,还可以分类统计藏书数据。
(4)输出功能:指的不仅是显示信息,也包含输出指令、动作等,如图书管理信息系统不仅可以显示图书借阅情况,还可以打印图书卡、实现防盗报警等;机器人系统输出表情、动作等。
(5)控制功能:是指对构成系统的各种信息处理设备进行控制和管理,对信息的加工、处理、传输、输出等环节通过各种程序进行控制。如图书管理信息系统可以对扫码器、打印机等硬件设备进行控制与管理。
5.事务处理系统(Transaction Processing System,TPS)
事务处理就是面向日常的、重复的、普通的事物,对其进行记录、更新、分类、汇总等。如网上支付手机费。
6.管理信息系统(Management Information System,MIS)
管理信息系统是一个以人为主导,利用计算机硬件、软件、网络通信设备以及其他办公设备,进行信息的收集、传输、加工、储存、更新、拓展和维护的系统,如校园一卡通系统。
7.决策支持系统(Decision Support System,DSS)
决策支持系统是以管理科学、运筹学、控制论和行为科学为基础,以计算机技术、仿真技术和信息技术为手段,针对决策问题支持决策活动的具有智能作用的人机系统,如天气预报信息系统。
8.专家系统(Expert System,ES)
专家系统是一种在特定领域内具有专家水平解决问题能力的程序系统。它能够有效地运用专家多年积累的经验和专门知识,通过模拟专家的思维过程,解决原本需要专家才能解决的问题。
如植物识别、营养烹调专家系统、医疗专家系统、健身专家系统、农业专家系统、电子监控专家系统等。
9.决策支持系统与专家系统的工作原理的相同与不同之处
(1)相同之处:
①都有输入、输出、存储、处理和控制功能。
②都能根据数据处理结果得出一定的结论。
(2)不同之处:
①专家系统有一个环节是由专业知识获得、处理后形成的知识库。
②专家系统根据知识库由“推理机”对比综合数据库,用解释器自动给出结论或建议,而决策支持系统需要人应用模型数据得出结论。
第2单元 信息系统的集成
1.计算机系统的组成
(1)硬件系统:由输入设备、运算器、控制器、存储器和输出设备组成。
①输入设备:向计算机输入数据的设备。常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏和麦克风等。
②中央处理器:运算器和控制器合在一起被称为中央处理器(CPU)。
中央处理器是计算机的核心部件,它的功能主要包括解释计算机指令及处理计算机软件中的数据。
③存储器:主要功能是存放程序和数据。存储器分为内部存储器和外部存储器。
内部存储器又分为随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。随机存储器中的数据可以读出,也可以写入,断电后存储内容消失。只读存储器中的数据只能读出,不能由用户再写入新内容,断电后数据不会丢失。
外部存储器又称辅助存储器,如硬盘、U盘、软盘、磁带、CD、DVD等,能长期保存信息,并且对信息的保存不依赖于电源。
④输出设备:可将计算机的运算结果或者中间结果打印或显示出来。常用的输出设备有显示器、打印机和绘图仪等。
(2)软件系统:由系统软件和应用软件组成。
系统软件包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统等。
①操作系统(Operating System,OS)是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序,是用户和计算机的接口,同时也是计算机硬件和其他软件的接口。
常见的操作系统包括Windows、Linux、macOS、iOS、Android等。
②语言处理程序一般是由汇编程序、编译程序、解释程序和相应的操作程序等组成的。如Python、C、C++、Visual Basic、Java等。
③数据库管理系统(Database Management System,DBMS)是一种操纵和管理数据库的大型软件,它用于建立、使用和维护数据库。它对数据库进行统一的管理和控制,以保证数据库的安全性和完整性。如Access、MySQL等。
应用软件:为满足用户不同领域、不同问题的应用需求而设计的软件,如各类办公软件(Office、WPS)、多媒体加工软件(Photoshop、Cool Edit)、即时通信软件(QQ、微信)等都是应用软件。
2.计算机系统的工作原理
计算机在接受指令后,由控制器指挥,从输入设备采集数据,传送到内存储器进行存储,再由控制器将需要参加运算的数据传送到运算器,由运算器进行处理,处理后的结果保存在存储器中,最后由输出设备输出。工作原理如下图所示:
计算机工作原理的基本核心思想是“存储程序”“程序控制”。这一原理最初是由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼1946年提出的,故称为冯·诺依曼原理。
3.计算机网络类型
(1)局域网(LAN)是在局部地区范围内的网络,它所覆盖的地理范围较小。如学校的计算机教室、电子阅览室等。
(2)城域网(MAN)是在一个城市范围内所建立的计算机通信网,传输媒介主要采用光纤,网内传输延时较小,网速非常快,如教育城域网。
(3)广域网(WAN)也称为远程网,覆盖范围比较广。互联网(Internet)是最大的广域网。
4.带宽与网络传输速率
(1)比特(bit)是计算机中数据量的单位。
(2)速率指的是连接在计算机网络上的设备在数字信道上传送数据的速率,它也称为数据率(data rate)或比特率(bit rate),是计算机网络最重要的性能指标之一。
(3)速率的单位是比特每秒(b/s,目前也常用bps表示),如网速为100M,可表示为100Mb/s。
(4)带宽用来表示网络通信线路传送数据的能力,带宽的单位是比特每秒。
5.网络协议
(1)TCP/IP协议(传输控制协议/网际协议)
TCP/IP协议不是单一协议,而是一个协议簇。使用TCP/IP协议,需要详细设置IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器等参数。
(2)FTP协议(File Transfer Protocol,文件传输协议)
FTP协议包括两个组成部分:
一是FTP服务器,用来存储文件;
二是FTP客户端。可以使用FTP客户端通过FTP协议访问位于FTP服务器上的资源。
FTP地址的格式:ftp://用户名:密码@FTP服务器IP地址或域名。
(3)SMTP(Simple Mail Transfer Protocol):简单邮件传输协议,用于传输电子邮件。
(4)DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol):动态主机配置协议,集中分配管理IP地址,使网络环境中的主机动态获得IP地址、默认网关地址、DNS服务器地址等信息。
(5)HTTP:超文本传输协议,它是IE浏览器和万维网通信所使用的协议。
6.IP地址(Internet Protocol Address,又译为网际协议地址)
(1)IP地址与子网掩码。
IP 地址 地址范围 可支持的 网络数目 每个网络 支持的主机 子网掩码
A类 1.x.y.z~126.x.y.z 126 16777214 255.0.0.0
B类 128.x.y.z~191.x.y.z 16384 65534 255.255.0.0
C类 192.x.y.z~223.x.y.z 2097152 254 255.255.255.0
(2)DNS服务器。
DNS(Domain Name System,域名系统)服务器主要用于域名解析,即将主机名解析成IP地址。在互联网中,计算机通信必须使用IP地址。
(3)域名
域名由两个或两个以上的部分构成,中间由点号分隔,最右边的词称为顶级域名。
.com用于商业机构。它是最常见的顶级域名。
.edu是因特网域名体系中表示教育机构的顶级域名,包括大学及教育科研机构等。
.net最初用于网络组织,例如互联网服务商和维修商。
.org用于各种组织,包括非营利性组织。
.gov政府机构的专用域名。
由两个字母组成的顶级域名如.cn,.uk,.de等称为国家和地区顶级域名。
(4)网络拓扑结构:总线型结构、环型结构、星型结构
(5)网络应用软件结构
浏览器/服务器(B/S,Brower/Server)结构:使用该结构,可以直接在浏览器中操作。
客户机/服务器(C/S,Client/Server)结构:使用该结构,需要安装客户端软件,如CuteFTP等。
(6)组建无线局域网必要的设备:无线路由器、带无线网卡的计算机、互联网接入设备等。
(7)无线网络基础架构的组件:无线网卡、无线接入点、无线路由器。
(8)网络传输介质的特点及适用场所:
类型 特点 适用场所
有线 光缆 传输速度快、抗干扰能力强 主干线路、楼宇间 布线
双绞线 100米之内的短距离通信 室内短距离布线
无线(电磁波、红外线等) 网络构建和终端移动更加灵活 家庭或公共场所
7.传感器
传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息按一定规律转换为电信号或其他所需形式,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
8.常见的传感器:位移传感器、形变传感器、重力传感器、加速度传感器、湿度传感器、温度传感器、超声波测距传感器等。
9.物联网(Internet of Things,简称IoT)
(1)物联网的体系结构:感知层、网络层、应用层。
(2)物联网应用的相关技术:传感器技术、RFID技术、嵌入式系统技术、移动通信技术、计算机网络技术、智能数据处理技术、智能控制技术、位置服务技术、云计算技术、信息安全技术。
(3)物联网的应用领域:智能家居、智能交通、智能医疗、智能电网、智能物流、农业物联网、智能电力、智能安防、智能汽车、智能建筑、智能水务、智能商业、智能工业等。
10.控制系统:是由诸多因素以特定的内在结构方式而联结起来的动态系统,由控制部分和被控对象组成。控制部分一般由传感器(sensor)、控制器(controller)和执行器(actuator)组成。
11.远程控制:通过简单的终端机完全地控制网络另一端的受控机,从而完成强大的控制功能,获取受控机的信息。
12.数字监控系统:将监控头采集到的图像转换成数字信号并传送到计算机中进行处理的信息技术设施。
第3单元 信息系统的设计与开发
1.可行性分析:社会可行性、技术可行性、经济可行性。
2.需求分析:从客户的需求中提取出系统能够帮助用户解决的业务问题,通过对用户业务问题的分析,确定系统的功能、性能等,最终描述为具体的信息系统需求规格说明。
3.概要设计:是用户需求与软件详细设计之间的桥梁,是将用户目标与需求转换成具体的功能界面设计方案的重要阶段。
4.信息系统的生命周期:可划分为问题定义、可行性研究与计划、需求分析、概要设计、详细设计、编码实现、测试、使用和维护几个阶段。
5.快速原型模型与瀑布模型的比较:
类型 优点 缺点
快速 原型模型 直观形象,容易被接受;可减少由于信息系统需求不明确带来的开发风险;及时暴露问题,及时反馈;开发周期短,成本低。 没有严格的开发文档,维护困难;快速建立起来的系统结构加上连续的修改可能会导致产品质量低下;难以对系统的开发过程进行控制。
瀑布模型 定义清楚,应用广泛;采用规范化的开发方法;严格规定每个阶段提交的文档;易于理解;便于计划和管理。 在开始时就需要知道大多数需求;不便于适应需求的变化;在项目接近完成前,产品不能投入使用;可运行的软件交给用户之前,用户只能通过文档来了解产品;开发周期长,见效慢。
6.Access数据类型
(1)文本
在Access 2010及之前的版本中,这种数据类型最多允许255个字符或数字。Access默认的文本最多是50个字符,可以通过设置“字段大小”属性控制可输入的最大字符长度。
(2)数字
数字类型数据用来存储进行算术计算的数字数据。用户可以设置“字段大小”属性,定义一个特定的数字类型,如“字节”“整型”“长整型”“单精度型”“双精度型”“小数”等类型。
(3)日期/时间
日期/时间类型用来存储日期、时间数据,每个日期/时间字段需要8个字节的存储空间。
7.在数据库中存储多媒体数据
信息系统的数据库除了要存储文本信息之外,还可以存储图片、音频、视频等多媒体数据信息。
8.创建数据表
(1)创建表
启动Access,新建数据库之后,系统将默认进入数据表视图。
(2)保存表文件
在新创建的表未保存时进行视图切换,将弹出“另存为”对话框。修改表名称,单击“确定”按钮,保存新建的表,并打开数据表的设计视图。
(3)设计表结构
在数据表的设计视图中,可以新增、修改、删除字段以及调整字段的顺序;并可以对各字段设置不同的数据类型。
(4)输入数据
将视图切换为数据表视图,在新建的表中输入基础数据,也可以对已有的数据表中的数据进行添加、修改和删除操作。
9.表单
在HTML文件中,表单用表示。
form标记中的action和method为表单的属性。
action表示表单数据将提交给哪一个程序处理。
method表示表单数据的传递方式。常见的传递方式分为get和post。
get方式传递数据,浏览器将在地址栏中呈现传递的数据,且提交的数据量通常为2KB以内。
post方式传递数据,数据不会出现在地址栏中,适合传递敏感数据。理论上没有数据量大小的限制,但为了保证系统的稳定运行,通常会限制在2MB以内。
10.表单元素
部分表单元素如下表所示:
表单元素 功能 说明
文本框 输入文本数据
密码框 输入密码,内容不显示
单选框 只选择其中一项 通常按组使用,同属一组的多个单选框的name属性相同
复选框 可选择多项
下拉列表 选择规定内容中的一项
按钮 提交表单信息或执行命令 HTML定义了三种按钮,用type属性加以区分。button为普通按钮。submit为提交数据到服务器的按钮。reset为清除表单中所有输入数据的按钮
11.结构化查询语言
(1)Structured Query Language简称SQL,译为结构化查询语言,是关系数据库的标准语言。
①SQL的功能不仅仅是查询,它还能够实现创建、修改、删除数据库对象以及对数据表中的数据进行增、删、改等操作。
②SQL语言不区分大小写,但在实际使用时,SQL的关键字应大写,用户自己定义的内容用小写。
③SQL的插入命令(INSERT命令)用于向数据表中插入记录。INSERT命令的基本格式为:
INSERT INTO表名(字段1,字段2,……)
VALUES(值1,值2,……)
④SQL语句中文本类型数据和数字数据的表示特点:
a.文本类型数据的值用一对英文半角单引号表示。
b.数字数据直接用数字表示。
c.日期数据用文本格式表示,如“2000年8月9日”可以表示为'2000-08-09'。
d.数据表中没有出现在插入语句字段列表中的字段将取空值。
(2)查询命令(SELECT)
SELECT命令用于在数据表中查询记录。
SELECT命令的基本格式为:
SELECT字段1,字段2,……FROM表名 WHERE条件
WHERE子句为可选项,SELECT语句中不包括WHERE子句时表示选择所有的记录。如果在WHERE子句中包括多个条件,需要使用“AND”和“OR”进行条件的连接。其中,“AND”表示同时满足“AND”两端的条件;“OR”表示满足“OR”两端任意一个条件。
(3)模糊查询(SELECT WHERE LIKE)
主要是指在SQL查询语句中用特殊的符号(通配符)来代替零个、一个或多个任意的字符,以查找部分信息准确、部分信息不准确的数据。
“%”和“_”是SQL语言的特殊符号。
SELECT * FROM 数据表 WHERE 字段名 LIKE% '字段值%'
“%”表示零个或任意多个字符,“_”表示一个任意的字符。如“李%”表示所有姓李的学生,“%李%”表示姓名中含有“李”的所有同学,“李_”表示姓名中一共有两个字,其中第一个字为“李”的所有同学。
注意:在Python中,%为转义符。要输出“%”,不能直接输入“%”,应该输入“%%”。
(4)UPDATE
UPDATE命令用于更新数据表中的数据,其格式为:
UPDATE 表名 SET 列名=值 WHERE 条件
(5)DELETE
DELETE命令用于删除数据表中的数据,其格式为:
DELETE FROM表名 WHERE条件
(6)聚合查询(aggregate query)
聚合查询在SQL语句中是指通过包含一个聚合函数(aggregate function)来汇总多个数据项的值。聚合函数对一组值执行计算并返回单一的值。
常见的聚合函数包括求和函数SUM()、求平均值函数AVG()、求最大值函数MAX()、求最小值函数MIN()、计数函数COUNT()等。除了COUNT以外,聚合函数忽略空值。
聚合函数经常与SELECT语句的GROUP BY子句一同使用。
(7)TOP子句
在SQL语句中,TOP子句用于规定要返回的记录的数目。
TOP子句以两种方式指定输出的记录数,一种是直接指定输出的数量,另一种是指定记录的百分比。
(8)ORDER BY子句
在SQL语句中,ORDER BY子句用于根据指定的列对结果集进行排序。ORDER BY子句默认按照升序对记录进行排序。如果需要对记录进行降序排序,可以使用DESC关键字。
(9)CSS
CSS(Cascading Style Sheets,层叠样式表)是一种用来表现HTML对象显示属性的语言。HTML标记中的style属性即为该标记的CSS代码。
(10)HTML的表格
在HTML中,
| 第一行第一格 | 第一行第二格 |
第4单元 信息系统的安全
1.电信诈骗及其风险
电信诈骗是指犯罪分子通过电话、网络和短信方式,编造虚假信息,设置骗局,对受害人实施远程、非接触式诈骗,诱使受害人给犯罪分子汇款、转账等犯罪行为。
诈骗手段:冒充政府部门进行诈骗;冒充税务稽查等诈骗;利用中奖兑奖进行诈骗;利用虚假广告信息进行诈骗;利用高薪招聘进行诈骗;利用银行卡消费进行诈骗;虚构绑架、出车祸诈骗等。
防范措施:凡是涉及自己账户、密码和转账的事情一定要冷静,多想一想,多方求证;账号密码要严格保密,不对外泄露,不向别人转发验证码短信;不随意相信“安全账号”;不随意相信“退款提醒”等。
2.无线网络中的风险防范措施
(1)防范措施一:谨慎使用公共场合的WiFi热点,公共场合应关闭WiFi连接;
(2)防范措施二:不在公共WiFi热点下进行敏感信息操作,若需网络支付应改用数据连接或其他支付方式;
(3)防范措施三:养成良好的WiFi使用习惯,避免在自己不知道的情况下连接上恶意WiFi;
(4)防范措施四:对家中的无线路由器加强安全设置,应定期修改其账户和密码,密码设置为稍复杂的;
(5)防范措施五:安装客户端安全软件,不管在手机端还是计算机端,都应安装安全软件。
3.信息系统安全风险的来源
信息系统的安全风险主要来自两大方面:(1)技术和设计,(2)人为因素。
4.降低信息系统安全风险
信息系统安全与否取决于两个因素:技术和管理。
信息系统安全管理的最终目标是将信息系统安全风险降低到用户可接受的程度,保证系统的安全运行和使用。
(1)降低风险
(2)规避风险
(3)转嫁风险
(4)接受风险
5.信息安全和系统安全
信息系统安全主要是指系统安全和信息安全,其核心属性包括机密性、真实性、可控性和可用性,具体反映在物理安全、运行安全、数据安全、内容安全四个层面上。
6.计算机病毒
(1)计算机病毒(Computer Virus)是在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者数据的一个程序、一段可执行代码。
(2)计算机病毒具有传播性、隐蔽性、传染性、潜伏性、可触发性、表现性和破坏性等特性。
计算机病毒的生命周期为:开发期→传染期→潜伏期→发作期→发现期→消化期→消亡期。
(3)计算机病毒的类型。
①木马(特洛伊木马病毒),②流氓软件,③“钓鱼”网站,④恶意木马和僵尸网络。
7.杀毒软件的工作原理
杀毒软件也称反病毒软件或防毒软件,是用于消除计算机病毒、特洛伊木马和恶意软件等计算机威胁的一类软件,是针对病毒等一切已知的对计算机有危害的程序代码进行清除的程序工具。
8.计算机病毒防护常识
(1)安装杀毒软件,定期进行全盘病毒、木马扫描,经常更新杀毒软件。
(2)安装防火墙或者安装自带防火墙的杀毒软件。
(3)经常进行操作系统和重要软件的更新,尤其要注意安装安全补丁以修复漏洞。
(4)不随意接受、打开陌生人发来的电子邮件或通过QQ传递的文件或网址。
(5)使用移动存储器前,先查杀病毒。
(6)不要轻易打开电子邮件附件中的文档文件。首先要保存到本地磁盘,待用查杀计算机病毒的软件检查无病毒后,才可以打开使用。
(7)禁用浏览器中不必要的加载项。
(8)经常查看系统的启动项,去除不必要的启动服务。
9.防火墙
(1)“防火墙”是指一种将内部网和公众访问网分开的方法,它实际上是一种隔离技术。
(2)入站规则:来自外网的程序、服务、用户等访问本地计算机。
(3)出站规则:本地计算机上的程序、服务、用户等访问外网。
10.设置个人信息系统的安全保护
(1)账号安全设置。设置账号密码时不使用简单密码,以提高密码的复杂度和长度。
(2)密码保护安全设置。设置密码保护,在密码丢失时,快速找回并修改。
(3)个人账户安全登录认证。使用安全性更高的登录认证方式,如手机验证码、扫描二维码登录、U盾等。
11.网上个人信息安全操作规范
规范地在网上操作个人信息方可最大限度保护信息安全。
(1)访问安全的网站,不良网站常常包含木马程序。
(2)在使用痕迹未清除前,尽量不转借个人计算机给他人使用。
(3)不在未安装杀毒软件的计算机上登录个人账户。
(4)不在公共计算机上登录网络银行等敏感账户。
(5)不在公共计算机上保存个人资料和账号信息。
(6)离开公共计算机前退出已登录账户。
(7)不在QQ、微信、论坛等留言中轻易泄露真实姓名、个人照片、身份证号或家庭电话等任何能够识别身份的信息。
(8)不随意在网站上注册会员或向其提供个人资料。
12.信息系统安全事件发生的原因
一是信息设备使用人员认识不足;二是操作不当;三是不法分子恶意攻击。
人为因素是影响信息系统安全的重要因素之一。
13.信息系统安全管理的阶段
信息系统安全管理可划分为事先防御阶段、实时监测阶段和事后响应阶段,各阶段的功能如下表所示:
所属阶段 信息系统安全管理
事先防御 网络隔离 访问控制 加密传输
实时监测 病毒监控 入侵检测 系统/用户行为监控
事后响应 报警、急救 取证、问责 修复、加固
14.信息系统安全管理模型
信息系统安全必须从整体考虑,做到遵循“有计划有目标、发现问题、分析问题、采取措施解决问题、后续监督避免再现”的全程管理思路,建立一套完整的信息系统安全管理体系。信息系统安全管理模型如下图所示:
第5单元 信息社会的建设
1.真实与虚拟
我们可以把网络空间理解为“计算机空间”,在这个空间里,人们通过由无数计算机连接在一起的互联网进行联络与信息交流。
在虚拟世界中的任何行为都会留下自己的“数字脚印”,这些“脚印”构成了你的虚拟形象,别人也会通过这些“脚印”来认识你。
2.网络礼仪
关于网络礼仪,国际上通行以下十大规则。
(1)记得对方是真实的人。
(2)现实中需要遵守道德规范,网络上也是如此。
(3)明白自己所处的网络空间的规范。
(4)尊重别人的时间,节省带宽用量和主机存储空间。
(5)网络用语文明。
(6)共享专业知识。
(7)网络讨论要理智。
(8)尊重他人隐私。
(9)勿滥用权利。
(10)宽恕他人的过错。
3.网络欺凌
网络欺凌,是指一种在网上生活中发生的欺凌事件,是网络时代的新现象,即指人们利用互联网做出针对个人或群体的恶意、重复、敌意的伤害行为,以使其他人受到伤害。网上欺凌会触犯法律,这涉及《中华人民共和国治安管理处罚法》第四十二条的相关规定。
4.保护个人信息的法律法规
(1)我国对个人信息提供直接保护的法律法规。
主要包括《刑法修正案(七)》《侵权责任法》《全国人大常委会关于加强网络信息保护的决定》《治安管理处罚法》《电信法》《未成年人保护法》《妇女权益保护法》《执业医师法》《消费者权益保护法》《互联网信息服务管理办法》等。
(2)对个人信息间接保护的法律法规。
立法包括《宪法》《民法通则》等;工信部的《电信和互联网用户个人信息保护规定》和《通信短信息服务管理规定》;工商总局的《网络交易管理办法》等部门规章以及2017年6月1日施行的《中华人民共和国网络安全法》相关规定。
5.信息公开
信息公开是指国家行政机关和法律、法规以规章授权和委托的组织,在行使国家行政管理职权的过程中,通过法定形式和程序,主动将政府信息向社会公众或依申请而向特定的个人或组织公开。
6.政府信息公开制度
我国政府信息公开工作主要依照《中华人民共和国政府信息公开条例》开展。
信息公开的作用与意义。
(1)信息公开促进公众参与国家管理。
(2)保障个人权益。
(3)促进经济增长。
7.知识产权
知识产权(intellectual property),是“基于创造成果和工商标记依法产生的权利”的统称。最主要的三种知识产权是著作权、专利权和商标权,其中专利权与商标权统称为工业产权。
8.著作权
著作权(copyright)也称为版权,是指作者和其他著作权人对文学、艺术和科学工程作品所享有的各项专有权利。保护著作权的最主要目的是鼓励人们创新。
9.信息技术对人类社会的影响
(1)信息技术的发展推动社会的信息化进程。
(2)信息技术大力促进科学技术的快速发展。
(3)信息技术大幅提高了人们的工作效率与生活质量。
(4)信息技术引发社会问题。
10.信息社会的新特征
(1)知识经济时代社会结构正在变化。
(2)社会网络成为信息社会的组织方式。
(3)数字化信息成为信息社会的主要内容。
(4)信息社会促使政府的管理更加科学、高效。
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