粵教版高中信息技術(shù)必修1第一章數(shù)據(jù)與計(jì)算學(xué)考講義

第一章數(shù)據(jù)與計(jì)算學(xué)考講義知識(shí)框架（詳版思維導(dǎo)圖見(jiàn)配套資料）第一章數(shù)據(jù)與信息知識(shí)點(diǎn)思維導(dǎo)圖↑↑↑

知識(shí)技能具體感知數(shù)據(jù)；描述數(shù)據(jù)的基本特征；知道數(shù)據(jù)編碼的基本方式；具體感知信息；描述信息的特征。知識(shí)點(diǎn)跟蹤及練習(xí)1.1數(shù)據(jù)及其特征數(shù)據(jù)是現(xiàn)實(shí)世界客觀事物的符號(hào)記錄,是信息的載體,是計(jì)算機(jī)加工的對(duì)象。學(xué)考真題電腦采用的二進(jìn)制數(shù)中只有0和1兩個(gè)數(shù)字符號(hào)。TF答案：T解析：計(jì)算機(jī)只能處理二進(jìn)制，二進(jìn)制只有0和1兩個(gè)代碼。數(shù)據(jù)的形式包括圖形、圖像、視頻音頻、文本（文字，數(shù)字，數(shù)值，字符）等數(shù)值性和非數(shù)值性符號(hào)，都可以被計(jì)算機(jī)特化為二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行各種邏輯運(yùn)算，處理成有意義的數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)不僅是信息的載體，也是人們提取信息、做出決策的重要依據(jù)，成為人們認(rèn)識(shí)和理解現(xiàn)實(shí)世界客觀事物的重要資源。例：數(shù)字“180”在計(jì)算機(jī)中表示為10110100學(xué)考真題（學(xué)考題）在信息社會(huì)中，數(shù)據(jù)已成為最為重要的戰(zhàn)略資源。TF答案：T解析：大數(shù)據(jù)時(shí)代，數(shù)據(jù)不僅是信息的載體，也是人們提取信息、做出決策的重要依據(jù)，成為人們認(rèn)識(shí)和理解現(xiàn)實(shí)世界客觀事物的重要資源。數(shù)據(jù)基本特征（1）二進(jìn)制。在計(jì)算機(jī)中，數(shù)據(jù)以二進(jìn)制的形式存儲(chǔ)、加工。（2）語(yǔ)義性。語(yǔ)義是將數(shù)據(jù)符號(hào)解釋為客觀世界的事物。（3）分散性。數(shù)據(jù)是分散的記錄，分別記錄不同客觀事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。（4）多樣性與感知性。數(shù)據(jù)記錄的形式是多樣的、可看的、可聽(tīng)的、可感知的，如圖形圖像，視頻、音頻、文本等。學(xué)考真題（學(xué)考題）任何數(shù)據(jù)在電腦中的存儲(chǔ)形式都是（）A.八進(jìn)制B.十進(jìn)制C.十六進(jìn)制D.二進(jìn)制答案：D解析：本題考察的是計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的形式。計(jì)算機(jī)的加工對(duì)象是0、1代碼，是二進(jìn)制，無(wú)論計(jì)算機(jī)處理的對(duì)象是文本、圖像等各類(lèi)數(shù)據(jù)，最終在電腦中的存儲(chǔ)形式都是二進(jìn)制。1.2數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)編碼是指計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換成0和1組成的二進(jìn)制編碼，進(jìn)而采用基于二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算進(jìn)行處理。模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)是指用連續(xù)變化的物理量所表達(dá)的信息。其信號(hào)的幅度、頻率或相位隨時(shí)間作連續(xù)變化，如聲音信號(hào)、圖形信號(hào)等。數(shù)字信號(hào)數(shù)字信號(hào)是離散時(shí)間信號(hào)的數(shù)字化表示。信號(hào)的自變量、因變量都是離散的。例如，開(kāi)關(guān)電路中輸出電壓和電流脈沖就是離散的信號(hào)。在計(jì)算機(jī)中，數(shù)字信號(hào)的大小常用有限位的二進(jìn)制數(shù)表示。例如，2位的二進(jìn)制數(shù)可表示00、01、10和11四種數(shù)字信號(hào)。學(xué)考真題數(shù)字化是指將現(xiàn)實(shí)世界中的事物（音頻、圖像等)在計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)化的過(guò)程。下列關(guān)于數(shù)字化的表述正確的是（）A.數(shù)字化過(guò)程中不一定要進(jìn)行編碼B.數(shù)字化是數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)為模擬信號(hào)的過(guò)程C.數(shù)字化的最終形式是二進(jìn)制D.數(shù)字化后的信息都可以原樣還原答案：C解析：本題考察的是對(duì)數(shù)字化的理解。數(shù)字化是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)的過(guò)程一定要經(jīng)過(guò)編碼，數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化編碼后，是無(wú)法再原樣還原的。編碼的基本方式：要了解下面知識(shí)框架，并且知道常用數(shù)據(jù)的編碼方式。ASCII碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)。1960年，香農(nóng)。用7位二進(jìn)制碼為所有的英文字母(大小寫(xiě)52個(gè))、阿拉伯?dāng)?shù)字（10個(gè)）和常用的不可見(jiàn)控制符（33個(gè)）以及標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、運(yùn)算符號(hào)等(33個(gè)）建立了轉(zhuǎn)換碼，將符號(hào)轉(zhuǎn)換為“0”和“1”構(gòu)成的編碼。從表13可知，英文字母A和a的編碼分別為01000001(十進(jìn)制數(shù)65）和01100001(十進(jìn)制數(shù)97）。國(guó)標(biāo)碼：由于ASCII碼不能表示漢字，因此，我國(guó)設(shè)計(jì)了用于處理漢字的簡(jiǎn)體中文的GB碼和用于繁體中文的BIG5碼(大五碼)。學(xué)考真題字符“A”在標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼中值為65，則字符“G”的ASCII碼值為（）A.67B.79C.70D.71答案：D解析：在ASCII碼表中，字母的編碼是有規(guī)律可循的。十六進(jìn)制ASCII碼值與英文字符對(duì)照表如下表。推斷”print”對(duì)應(yīng)的ASCII碼值（）A.7072696E73B.70726A6E75C.7072606E74D.7072696E74答案：D解析：本題考察的是ASCII碼的字母編碼規(guī)律和十六進(jìn)制表示。十六進(jìn)制有16個(gè)字符。圖像編碼是指在滿(mǎn)足一定保真度的條件下，對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行變換、編碼和壓縮，以較少比特?cái)?shù)表示圖像或圖像中所包含的信息的技術(shù)。（1）位圖圖像編碼。位圖,最小單位為光柵點(diǎn)（或稱(chēng)像素),因而也叫作點(diǎn)陣圖（或像素圖)。位圖采用位映射存儲(chǔ)格式，即將每一個(gè)像素映射為一個(gè)數(shù)據(jù)，存放在以字節(jié)為單位的矩陣中。（2）位圖文件大小。黑白圖像，每一個(gè)像素有2種可選顏色(黑、白），稱(chēng)為1位圖像。16色圖像，每一個(gè)像素有16種可選顏色，稱(chēng)為4位圖像（24=16);256色圖像稱(chēng)為8位圖像(28=256);24位圖像的可選顏色更豐富，為2的24次方種。文件的大小=文件頭+信息頭+顏色表項(xiàng)+圖像分辨率×圖像量化位數(shù)÷8教材例，在如圖110所示的黑白圖像中，共有32×2個(gè)像素，如果將黑、白像素分別映射為1和0，就表示為11111111，00000110，10000110，11111111,10000001,01100011，01111100，10000001，這就是該黑白圖像的二進(jìn)制編碼。通常圖像編碼采用16進(jìn)制編碼，因而圖110的編碼為“FF，06，86，F(xiàn)F,81，63，7C，81”。該所包含的圖形數(shù)據(jù)為32×2÷8=8個(gè)字節(jié)。學(xué)考真題在電腦中存儲(chǔ)漢字字型需要較長(zhǎng)的二進(jìn)制編碼，由于不方便記錄，所以一般轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制數(shù)表示。十六進(jìn)制的數(shù)字表示依次為0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)……以“英”字為例，所在區(qū)域是16x16的點(diǎn)陣圖，其中黑點(diǎn)為1，空白為0。下列選項(xiàng)錯(cuò)誤的是（）B.第6行用十六進(jìn)制數(shù)表示為1FECC.增大字形的點(diǎn)陣規(guī)模，存儲(chǔ)空間會(huì)變大D.存儲(chǔ)這個(gè)漢字點(diǎn)陣需占用空間為32字節(jié)答案：B將一副分辨率不變的256色的位圖圖像另存為16色的位圖圖像，那么圖像文件大小大約變?yōu)樵瓉?lái)的（）A.1/8B.1/16C.1/2D.1/4答案：C解析：文件的大小=圖像分辨率×圖像量化位數(shù)÷8題干中的兩個(gè)圖像的量化位數(shù)分別為8和4，故文件變?yōu)樵瓉?lái)的1/2。聲音編碼采樣。采樣就是把輸入的模擬信號(hào)按適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔得到的各個(gè)時(shí)刻的樣本值，使其轉(zhuǎn)換為時(shí)間上離散、幅度上連續(xù)的脈沖信號(hào)。常用的采樣頻率有三種：44.1kHz、22.05kHz和11.025kHz。量化。量化是把樣值信號(hào)的無(wú)限多個(gè)可能的取值，近視地用有限個(gè)數(shù)值來(lái)表示。首先是將采樣信號(hào)幅度劃分為若干量化等級(jí)(國(guó)標(biāo)聲音量化等級(jí)分為256個(gè)，即2^8個(gè))，然后將采樣后的信號(hào)幅度與所劃分的各個(gè)量化等級(jí)進(jìn)行比較，向下取最接近的量化等級(jí)的數(shù)值。編碼。編碼是將量化后的采樣值用二進(jìn)制數(shù)碼表示，并轉(zhuǎn)換為由二進(jìn)制編碼0和1組成的數(shù)字信號(hào)。模擬信號(hào)采樣后可用8位二進(jìn)制數(shù)表示，最高位表示符號(hào)，正數(shù)為，負(fù)數(shù)為1。編碼時(shí)采用的二進(jìn)制位數(shù)越多，數(shù)據(jù)量越大。占用的存儲(chǔ)空間也越大。聲音存儲(chǔ)空間=采樣頻率x量化位數(shù)x聲道數(shù)x時(shí)間/8教材例：采樣頻率為44.1kHz.量化位數(shù)為16位的立體聲，1秒聲音所需字節(jié)數(shù)為44.1x1000x16x2x1/8=176.4(KB)學(xué)考真題將一段模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，一般要依次經(jīng)過(guò)的三個(gè)步驟是（）A.量化、編碼、采樣B.編碼、量化、采樣C.采樣、量化、編碼D.采樣、編碼、量化答案：C解析：模擬信號(hào)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號(hào)三個(gè)過(guò)程：采樣→量化→編碼。1.3信息及其特征信息是經(jīng)過(guò)加工處理的，具有意義的數(shù)據(jù)。信息是時(shí)客觀世界中各種事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和變化的反映，是客觀事物之間相互聯(lián)系和相互作用的表征。學(xué)考真題數(shù)據(jù)是現(xiàn)實(shí)世界中客觀事物的符號(hào)記錄，是信息的載體。TF答案：T解析：數(shù)據(jù)是信息的載體，數(shù)據(jù)的形式多樣，如文字、圖片、視頻等。信息的特征(1)普遍性。信息不是虛無(wú)綠野的事物，只要有事物運(yùn)動(dòng)，有數(shù)據(jù)存在，就會(huì)有信息存在。信息普遍存在于自然界和人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的始終，可以被人們感知，獲取、傳遞和利用。(2)傳遞性。信息的傳遞打破了時(shí)間和空間的限制。例如，我們可以借助計(jì)算機(jī)。網(wǎng)絡(luò)、等工具了解發(fā)生在世界各地的許多事情。(3)共享性。信息作為種資源，通過(guò)交流可以在不同個(gè)體或群體間共享。信息交道與實(shí)物交流有本質(zhì)上的不同：實(shí)物交流，一方有所得，另方必有所失。例如，兩個(gè)人交換手中的一個(gè)蘋(píng)果，每人得到的是對(duì)方的那一一個(gè)蘋(píng)果。面信息交流則不然。兩個(gè)人交換則都擁有了兩份信息。因此，人們悟出以下道理:分享，溝通與行動(dòng)是將知識(shí)轉(zhuǎn)化為智慧的關(guān)鍵。(4)依附性和可處理性。各種信息必須依附一定的圖像，文字。聲音等符號(hào)才能夠表現(xiàn)出來(lái)，為人們所接收，井按照某種需要進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。信息經(jīng)過(guò)分析和處理，往往會(huì)產(chǎn)生新的信息，使信息得到增值。(5)時(shí)效性。信息不是:.成不變的東西，會(huì)隨者客現(xiàn)事物的變化而變化。如果信息不能反映事物的最新變化狀態(tài)，它的效用就會(huì)降低，一且超過(guò)其“生命周期”，信息就失去原有的效用，成為歷史記錄。(6)真?zhèn)涡?。人們接收到的信息，并不都是?duì)事物的真實(shí)反映，因