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第一课时
采集鸟类活动的数据
信息技术沪教版
必修1
第一单元
数据与信息
项目一
探秘鸟类研究——认识数据、信息与知识
目录
数据和信息
新课导入
什么是数据
数据
信息
知识
大数据
课后
作业
新课导入
什么
是数据
数据是对客观事物属性的描述，是记录下来的某种可以识别的符号。在计算机科学中，数据是指所有能输入到计算机中并能被计算机程序处理的符号的总称。
02
01
２００９
严蔚敏
《数据结构》
北京：清华大学出版社，
２０1
4
童应学，吴燕
《计算机应用基础教程》
武汉：华中师范大学出版社
数据是对客观事物的符号表示，在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。它是计算机程序加工的“原材料”。对计算机科学而言数据的含义极为广泛，如图像、声音等都可以通过编码而归之于数据的范畴。
严蔚敏
数据是事实或观察的结果，是对客观事物的逻辑归纳，是用于表示客观事物的未经加工的原始素材。数据是信息的表现形式和载体，可以是符号、文字、数字、语音、图像、
视频等。数据和信息是不可分离的，数据是信息的表达，信息是数据的内涵。数据本身没有意义，数据只有对实体行为产生影响时才成为信息。数据可以是连续的值，比如声音、图像，称为模拟数据。也可以是离散的，如符号、文字，称为数字数据。在计算机系统中，数据以二进制信息单元０，１的形式表示。
童应学，吴燕
获取数据的方法
近年来，人们利用各种信息技术工具，实现了自动采集数据。例如，在鸟类栖香山地安装实时监控设备，利用红外报影机全天候拍摄视频数据，利用录音设备录制声音数据，这些数据可以直接保存到信息系统中，供人们分析研究。
数据和信息
数据是对客观事物属性的描述，是记录下来的某种可以识别的符号。
信息是数据中所包含的意义，是对数据进行加工的结果。
数据
信息
数据和信息的不同特征
数据的载体性
数据是信息的符号表示，是信息的载体；
信息的依附性
信息是数据的含义，是对数据的解释。信息必须依附于某种载体，通过某种数据形式才能存储、表达和传播。相同的信息可以依附于不同的载体，其内容不会因载体形式的不同而发生变化。
数据和信息的不同特征
数据和信息的不同特征
数据的孤立性
信息的联系性
数据是最原始的记录，与其他数据之间没有建立系之前，是分散和孤立的。只有通过对数据进行加工处理，与其他数据之间建立联系，才能形成针对某个特定问题的信息。
数据和信息的不同特征
数据的孤立性
信息的联系性
例如，1、3、5、7、9、11、13、15是一组数值数据，孤立地看每一个数，无法知晓它代表什么。但如果将这组数据联系起来，可以发现是一个公差为2的等差数列的开头一段据此可以推断其后面的数应该是17、19、21…这样通过分析得出的结论便是信息。
数据和信息的不同特征
数据的客观性
数据是记录下来可以被识别的符号，是原始事实，具有客观性。
信息的主观性
信息是对数据的解释是数据处理的结果，具有主观性。
数据本身没有意义，只有经过加工和解释，才具有意义，从而转化为信息。
数据和信息的不同特征
这是什么
同一数据，具有不同知识、经验的人不同的角度解读，会得到不同的信息。
数据和信息的共同特征
普遍性
可处理性
传递性
共享性
价值性
时效性
数据
信息
知识
信息
数据
知识
从数据到信息，再到知识，是一个从低级到高级的认知过程。数据是信息和知识的来源。无论信息还是知识，都来自于数据，都是以数据为载体而存在的。信息是经过加工的数据，知识是经过人类归纳整理和反复验证后沉淀下来而呈现的规律。
大数据
数据量
处理速度
多样性
大数据特征
真实性
互联网行业是大数据应用的领跑者
大数据的应用
大数据应用加速向传统领域拓展
互联网是大数据应用的发源地，大型互联网企业是当前大数据应用的领跑者。搜索引擎作为最早的互联网大数据应用，从此开启了大数据技术的新篇章。
商业
公共服务
技术研发
互联网行业
第一种发展方向
第二种发展方向
积极整合行业和机构内部的各种数据源，通过对整合后的数据进行挖掘分析，从而发展大数据应用。
积极借助外部数据，主要是互联网数据，来实现相关应用。
大数据应用加速向传统领域拓展
例如，一些新兴的大型百货商场利用大数据平台整合ＰＯＳ（ｐｏｉｎｔ
ｏｆｓａｌｅ）机、企业
ＣＲＭ（Ｃｕｓｔｏｍｅｒ
Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ
Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）系统、免费无线网络、客流监控设备等数据，对用户进行聚类分析，支撑包括商品位置摆放、打折信息投放、移动端营销、客户习
惯查询、客户群路径分析等应用，提高商场营销效率和营业额。
第一种发展方向
例如，基于大数据的智慧城市决策系统也是大数据应用的重要领域，可整合来自经济、统计、民政、教育、卫生、人力等政府部门内部数据和来自物联网、移动互联网等网络数据，设计经济社会运行分析模型，支撑智慧人口、智慧医疗、智慧教育、智能物流、智能环保等相关决策应用。
第一种发展方向
第二种发展方向
例如，金融机构通过收集互联网用户的微博数据、社交数据、历史交易数据来评估用户的信用等级；证券分析机构通过整合新闻、股票论坛、公司公告、行业研究报告、交易数据、行情数据、报单数据等，试图分析和挖掘各种事件和因素对股市和股票价格走向的影响；
第二种发展方向
例如，监管机构将社交数据、网络新闻数据、网页数据等与监管机构的数据库对接，通过比对结果进行风险提示，提醒监管机构及时采取行动；零售企业通过互联网用户数据分析商品销售趋势、用户偏好等。
课后作业
近年来，随着信息技术的普及，国内外不少民间鸟类爱好者开始积极配合鸟类专业工作者，参与多项鸟类科学调查活动。一些观鸟网站和鸟类Ａｐｐ都具有采集、整理、分享鸟类活动数据的功能，如图15和图16所示。查找并选择一个观鸟网站或鸟类Ａｐｐ，了解它向鸟类爱好者采集哪些鸟类活动数据。
谢谢
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数据与信息
项目一
探秘鸟类研究——认识数据、信息与知识
第一课时
采集鸟类活动的数据
■教学目标
1.通过实例分析，感知其中的数据，描述数据的概念和特征，理解并应用数据。
2.通过分析大数据应用案例，了解大数据的概念、特征和常见应用领域，认识数据在信息社会中的重要价值，能够举例说明大数据对人们日常生活的影响。
3.通过数字化学习活动，逐步适应数字化学习环境，掌握数字化学习的方法，能够根据需要选用恰当的数字化工具和资源开展学习。
■教学重点和难点
1.重点：数据的概念和特征，大数据的特征、应用及其对人们日常生活的影响。
2.难点：数据与大数据之间的关系。
■教学准备
1.软硬件环境：机房、思维导图软件、大数据应用平台。
2.教学素材：鸟类研究的案例或其他体现数据的案例，大数据的应用案例。
■教学过程
一、新课导入
“人类社会已进入大数据时代，
信息技术与社会各领域的交互融合引发了数据量的迅猛增长，同时带来了海量信息。
现实社会中，数据和信息无处不在，我们时刻处于数据和信息的包围之中。那么，什么是数据？今天，我们将学习数据的基本知识。”
二、什么是数据
1.学生自主学习
明确自主学习的任务和要求：
（１）阅读教材中的项目一“采集鸟类活动的数据”，完成“导学案”第一部分的问题和任务。
（２）阅读知识链接中的“数据和信息”，结合“采集鸟类活动的数据”，完成“导学案”第二部分的问题和任务。
（３）阅读知识链接中的“数据、信息与知识的关系”及相关资料，完成“导学案”第三部分的问题和任务。
借助教材和网络资源学习相关知识，完成“导学案”中的问题和任务（详见件中的“探秘鸟类研究”项目导学案）。
小组交流
明确小组交流的要求：
（１）小组内学生依次分享自主学习的成果，要求每个学生都参与。
（２）所有组员都完成交流后，选出小组代表，并帮助他完善发言，准备代表本组在班级里分享。
3.数据的定义
数据是对客观事物属性的描述，是记录下来的某种可以识别的符号。在计算机科学中，数据是指所有能输入到计算机中并能被计算机程序处理的符号的总称。
数据的定义很多，以下列举了两种。
（１）数据是事实或观察的结果，是对客观事物的逻辑归纳，是用于表示客观事物的未经加工的原始素材。数据是信息的表现形式和载体，可以是符号、文字、数字、语音、图像、
视频等。数据和信息是不可分离的，数据是信息的表达，信息是数据的内涵。数据本身没有意义，数据只有对实体行为产生影响时才成为信息。数据可以是连续的值，比如声音、图像，称为模拟数据。也可以是离散的，如符号、文字，称为数字数据。在计算机系统中，数据以二进制信息单元０，１的形式表示。
———童应学，吴燕．计算机应用基础教程．武汉：华中师范大学出版社，２０１４
（２）数据是对客观事物的符号表示，在计算机科学中是指所有能输入到计算机中并被计算机程序处理的符号的总称。它是计算机程序加工的“原材料”。对计算机科学而言数据的含义极为广泛，如图像、声音等都可以通过编码而归之于数据的范畴。
———严蔚敏．数据结构．北京：清华大学出版社，２００９
获取数据的方法
近年来，人们利用各种信息技术工具，实现了自动采集数据。例如，在鸟类栖香山地安装实时监控设备，利用红外报影机全天候拍摄视频数据，利用录音设备录制声音数据，这些数据可以直接保存到信息系统中，供人们分析研究。
三、数据和信息
数据是对客观事物属性的描述，是记录下来的某种可以识别的符号。信息是数据中所包含的意义，是对数据进行加工的结果。
数据和信息之间有着固有的联系和区别，它们具有许多共同特征，同时又存在差异，具有一些不同的特征。
1.数据和信息的不同特征
(1)数据的载体性与信息的依附性
数据是信息的符号表示，是信息的载体；信息是数据的含义，是对数据的解释。两者密不可分。信息必须依附于某种载体，通过某种数据形式才能存储、表达和传播。相同的信息可以依附于不同的载体，其内容不会因载体形式的不同而发生变化。
例如，2017年7月我国多地降暴雨，各地气象台发布了降雨量的数据，电视台播放了暴雨来袭的视频，广播台播放了语音报道，报纸做了文字和图片报道……这些文字、图像声音、视频等都是数据，它们承载着“多地降暴雨的信息。同时，“多地降暴雨”这一信息在存储和传播过程中依附于文字、图像、声音、视频等多种载体。虽然信息传递的渠道不同，所依附的载体形式不同，但信息的内容是相同的。
(2)数据的孤立性与信息的联系性
数据是最原始的记录，与其他数据之间没有建立系之前，是分散和孤立的。只有通过对数据进行加工处理，与其他数据之间建立联系，才能形成针对某个特定问题的信息。例如，1、3、5、7、9、11、13、15是一组数值数据，孤立地看每一个数，无法知晓它代表什么。但如果将这组数据联系起来，可以发现是一个公差为2的等差数列的开头一段据此可以推断其后面的数应该是17、19、21…这样通过分析得出的结论便是信息。
(3)数据的客观性与信息的主观性
数据是记录下来可以被识别的符号，是原始事实，具有客观性；信息是对数据的解释是数据处理的结果，具有主观性。数据本身没有意义，只有经过加工和解释，才具有意义，从而转化为信息。例如，用粉笔在黑板上画一个圈，请被测试者回答这是什么，会得到许多答案，如“数字0”“英文字母0”“句号”“月亮”……这里，黑板上的圆圈是数据，是客观存在的一个符号，没有确定的含义，而“数字”“英文字母0”等是人们解读这一数据得到的信息。同一数据，具有不同知识、经验的人不同的角度解读，会得到不同的信息。
2.数据和信息的共同特征
(1)普遍性
数据是对客观事物属性的描述。事物是普遍存在的，因此，数据也无处不在，无时不有。考试的成绩、上课的铃声是数据，人们阅读的文章、观看的影片也是数据……有了数据，人们就会感知其中的意义，自觉或不自觉地获取信息。因此，信息也是普遍存在的。
(2)可处理性
对数据可以进行加工处理，生成新的数据。信息是数据加工的结果，同一数据经过不同的加工可以得到不同的信息。同时，对信息进行分析处理，可以得到更多的信息。例如从某个人的身份证号码中提取第7-12位，得到数据19906根据身份证号码的编码规则从中可以解读出信息一这个人的出生年月为1990年6月。作进一步加工处理，还可以从中解读出更多信息，如这个人的年龄、属相等。
(3)传递性与共享性
数据和信息是可以传递和共享的，同一数据或信息可以通过复制、传播，被多人重复使用。在传递和共享的过程中，数据和信息本身不会像物质和能源那样产生损耗。例如同一新闻，可以通过报纸、电视、网络等多种渠道传播。在这一过程中，新闻通过各种渠道传递给多人，而新闻本身不会因传递和共享而有任何损失。
(4)价值相对性与时效性
数据和信息是有价值的，但其价值只有当数据或信息被利用时才能体现出来。数据和信息的价值具有相对性，是否有价值及价值的大取决于使用者的需求，以及使用者对数据和信息的认知、理解和应用能力。例如，两家鞋厂别派一位推销员到一个岛上推销鞋他们上岛后共同感知的数据是“岛上居民一年四季都光着脚”。然而这两位推销员从中取了不同的信息：第一位推销员认为“岛上无人穿鞋，没有市场”；第二位推销员认为上无人穿鞋，市场潜力很大”。对数据和信息的同理解，使他们做出了不同的选择，采了不同的行动，从而获得了不同的结果。第一位推销员失望而归，第二位推销员请鞋厂速寄来100双鞋，把鞋送给岛上的居民，最终为鞋厂赢得了销售市场。数据和信息的价值与个人需求有关。例如，“岛上居民一年四季都光着脚”这一数据及它承载的信息，对于到岛上推销鞋的推销员是有价值的，但对于与此事不相关的人来说可能并没有什么价值。
数据和信息的价值还与时间有关，即具有时效性。例如，某商场今年10月1日至7举办店庆活动，商品打折促销，如果消费者恰好想去该商场购物，并在10月7日之前获了这个信息，那么，该信息对其是有价值的。但过了107日，该信息就无效了，其价就降低了。
四、数据、信息与知识的关系
从数据到信息，再到知识，是一个从低级到高级的认知过程。数据是信息和知识的来源。无论信息还是知识，都来自于数据，都是以数据为载体而存在的。信息是经过加工的数据，知识是经过人类归纳整理和反复验证后沉淀下来而呈现的规律。同时，相应的知识又是加工数据、提炼信息的基础，能帮助人们理解信。由此可见，数据、信息与知识之间不存在绝对的界限，三者有着千丝万缕的联系。
五、大数据
1.大数据特征
大数据是指无法在可承受的时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数
集合。大数据通常具有4V特征,也就是?Volume(数据量)、?Velocity(处理速度)、vani
(多样性)?Veracity(真实性
(1)数据量:大数据的体量很大,且数据集合的规模还在不断扩大。随着信息技术的大规模普及和应用,教育、商业、工业、科学研究、医疗等各行各业所产生的数据量都呈现出指数增长的趋势。
(2)处理速度:由于数据量增长速度快,大数据处理速度也必须快,且时效性要求高大数据往往以数据流的形式动态地、快速地产生,需要在一定的时间限度下得到及时处理。
(3)多样性:大数据来自多种数据源,数据种类和格式非常丰富。随着智能设备,社交网络等的流行,机器和传感器数据(如设备日志、地理位置数据)、社交数据(如网站用户行为记录数据等)等各种新类型数据越来越多
(4)真实性:大数据的真实性主要包括数据的可信性、真伪性、来源和信誉、有效性等。
2.大数据的应用
大数据的价值体现在大数据的应用上，人们关心大数据，最终是关心大数据的应用，关心如何从业务和应用出发让大数据真正实现其所蕴含的价值，从而为我们的生产生活带来有益的改变。
目前，大数据应用在各行各业的发展呈现“阶梯式”格局：互联网行业是大数据应用的领跑者，金融、零售、电信、公共管理、医疗卫生等领域积极尝试大数据。
（1）互联网行业是大数据应用的领跑者
互联网是大数据应用的发源地，大型互联网企业是当前大数据应用的领跑者。搜索引擎作为最早的互联网大数据应用，其不断的发展推动谷歌公司在２０００年左右提出了ＭａｐＲｅｄｕｃｅ
／
ＢｉｇＴａｂｌｅ等技术，从此开启了大数据技术的新篇章。经过十多年的发展，互联网上形成了多种相对成熟的大数据应用模式，按照用途可分为以下三类：
第一，商业大数据应用，即主要以盈利为目的的大数据应用。目前常见的应用有：一是基于用户个人信息、行为、位置、微博等数据而进行的个性化推荐、交叉推荐、品牌监测等营销类大数据应用。由于其商业模式清晰可见，市场需求广泛旺盛，因此这是目前互联网上最热门最普遍的应用，被互联网广告、电子商务、微博、视频、相亲等公司普遍采用。二是基于用户、商铺的交易数据而进行的经营分析报告、反欺诈、反虚假交易、促销和团购选品、产业集聚判断等交易辅助类大数据应用，这些应用目前已经逐渐成为电子商务企业的必备工具。三是利用网站动态数据对网络状态进行实时监控预警、网站分析优化和网络信息安全
保护（如用户信息保护、防网络攻击、防钓鱼、防垃圾邮件等）的网络安全大数据应用。
第二，公共服务类大数据应用，即不以盈利为目的、侧重于为社会公众提供服务的大数据应用。典型案例如谷歌开发的流感、登革热等流行病预测应用能够比官方机构提前一周发现疫情暴发状况。国内也有搜索引擎公司提供诸如春运客流分析、失踪儿童搜寻的公益大数据服务。
第三，技术研发类大数据应用，即利用大数据技术促进前沿技术研发、持续改进产品性能的应用。互联网应用在新版本的研发中，常常进行Ａ
／
Ｂ测试，这就是大数据在产品开发中的典型应用。
Ａ
／
Ｂ测试中，服务商同时收集新老版本下的用户行为数据（如点击行为、访问时长、鼠标停留等），并进行分析比对，用以指导产品后续的改进方向。另外，利用各种语言版本的网页数据不断提高翻译质量的机器翻译、利用更多话音指令不断提升质量的话音识别技术，以及无人汽车等前沿技术的研发也广泛应用了大数据技术。
（2）大数据应用加速向传统领域拓展
大数据应用起源于互联网，正在向以数据生产、流通和利用为核心的各个产业渗透。
目前金融、零售、电信、公共管理、医疗卫生等领域在积极地探索和布局大数据应用，主要呈现两种发展方向：
一是积极整合行业和机构内部的各种数据源，通过对整合后的数据进行挖掘分析，从而发展大数据应用。例如，一些新兴的大型百货商场利用大数据平台整合ＰＯＳ（ｐｏｉｎｔ
ｏｆｓａｌｅ）机、企业
ＣＲＭ（Ｃｕｓｔｏｍｅｒ
Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ
Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ）系统、免费无线网络、客流监控设备等数据，对用户进行聚类分析，支撑包括商品位置摆放、打折信息投放、移动端营销、客户习
惯查询、客户群路径分析等应用，提高商场营销效率和营业额。基于大数据的智慧城市决策系统也是大数据应用的重要领域，可整合来自经济、统计、民政、教育、卫生、人力等政府部门内部数据和来自物联网、移动互联网等网络数据，设计经济社会运行分析模型，支撑智慧人口、智慧医疗、智慧教育、智能物流、智能环保等相关决策应用。
二是积极借助外部数据，主要是互联网数据，来实现相关应用。例如，金融机构通过收集互联网用户的微博数据、社交数据、历史交易数据来评估用户的信用等级；证券分析机构通过整合新闻、股票论坛、公司公告、行业研究报告、交易数据、行情数据、报单数据等，试图分析和挖掘各种事件和因素对股市和股票价格走向的影响；监管机构将社交数据、网络新闻数据、网页数据等与监管机构的数据库对接，通过比对结果进行风险提示，提醒监管机构及时采取行动；零售企业通过互联网用户数据分析商品销售趋势、用户偏好等。
———摘自工业和信息化部电信研究院《大数据白皮书（２０１４
年）》
六、课后作业
近年来，随着信息技术的普及，国内外不少民间鸟类爱好者开始积极配合鸟类专业工作者，参与多项鸟类科学调查活动。一些观鸟网站和鸟类
Ａｐｐ
都具有采集、整理、分享鸟类活动数据的功能，如图15和图16所示。查找并选择一个观鸟网站或鸟类
Ａｐｐ，了解它向鸟类爱好者采集哪些鸟类活动数据。
