資源簡介

第1單元　初識數據與計算
【學業要求】
學生能夠描述數據與信息特征；掌握數字化學習的方法，能夠根據需要選用合適的數字化工具開展學習(信息意識、數字化學習與創新)。能夠利用軟件工具或平臺對數據進行整理、組織、計算與呈現(計算思維)。
1．1　我們身邊的數據
我們身邊的數據　
【知識點梳理】
1. 數據的特征：不變的數據、變化的數據。
2. 數據的概念：數據是現實社會的符號記錄，表現形式主要有數字、文字、圖形、聲音和視頻等。
3. 數據的來源及收集方法：
直接獲取：傳統方法有調查法、訪談法、觀察法、實驗法等；現代化方法有傳感器、探測器等設備及相關技術方法；
間接獲取：查閱文獻資料、關注媒體資源、瀏覽權威網站、利用搜索引擎在網絡中進行檢索、從相關數據公司購買等。
4. 信息的特征：載體依附性、價值性、時效性、共享性等。
5. 數據、信息和知識的關系：這三個可以看作人類對客觀事物感知的三個不同階段。數據是對事物屬性的客觀記錄，信息是經過組織的有結構的數據，知識是經過人的思維整理過的信息、數據、形象、價值標準以及社會的其他符號化產物。
【同步練習】
一、 選擇題
1. 關于信息，下列說法正確的是(　　)
A. 信息可以不依賴于載體而獨立存在
B. 信息是發展到21世紀才出現的
C. 兩個人進行交談或討論也是在相互傳遞信息
D. 同一條信息對所有人都有相同的價值
2. 關于數據，下列說法錯誤的是(　　)
A. 數字、文字、音頻、視頻都屬于數據　 B. 通過實驗得到的數據屬于間接數據
C. 有的數據是固定不變的　 D. 空氣中的濕度數據可以通過傳感器收集
3. 下列不是信息載體的是(　　)
A. 二維碼　　　 B. 錄音筆　　　　　 C. 網頁　　　　 D. QQ消息
4. 甲骨文，是中國的一種古老文字，又稱“契文”“甲骨卜辭”“殷墟文字”或“龜甲獸骨文”。是我們能見到的最早的成熟漢字，主要指中國商朝晚期王室用于占卜記事而在龜甲或獸骨上契刻的文字，是中國及東亞已知最早的成體系的商代文字的一種載體。 信息記載于甲骨文上體現的信息基本特征是(　　)
A. 載體依附性　　 B. 價值性　　 C. 時效性　　 D. 共享性
5. 網上訂票省時省力，已成為不少人的首選，下圖是一張在官方軟件上的行程信息訂單，上面有時間、目的地、身份證號碼等數據，下列說法錯誤的是(　　)
A. 數據采集技術的迅速發展，數據的表現形式也越來越多樣化，給人們的生活習慣帶來了巨大的改變
B. 只有云計算、物聯網、大數據等技術才能體現數據與生活
C. 在人們的日常生活中數據無處不在
D. 對于身份證號等涉及個人隱私的數據要主要保護
6. 某中學想要獲取高一學生對選科偏好的第一手數據，最便捷高效的數據采集方法是(　　)
A. 訪談法　　 B. 問卷調查法　　 C. 教學觀察法　　 D. 經驗分析法
7. 2021年4月29日，22.5噸重的中國空間站天和核心艙，從文昌航天發射場啟程，由長征五號B運載火箭成功送入地球軌道。我國迄今為止最大航天器進駐太空，意味著中國空間站建造已進入實質性“施工”。對設計為3個艙段基本構型的空間站而言，核心艙作為空間站的主控艙段，既是空間站的管理和控制中心，也是航天員生活的主要場所，已有能力支持航天員長時間在太空生活。地面測控中心還不能夠收到的信息是(　　)
A. 航天員的電子郵件　　　 B. 航天員的視頻、聲音信息
C. 航天員的健康信息　　　　 D. 航天員所用食品的味道
8. 在超市購物結賬時，通過無人售貨機掃描商品條形碼，就能顯示商品的價格、名稱等信息，這主要說明了數據具有(　　)
A. 依附性　 B. 時效性 C. 孤立性 D. 傳遞性
9. 圓錐體體積的計算方法是________，是經過研究、總結歸納出來的科學方法。(　　)
A. 信息　 B. 知識　 C. 數據　　 D. 信息技術
10. 下列說法錯誤的是(　　)
A. 數據就是數值或數字　 B. 數據是描述事物的符號記錄
C. 數據可被加工處理　　　 D. 數據是信息的載體
1．2　數據的計算
數據的計算　
【知識點梳理】
1. WPS電子表格軟件使用：數據的排序、數據的篩選、公式函數的應用：
平均數(AVERAGE)：如計算A1到D1單元格平均值，在E1單元格輸入“＝AVERAGE(A1：D1)”；
最大值(MAX)：如計算A1到D1單元格最大值，在E1單元格輸入“＝MAX(A1：D1)”；
計數(COUNT)：如計算A1到D1單元格個數，在E1單元格輸入“＝COUNT(A1：D1)”；
最小值(MIN)：如計算A1到D1單元格最小值，在E1單元格輸入“＝MIN(A1：D1)”；
求和(SUM)：如計算A1到D1單元格的和，在E1單元格輸入“＝SUM(A1：D1)”。
2. 數據的篩選：依據條件顯示需要的數據，其余的內容被隱藏起來，篩選后不會更改數據，取消篩選后，所有數據恢復出現。
3. 數據的分類匯總：如果要進行數據的分類匯總，首先要按照分類字段排序，使得要進行的分類匯總的行排列在一起，最后依據匯總方式計算選定匯總項。
4. 數據的可視化表達：更直觀生動地呈現數據及數據分析結構，揭示數據之間關系、趨勢和規律等表達方式。基本圖表類型有柱狀圖、餅圖和折線圖等。
5. 常見的計算方式：人工方式、面向大眾的軟件和編程方式。
【操作例題】
按照要求完成以下操作
1. 設置工作表行、列：標題行：行高30；其余行高為20。
2. 設置單元格：標題格式：字體：楷書；字號：22；字體顏色為紅色；合并居中；底紋淺綠色。將總成績右對齊；其他各單元格內容居中。
3. 設置表格邊框：外邊框為雙線，深藍色；內邊框為細實心框，黑色。
4. 重命名工作表：將Sheet1工作表重命名為“學生成績表”。
5. 復制工作表：將“學生成績表”工作表復制到Sheet2中。
6. 將姓名和總成績建立圖表并將圖表命名。
7. 計算學生總成績、平均成績、最高成績。
8. 按總成績遞增排序。
9. 數據篩選：篩選“計算機”字段選擇“>90分”。
操作步驟：
1. 選中工作表第一行數據，點擊右鍵選擇行高選項，設置行高30；選中其余行，以此方法設置行高為20。
2. 選中(A1：F1)標題單元格，分別設置字體、字號、字體顏色為相應內容；選擇合并居中；右鍵選擇設置單元格格式，在圖案選項中選擇淺綠色。選中總成績單元格設置右對齊；其他各單元格設置居中。
3. 選中(A2：F12)表格，右鍵設置單元格格式，在邊框選項中，先選擇線條外邊框為雙線，再選顏色為深藍色；內邊框為細實心框，黑色。
4. 右鍵點擊將sheet1工作表重命名為“學生成績表”。
5. 右鍵復制工作表，在sheet2粘貼。
6. 將姓名和總成績建立圖表并將圖表命名。
7. 在F3單元格輸入函數“＝SUM(C3：E3)”求出總成績，使用填充柄向下拖動至F12位置，在C13單元格輸入函數“＝AVERAGE(C3：C12)”求出平均成績，使用填充柄向右拖動至E13位置、在C14單元格輸入函數“＝MAX(C3：C12)”求出最高成績，使用填充柄向右拖動至E14位置最高成績。
8. 將光標移動到總成績的有數據區域的單元格，選擇工具欄數據選項卡中排序——升序。
9. 在數據選項卡中選自動篩選，點擊篩選“計算機”字段選擇數字篩選選項，選擇“大于”，設置分數為90。
10. 保存并關閉文檔。
【同步練習】
一、 選擇題
1. 在WPS表格中，如果要選取連續的單元格，則可以單擊第1個單元格，按住________鍵，再單擊最后1個單元格。(　　)
A. Ctrl　　　　 B. Shift　 C. Alt　　　　 D. Tab
2. 在WPS表格中，要想知道單元格A3：F5區域內數據的和，最方便的做法是(　　)
A. 用自動求和∑計算　　　　 B. 用求和函數SUM計算
C. 用狀態欄的自動計算功能　 D. 逐個數據相加計算
3. 在WPS表格中進行數值分析的時候，可以使用函數。下列關于函數的敘述正確的是(　　)
A. AVERAGE函數可以求出所選區域數據的個數
B. SUM函數可以求出所選區域數據的和
C. COUNT函數可以將所選區域的數據按照降序排列
D. MAX函數是求所選區域的數據的最小值
4. 在WPS表格中輸入“04－15”，單元格中顯示的結果是(　　)
A. 04/15　　　　　 B. 0.3　 C. 4/15　　　　　 D. 4月15日
5. 在WPS表格中，要計算某班級同學跳高平均成績，可用________函數。(　　)
A. AVERAGE　　　 B. SUM　 C. COUNT　　　　　 D. MAX
6. 在WPS表格中，在進行分類匯總前應當(　　)
A. 先按欲分類匯總的字段進行排序　　 B. 先對符合條件的數據進行篩選
C. 先排序、在篩選　　　　　　　　　 D. 先篩選、再排序
7. 如圖，如果想顯示計算機成績大于70或體育成績大于80的內容，需要進行的操作是(　　)
A. 自動篩選　　　　　　 B. 高級篩選　 C. 排序　　　　　　　　 D. 分類匯總
8. 如圖，若只顯示品牌為“手機1”的產品的銷售信息，應該執行的操作是(　　)
A. 排序　　　 B. 分類匯總　　　 C. 自動篩選　　　 D. 圖表
9. 某賽季中國職業足球超級聯賽第幾輪實時積分榜如下圖所示，各球隊獲得相應名次的排序依據可能是(　　)
名次 球隊 勝 平 負 凈勝球 積分
1 廣州城 2 1 0 3 7
2 山東泰山 2 1 0 3 7
3 上海海港 2 0 0 7 6
4 上海申花 2 0 0 3 6
5 長春亞泰 1 2 0 1 5
6 廣州足球俱樂部 1 1 1 1 4
7 河北 1 1 0 1 4
8 青島FC 1 1 1 0 4
9 深圳 1 1 1 －1 4
10 北京國安 1 0 2 －1 3
A. 主要關鍵字按“積分”降序，次要關鍵字按“凈勝球”降序
B. 主要關鍵字按“凈勝球”降序，次要關鍵字按“積分”降序
C. 主要關鍵字按“積分”降序，次要關鍵字按“負”升序
D. 主要關鍵字按“球隊”升序，次要關鍵字按“積分”降序
10. 某學生成績表如圖所示。其中，學期考評成績的組成為期中考試40%、期末考試60%，為了運用填充柄進行快速計算，應在D3單元格輸入(　　)
A. ＝0.4*99＋0.6*105　 B. ＝0.4*B3＋0.6*C3
C. ＝SUM(0.4*B3：0.6*C3)　 D. ＝0.4*$B$3＋0.6*$C$3
11. WPS表格中A1，A2，A3單元格中都有數值，下列與公式“＝(A1＋A2＋A3)/3”等價的選項是(　　)
A. ＝SUM(A1：A3)　　　　　　 B. ＝SUM(A1：A3)/A3
C. ＝AVERAGE(A1：A3)　　　　 D. ＝AVERAGE(A1：A3)/3
12. 下列選項中，Python程序文件的是(　　)
A. 編程．doc　 B. 編程．xlsx
C. 編程．xls　 D. 編程．py
13. 關于人工計算、自動工具計算和編程計算三種計算方式，下列說法正確的是(　　)
A. 對于簡單的計算問題，人工計算的使用成本是三種計算方式最低的
B. 對于復雜的計算問題，一定不能采用人工計算來解決
C. 依據實情，靈活運用三種計算方式將有助于我們提高數據計算的效率
D. 由于計算機的日益普及，編程解決問題是最方便的
14. 在WPS表格中，單元格區域C2：D4所包含的單元格個數是(　　 )
A. 5　　　 B. 6 C. 7　　　　　 D. 8
15. 江蘇省2016—2019年生產總值數據，并使用WPS表格進行數據處理，如圖所示。
由圖可以得出結論(　　)
A. 在A1單元格輸入標題，選擇A1：F1區域后居中
B. 在D2單元格輸入標題后居中
C. 在A1單元格輸入標題，合并A1：F1區域后居中
D. 在D2單元格輸入標題并合并居中
16. 2021年2月3日，中國互聯網絡信息中心(CNNIC)發布第47次《中國互聯網絡發展狀況統計報告》，下圖是報告中截至2020年底我國網民年齡結構情況，由此圖可以得出的結論是(　　)
A. 10—19歲年齡段網民的比例為13.5%，在整體網民中占比僅次于20—29歲年齡段網民
B. 50—59歲網民規模占比和65歲以上的相差3.9個百分點
C. 30—39歲年齡段網民的比例為20.5%，在整體網民中占比最大
D. 20歲以下網民規模占比13.5%
17. 某公司年末要對績效最好的部門進行獎勵。現有一張含有員工姓名、部門、績效等信息的電子表格，能快速得到績效最好部門的方法是(　　)
A. 按績效排序　　　　　 B. 按部門＋績效排序
C. 自動篩選　　　　　　 D. 按部門分類匯總績效并按部門匯總績效排序
18. WPS工作表中某列數據有：A1、A11、A100、A110，對該列數據進行升序排序，結果是(　　)
A. A1、A11、A100、A110　　　　　　 B. A1、A100、A11、A110
C. A1、A100、A110、A11　　　　　　 D. A110、A11、A100、A1
19. 在WPS工作表中，C8單元格使用了公式“＝SUM(C2：C7)”，單元格C2到C7均為非零的數值數據。若使用“剪切”“粘貼”方式將C2單元格的內容移動到D2單元格，則C8單元格內容的變化情況是(　　)
A. 公式和結果均不發生變化　　　　　　　 B. 公式不發生變化，結果發生變化
C. 公式發生變化，結果不發生變化　　　　 D. 公式和結果都會發生變化
20. 2021年5月11日上午10時國務院新聞辦公室舉行的新聞發布會，公布了人口總量、性別構成、年齡構成等普查數據。從圖中數據可以得出的結論錯誤的是(　　)
A. 人口老齡化程度加深，總和生育率下降，出生人口數量走低
B. 從年均增長率來看，我國人口2010－2020年來繼續保持低速增長態勢
C. 1982年的第三次人口普查，我國人口總數在10億左右
D. 2000年的第五次人口普查比1990年的人口普查的年均增長率降低了0.41%
第2單元　編程計算
【學業要求】
掌握數字化學習的方法，能夠根據需要選用合適的數字化工具展開學習(信息意識、數字化學習與創新)。依據解決問題的需要，設計和描述簡單算法；掌握一種程序設計語言的基本知識，利用程序設計語言實現簡單算法，解決實際問題(計算思維)。
2．1　計算機解決問題的過程
　
【知識點梳理】
1. 計算機解決問題的過程
確定要解決的問題，即要求計算機“做什么” 對某一特定的問題設計一組(有限個)求解步驟和方法 把人們設計的算法轉換成計算機能夠識別的代碼 編寫的程序不一定正確，必須在計算機上實際運行，排除程序中的錯誤，測試是否達到預期的效果
　　2. 算法概念：解決問題的方法和步驟。
3. 算法的表示
(1) 自然語言：有序地用簡潔的自然語言加數學符號來描述算法，容易表達，但易產生二義性。
(2) 偽代碼：介于自然語言和計算機程序語言之間的一種算法描述方式，沒有嚴格的語法限制。
(3) 流程圖：也稱為程序框圖，是算法的一種圖形化表示方法。目前常用的流程圖規范是由美國國家標準學會制定的一系列流程圖符號。
名稱 符號 含義
起止框 表示一個算法的開始和結束
(續表)
名稱 符號 含義
輸入/輸出框 表示從外部輸入數據到計算機內部或者從計算機內部輸出數據到計算機外部
處理框 表示操作的內容
判斷框 表示判斷某一個條件是否成立
流程線 指向算法運行的方向
連接符 表示流程圖的接續
　　4. 算法的三種基本結構：順序結構、分支結構、循環結構。
類型 含義 流程圖
順序結構 最簡單的基本結構，按照自上而下的先后順序以此執行程序語句
選擇結構 也稱為分支結構，是一種根據給定的條件進行判斷的結構。分支結構必定包含一個判斷框
循環結構 是一種重復某一部分操作的結構
5. 程序設計語言：是指計算機解決問題或完成任務的一組可執行的指令。用來定義計算機程序的語法規則，通常簡稱為“編程語言”。
(1) 計算機程序設計語言的發展：經歷了從機器語言、匯編語言到高級語言的發展歷程。
類型 特點
機器語言 由二進制的0、1代碼指令構成，能被計算機直接識別
匯編語言 符號化的機器語言，采用英文助記符代替機器指令，依賴于特定的計算機系統。屬于低級語言
高級語言 更接近于自然語言，不依賴于特定的計算機系統，通用性好．可讀性強。有Java、C/C＋＋以及Python等
　　(2) 高級語言的翻譯程序有兩種類型：編譯程序和解釋程序。
【同步練習】
一、 選擇題
1. 計算機解決問題的步驟和方法是(　　)
A. 編程　 B. 分析　 C. 算法　 D. 抽象建模
2. 校社團的同學進行城市文明調查活動，收集了許多數據，想編寫一個計算機小程序進行數據的分析處理，實現這一過程的步驟一般為(　　)
A. 分析問題、設計算法、編寫程序、調試運行
B. 設計算法、編寫程序、調試運行、分析問題
C. 編寫程序、分析問題、設計算法、調試運行
D. 設計算法、分析問題、編寫程序、調試運行
3. 如圖a、圖b所示，是求絕對值的算法，其描述方式分別是(　　)
① 輸入s的值
② 如果s≥0，那么輸出s的值
③ 如果s<0，那么輸出－s的值　　　　　　　
　　　　　　　　　　圖a　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖b
A. 自然語言、流程圖　 B. 偽代碼、流程圖
C. 自然語言、偽代碼　 D. 流程圖、自然語言
4. 不屬于流程圖基本元素的是(　　)
A. 流程線　 B. 判斷框　 C. 起始框 　　 D. 循環框
5. 以下不屬于算法三種基本結構的是(　　)
A. 順序結構　 B. 選擇結構
C. 循環結構　 D. 嵌套結構
6. 求解方程ax2＋bx＋c＝0(a≠0)，如果用計算機編程去實現這樣的過程，用到的主要算法結構是(　　)
A. 分支結構　 B. 嵌套結構
C. 循環結構　　 D. 順序結構
7. 計算機程序是(　　)
A. 計算機語言
B. 算法
C. 計算機的操作步驟
D. 解決某個問題的計算機語言的有限命令的有序集合
8. 計算機能直接識別的、理解執行的語言是(　　)
A. 匯編語言　 B. Basic語言
C. 機器語言　 D. 高級語言
9. Python文件的后綴名是(　　)
A. .py　 B. .exe　 C. .vfp　 D. .doc
10. 程序通常需要三種不同的控制結構，即：順序結構、分支結構和循環結構，下面說法正確的是(　　)
A. 一個程序只能包含一種結構
B. 一個程序最多包含兩種結構
C. 一個程序可以包含以上三種結構中的任意組合
D. 一個程序必須包含以上三種結構
二、 算法設計
1. 請你用流程圖表示一個出租車計費的算法，計算乘坐出租車的費用。具體要求：
(1) 出租車起步價為7元，可以行駛3公里；
(2) 3公里以后，按每公里1.8元計費。
2.2　做出判斷的分支
　
【知識點梳理】
1. 常量、變量和變量的命名規則
常量：在程序運行過程中值始終保持不變的量。所有的常數都是常量，例如π。
變量：在程序運行過程中值允許改變的量。
變量的命名規則：
(1) 必須以字母或下劃線開頭，后面可以是字母、數字或下劃線。
(2) 區分大小寫。
(3) 不能使用保留字，如if、for、False、True、and等。
(4) 不能包含空格。
2. 賦值語句
賦值語句的基本格式：變量＝表達式
功能：將右邊表達式的值賦值給左邊的變量。
3. 輸入和輸出語句
輸入語句：input()，表示從鍵盤輸入數據。
輸出語句：print()，表示在屏幕上輸出數據。如有多個輸出項，可以使用英文逗號分隔。
4. 常見的數據類型及其轉換
常見的數據類型有整數、浮點數和字符串等。
數據類型的轉換函數：
(1) float()：根據一個字符串或整數創建一個新的浮點數(小數)。
(2) int()：根據一個字符串或浮點數創建一個新的整數。
(3) str()：根據一個數(也可以是任何其他類型)創建一個新的字符串。
5. 運算符與表達式
表達式是由一個或多個操作數通過運算符組合而成。常見運算符有算術運算符、關系(比較)運算符和邏輯運算符等。
(1) 算術運算符
算術運算符 ＋ － * ** / // %
功能 加 減 乘 冪 除 整除 取模
　　(2) 關系(比較)運算符
關系運算符 ＝＝ > >＝ < <＝ ！＝
含義 等于 大于 大于等于 小于 小于等于 不等于
　　(3) 邏輯運算符
邏輯運算符 含義 描　 述
and(&) 且 兩個條件同時成立返回True，否則返回False
or(|) 或 有一個條件成立返回True，否則返回False
not 非 取反
　　(4) 運算符的優先級
當多個運算符同時出現在一個表達式中時，先執行哪個運算符是有一定規則的。Python支持幾十種運算符，各個運算符的優先級有的相同有的不同。下表羅列了常見運算符的優先級。
運算符類型 說　　明 優先級順序
( ) 括號的優先級最高
算術運算符 **>(*、/、%、//)>(＋、－)
關系(比較)運算符 (>、>＝、<、<＝、)>(＝＝、！＝)
邏輯運算符 not>and>or
賦值運算符 ＝、＋＝、－＝、*＝、/＝等
　　6. 三種分支語句
分支類型 基本格式 流程圖
單分支 if條件：語句或語句組1
雙分支 if條件：語句或語句組1　 else：語句或語句組2
多分支 if條件1：語句或語句組1 elif條件2： 　語句或語句組2 …… elif條件N： 　語句或語句組N else：語句或語句組N＋1
【同步練習】
一、 選擇題
1. 交換變量a和b中的值，應使用的語句組是(　　)
A. c＝a；b＝a；b＝c　 B. a＝c；a＝b；b＝c
C. a＝b；b＝a　　　 D. a，b＝b，a
2. 下列程序的基本結構屬于(　　)
a＝9
b＝a＋1
c＝a＋b
print(a，b，c)
A. 順序結構　 B. 分支結構　 C. 循環結構　 D. 樹形結構
3. 下列選項中錯誤的賦值語句(　　)
A. a，b＝5，8　 B. 11＝a＋b　　 C. a＝b＝9　　 D. a＝a＋b
4. 從鍵盤輸入一個整數num，下面正確的是(　　)
A. num＝input(Please input a Integer)　 B. num＝input(”Please input a Integer”)
C. num＝int(input(”Please input a Integer”))　 D. num＝int(input(Please input a Integer))
5. 在程序運行中，關于常量的說法正確的是(　　)
A. 常量的值不可以隨時改變　 B. 常量的值是可以隨時改變的
C. 常量的值必須是數值　 D. 常量不可以給變量賦值
6. 關系表達式是用________連接起來的式子。(　　)
A. 算術運算符 　 B. 關系運算符
C. 邏輯運算符 　　 D. 成員運算符
7. 下列關于Python分支結構的描述錯誤的是(　　)
A. Python分支結構使用保留字if……elif……else……來實現，每個if后面不一定要有elif或else
B. if……else……結構是可以嵌套的
C. if語句會判斷if后面的表達式，當該表達式的值為真時執行if后面的語句塊
D. 縮進是Python分支結構的語法部分，縮進不正確不會影響分支功能
二、 填空題
1. Python 表達式4.5/2的值為________________。
2. Python表達式4.5//2的值為________________。
3. Python 表達式4.5%2的值為________________。
4. Python 表達式12/4－2＋5*8/4%5/2的值為________________。
5. 從鍵盤上輸入一個自然數，判斷它的奇偶性并輸出相應的結果。請根據題意修改下面的代碼，錯誤的請在相應的橫線上修改正確，正確的請在相應的橫線上注明正確。
內容 改成
第一行 x＝input(”請輸入一個自然數”) 第二行 if x%2 ＝ 0 第三行　print(” x，為偶數” ) 第四行 else： 第五行　print(x，”為奇數”) ____________________ (2) ____________________ (3) ____________________ (4) ____________________ (5) ____________________
2.3　周而復始的循環
　
【知識點梳理】
1. 列表
列表在Python中的作用非常強大，它可以包含多個數據元素，它是一個有序的集合。列表中的元素允許是不同的數據類型，其索引下標從“0”開始。
(1) 創建列表
格式：列表名＝[　 ，　 ，　 ，　 ，　 ]
例如：list1＝[1，2，3，4，5]
list2＝[”one”，”two”，”three”，”four”，”five”]
list3＝[2021，”good”，”morning”]
各元素用逗號隔開，放在方括號內。列表可以存儲混合類型的數據。
(2) 訪問列表中的元素
a. 列表索引從0開始，第二個索引是1，第三個索引是2……依此類推。
b. 索引也可以從尾部開始，從右向左索引為反向，從－1末尾開始，依次為－1，－2，－3……依此類推。
使用下標索引來訪問列表中的值，也可以使用方括號的形式截取字符。
例：list2＝[”one”，”two”，”three”，”four”，”five”]
print(list2[0]，list2[2]，list2[－1])
print(list2[1：5])
輸出結果：one three five
[′two′，′three′，′four′，′five′]
(3) 列表末尾增加元素
例：list2＝[”one”，”two”，”three”，”four”，”five”]
list2.append(”six”)
print(list2)
輸出結果：[′one′， ′two′， ′three′， ′four′， ′five′， ′six′]
(4) 列表中插入元素
例：list2＝[”one”，”two”，”three”，”four”，”five”]
list2.insert(3，”seven”)
print(list2)
輸出結果：[′one′， ′two′， ′three′， ′seven′， ′four′， ′five′]
(5) 刪除列表中的某個元素
例：list2＝[”one”，”two”，”three”，”four”，”five”]
del list2[3]
print(list2)
輸出結果：[′one′， ′two′， ′three′， ′five′]
(6) 修改列表中的元素：
例：list2＝[”one”，”two”，”three”，”four”，”five”]
list2[2]＝”eight”
輸出結果：[′one′， ′two′， ′eight′， ′four′， ′five′]
(7) 反向列表中的元素
例： list2＝[”one”，”two”，”three”，”four”，”five”]
list2.reverse()
print(list2)
輸出結果：[′five′， ′four′， ′three′， ′two′， ′one′]
(8) 列表排序
例：list1＝[4，7，8，2，5，3]
list1.sort(　　)
print(list1)
輸出結果：[2，3，4，5，7，8]
2. 計數循環
循環重復次數一定時，我們通常稱為計數循環。在Python中，使用for語句來創建這類循環。for語句的基本格式如下所示：
格式一：
for循環變量in 列表：
循環體
說明：循環變量的值從列表中第一個數開始，對應列表中的每一個值，循環把語句組的所有工作執行一次，執行完成后，循環變量賦為列表中的下一個值。
舉例：
for i in[”how”，”are”，”you”]：
print(i，end＝” ”)
運行結果：how are you
格式二：
for 循環變量 in range(x)：
循環體
解釋：range(x)產生0—x 之間的數字列表(不包含x)
補充：range(x，y)產生x—y之間的數字列表(不包含y)，range(x，y，z)產生x—y之間的列表(不包含y), 循環變量的增量為z。
特別提醒：循環體必須相對關鍵詞for 有縮進。
舉例：range(6) 產生[0，1，2，3，4，5]列表
range(1，6)產生[1，2，3，4，5]列表
range(1，6，2)產生[1，3，5]列表
3. 條件循環
(1) while循環一般用于循環次數未知的情況，只有當循環條件成立時，才執行循環體。
(2) while語句的基本格式
while 關系表達式：
語句或語句組
while循環在執行時，首先對while后面的關系表達式進行計算，如果關系表達式的值為真(True)，則繼續執行while循環所屬的語句或語句組。反之，關系表達式的值為假(False)，則不執行while循環所屬語句或語句組。
(3) 特殊的關系表達式
用數字0表示假，用非零數字表示真。如果循環以“while 2：”開頭，那么，關系表達式的值為真，在不加干預的情況下，程序就會“不知疲倦”一直執行循環體。如果想停止這個程序，按快捷鍵Ctrl＋C即可。
4. 循環的提前結束
使用while或for循環時，如果想提前結束循環(在不滿足結束條件的情況下結束循環)，可以使用break或continue語句。
語句 作用
break 跳出當前循環體。如果有兩層或兩層以上的循環，在最內層使用break語句，則跳出的是最內層的循環，外層的循環不受影響
continue 結束當次循環，進行下一次循環
　　5. 循環嵌套
Python語言允許在一個循環體里面嵌套另一個循環。可以for(while)循環嵌套for(while)循環，也可以在循環體內嵌入其他循環體，如在while循環中可以嵌入for循環，也可以在for循環中嵌入while循環。
【同步練習】
一、 選擇題
1. 下列代碼的輸出結果是(　　)
s＝[1，3，5，7，9]
s．insert(2，6)
print(s)
A. [1，3，5，7，9，2]　 B. [1，3，5，7，9]
C. [1，6，3，5，7，9 ]　 D. [1，3，6，5，7，9 ]
2. 下列代碼的輸出結果是(　　)
object＝[”蘋果”，1，”香蕉”，”橙子”，3]
object.append(”西瓜”)
del object[4]
print(object)
A. [ ′蘋果′，1, ′香蕉′， ′橙子′，3, ′西瓜′]
B. [ ′蘋果′，1, ‘香蕉′， ′橙子′， ′西瓜′]
C. [ ′西瓜′， ′蘋果′，1, ′橙子′，3]
D. [ ′蘋果′，1, ′香蕉′，3, ′西瓜′]
3. 下列關于Python 列表的描述錯誤的是(　　)
A. 列表元素的數據類型必須一致 　　　
B. 列表元素可以被修改
C. 列表索引從下標0開始 　
D. 列表元素可以從中間也可以從末尾添加
4. list＝[”How”，”are”，”you”，2021]，則list[－1]和list[2]的值分別為(　　)
A. How　are　 B. are　you　 C. you　2021　 D. 2021　you
5. 下列代碼的輸出結果是(　　)
for i in range(1，10，2)：
print(i，end＝” ”)
A. 1 3 5 7 9　 B. 3 5 7 9　 C. 1 3 5 7 9 10　 D. 1 3 5 7 9 11
6. 如下Python程序段， 循環結束后，變量n與i的值分別是(　　)
n＝0
for i in range(0，10，3)：
n＋＝i
A. 20　10　 B. 45　9 C. 18　9 D. 12　10
7. 下列關于Python語言中while循環敘述正確的是(　　)
A. while循環一般用在循環次數不能事先確定的情況下
B. while循環的條件表達式的值一定是True
C. while循環可以不要條件表達式
D. 因為while循環有條件表達式，所以while循環不會進入無限循環
8. 執行下面的程序，其運行結果是(　　)
s＝0
while s<40：
s＝s＋10
print(s，end＝””)
A. 30　 B. 40　 C. 10203040　 D. 10 20 30 40
9. 有關下列Python程序的執行情況的敘述正確的是(　　)
import random
a＝random.randrange(0，10) #生成[a，b)區間內的整數
while a：
print(”hello world”) #語句1
break
print(”hello Python”) #語句2
A. 語句1肯定能被執行　 B. 語句2肯定能被執行
C. 語句1和語句2都可能被執行　 D. 語句1和語句2都可能不被執行
10. 下列有關使用Python調試器調試程序的說法錯誤的是(　　)
A. 必須在程序的開頭加入語句“import pdb”
B. 在程序的適當位置設置斷點使用pdb.set_trace()
C. 可以使用命令“p”查看變量，p命令可以同時跟蹤多個變量
D. 可以使用命令“q”繼續程序的運行，使用“c”命令結束調試
二、 填空題
1. 求1＋2＋3＋…＋100的和(for循環實現)
s＝0
for i in range(____(1)____)：
(2)____
print(s)
2. 求1＋2＋3＋…＋100的和(while循環實現)
s＝0
i＝1
while ____(1)____：
____(2)____
(3)____
print(s)
3. 利用雙重循環實現輸出九九乘法表。
for i in range____(1)____：
　for j in range____(2)____：
print(”{：2d}*{：2d}＝{：2d}”．format(j，i, ____(3)____)，end＝” ”)
print()#換行
2.4　可以復用的代碼
　
【知識點梳理】
1. 函數概述
程序設計語言認為函數是一個能完成某一獨立功能的子程序，也就是程序模塊。函數就是對復雜問題的一種“自頂向下，逐步求精”思想的體現。
編程者可以將一個大而復雜的程序分解為若干個相對獨立而且功能單一的小塊程序(函數)進行編寫，并通過在各個函數之間進行調用，來實現總體的功能。
2. 使用函數的優點
(1) 結構清晰，可讀性好，易于查錯和修改，提高可維護性；
(2) 避免代碼重復，節省存儲空間，便于調度與復用；
(3) 便于分工編寫，分階段調試，提升編程效率；
3. 函數類型
函數可分為系統函數和用戶自定義函數兩種類型。
(1) 系統函數
Python本身提供了大量標準函數(系統函數，也稱標準庫)，例如我們使用的輸入input()函數，輸出print()函數，再如“最強大腦”游戲程序中的time模塊和random模塊。另外還有數學運算類函數、數據轉換類函數、字符串操作函數、文件操作類函數等。
(2) 自定義函數
在Python中，自定義函數包括函數名、形式參數(多個逗號相間隔)、函數體、返回值。其中函數名、函數體必不可少。
定義一個函數的語法格式為：
def 函數名(形式參數)：
#函數說明
函數體(語句或語句組)
return 返回值
4. 安裝發布與導入使用模塊(注：系統函數只需導入就可直接使用)
(1) 安裝發布
創建好模塊文件夾，包含兩個文件：一個程序文件如mymodule.py，內含自定義函數(如myhanshu())，另一個內含發布元數據的安裝文件setup.py(注：模塊命名與程序文件名必須同名)。然后將發布文件安裝到本地python程序軟件的副本中，最后還可以共享到互聯網上。
(2) 導入模塊并使用
主程序中導入模塊：import　發布的程序模塊名，如：import　mymodule
程序體中調用：模塊名．函數名()，如：mymodule.myhanshu()
【同步練習】
一、 選擇題
1. Python使用________函數接收用戶輸入的數據。(　　)
A. accept()　 B. input()　 C. readline()　 D. login()
2. random模塊中random.randint(1，10)函數的作用是生成(　　)
A. 從1到10的隨機整數　 B. 產生0到10之間的隨機浮點數
C. 返回數值10　 D. 產生1到9之間的隨機浮點數
3. Python程序導入模塊的命令是(　　)
A. input　 B. accept　 C. import　 D. in
4. Python中創建自定義函數的語法規范是(　　)
A. def 函數名([參數列表])：　 B. sub 函數名([參數列表])：
C. del 函數名([參數列表]): D. define 函數名([參數列表])：
5. 函數可分為系統函數和________兩種類型。(　　)
A. 模塊函數　 B. 數據庫函數　 C. 用戶自定義函數　 D. 模擬函數
二、 判斷題
1. 用戶自定義函數是用戶自己寫的一段程序，一般包括函數名、參數、返回值、函數體等四部分。其中，函數名和參數是必不可少的部分。(　　)
2. def塊中的代碼不是主程序的一部分，會跳過該段代碼。(　　)
3. 函數的參數分為形參和實參兩種。(　　)
三、 填空題
1. 該程序可以用隨機函數模擬拋硬幣，模擬拋硬幣10次，顯示每次拋硬幣的結果。
import　random　#導入隨機模塊
mn＝[′正面′，′反面′]　　#列表存儲顯示信息
for i in range(1，__(1)__)：　#遍歷從1到10
ms＝random.randint(0，1)　#產生0或1隨機數
print(”計算機第：”，i，”次拋出：”，mn[__(2)__])
2. 完善以下程序。
import random　　　#導入隨機模塊
mc＝””　　　　　　　#初始化驗證碼
for i in range(0，6)：　#遍歷0－5，共6次
ms ＝ random.randint(0，9)　 #產生0－9的隨機數
mc ＝ mc＋__(1)__　#將ms轉為字符，存儲在驗證碼mc中
print(mc)　　　　　#顯示驗證碼
mi＝””　　　　　　　#初始化用戶輸入的驗證碼
while__(2)__：
mi＝input(”請正確輸入以上驗證碼：”)
print(”歡迎進入考試系統！”)
第3單元　認識數據
【學業要求】
學生能夠描述數據與信息的特征，知道數據編碼的基本方式；掌握數字化學習的方法，能夠根據需要選用合適的數字化工具開展學習。了解數據采集、分析和可視化表達的基本方法，能夠利用軟件工具或平臺對數據進行整理、組織、計算與呈現，并能通過技術方法對數據進行保護；在數據分析的基礎上，完成分析報告。依據解決問題的需要，設計和表示簡單算法；掌握一種程序設計語言的基本知識，利用程序設計語言實現簡單算法，解決實際問題。
3．1　數據編碼
　
【知識點梳理】
1. 模擬信號與數字信號
按照取值特征，可以將信號分為模擬信號和數字信號。用傳感器直接獲得的信號一般為模擬信號，如聲音、溫度、壓強等。模擬信號的值是隨時間連續變化的，波形光滑。模擬信號的值稱為模擬數據。
數字信號隨時間的變化是非連續的，數字信號可以由模擬信號轉換得來，數字信號的值即數字數據，直接用計算機所能理解的二進制表示，以方便計算機對其進行處理。
2. 聲音的數字化
我們不能把連續的音頻信號存放在計算機中，必須將模擬聲音數據轉換為數字數據。將模擬聲音數據轉換為數字數據的這一過程，稱為聲音的數字化。通常先對模擬聲音信號按給定的時間間隔進行采樣，然后對采樣數據進行量化，最后將量化后的數據用計算機能夠存儲和處理的二進制數值表示，即編碼。
3. 進制與數制轉換
計算機外部的各種形式的數據經過編碼后，都以二進制數的形式存儲在計算機中。二進制數中只有0和1兩個數字符號，其計數特點是“逢二進一”，即1＋1＝10。計算機中存儲數據的最小單位是二進制位，用比特(bit)表示，1比特能表示兩種(21)狀態(即0或1)，2比特可以表示00、01、10、11四種(22)狀態，3比特可表示八種(23)狀態……計算機存儲數據的基本單位是字節(Byte，簡寫為B)，8比特構成1字節，1字節二進制數可表示28(256)種狀態。
在二進制數中，每一個數字在不同的位置上具有不同的權值，各位上的權值是基數2的若干次冪。比如二進制數10010，5個位置上的權值從右往左可以表示為： 20、21、22、23、24。將二進制數轉換為十進制數時，只要將該二進制數的每個位置上的數字與其對應位置的權值相乘，然后求和即可。比如，10010(2)＝1×24＋0×23＋0×22＋1×21＋0×20＝18。把十進制非負整數轉換為二進制數，可使用短除法，即“除二取余”法。例如，把十進制整數18轉換為二進制數的過程如圖所示，結果為18(10)＝10010(2)。
由于二進制數位數較多，書寫不便，故常改用十六進制數表示。我國古代曾經在重量單位上使用過十六進制，如規定16兩為1斤。十六進制需要使用16個不同的基本數字，除了阿拉伯數字0到9外，一般用字母A到F(或a—f)依次表示后續數字(相當于十進制數中的10—15)。十六進制的基本計數規則是“逢十六進1”，即F＋1＝10。一般地，十進制非負整數轉換成R進制數(R≥2)采用“除R取余法”，把R進制非負整數轉換成十進制數采用“按權展開求和法”。
4. 文本數據的編碼
文本數據是用來表示一定意思的一系列字符，包括字母、數字、標點符號、漢字等。
文本數據的編碼通過對其中每一個字符進行編碼實現。用于文本數據字符編碼的方案有多種類型，其中ASCII碼和Unicode是最為典型的兩種編碼方案。
(1) ASCII碼
ASCII碼( American Standard Code for Information Interchange, 美國信息交換標準碼)用7位(標準ASCII碼)或8位(擴展ASCII碼)二進制數表示一個字符。標準ASCII碼字符集中定義了大小寫英文字母、標點符號和數字等字符和符號，共128個。計算機內部用一個字節來存放一個ASCII碼字符，最高位用0表示。例如，“A” 的ASCII碼為01000001，即65。常用的ASCII碼如表所示：
常用的ASCII碼
ASCII碼(十進制) 字符
0—31 控制字符或通信專用字符(不可見)
32 空格
48—57 數字0—9
65—90 大寫英文字母A—Z
97—122 小寫英文字母a—z
其他 英文標點符號、運算符號、括號等
　　(2) Unicode碼
Unicode是為了解決傳統字符編碼方案的局限性而產生的。例如， 它可以用兩個字節來表示一個符號，這樣就有216(65536)種不同的二進制編碼，能表示很多國家的常用字。目前，Unicode還可以用更多字節來對字符進行編碼。為了簡化ASCII與Unicode之間的轉換，Unicode的設計者還使其兼容ASCII碼。原來用ASCII碼能表示的字符，其對應的Unicode碼只是在原來的ASCII碼前加上8個0。比如，“a” 的ASCII碼是01100001，而它的Unicode碼是00000000　01100001。
計算機要處理漢字，必須對漢字進行編碼，顯然每個漢字至少需要兩個字節。我國先后制定了多個漢字編碼方案：(1) GB2312－1980字符集共收錄6763個漢字，其中一級漢字3755個，二級漢字3008個；同時收錄了包括拉丁字母、希臘字母等在內的682個字符；(2) GBK字符集，兼容GB2312－1980標準，收入21003個漢字，883個符號，共計21886個字符； (3) GB18030－2000字符集，包含GBK字符集和CJK統一漢字擴充A的漢字，共計27533個漢字； (4) GB18030－2005字符集，在GB18030－2000的基礎上，增加了CJK統一漢字擴充B的漢字及其他漢字，共計70244個漢字。
Unicode字符集，是全球可以共享的編碼字符集，涵蓋了世界上主要文字的字符，其中包括簡繁體漢字，共計74686個漢字。如漢字“男”的Unicode編碼為30007(十進制)，用十六進制表示為7537，用二進制表示為0111010100110111。
【同步練習】
一、 填空題
1. 按照取值特征，可以將信號分為模擬信號和________信號。
2. ________信號是指用連續變化的物理量所表達的信息，如溫度、濕度、壓強等。
3. 計算機中的信息是使用二進制數(即0和1)來表示的；計算機中存儲數據的最小單位是________進制位。
4. 一般地，十進制非負整數轉換成R進制數(R≥2)采用“除R________法”，把R進制非負整數轉換成十進制數可用“按權展開________法”。
5. 計算機要處理文本，就必須將其轉換為計算機能識別的________進制數才能處理，該過程稱為文本數據編碼。
6. 要把連續的音頻信號存放在計算機中，必須將模擬聲音數據轉換為數字數據。通常先對模擬聲音信號按給定的時間間隔進行________，然后對采樣數據進行________，最后將量化后的數據用計算機能夠存儲和處理的二進制數值表示，即________。
7. 標準ASCII碼字符集中定義了大小寫英文字母、標點符號和數字等字符和符號，共________個。
8. X86 計算機的字長是________位 。
9. 在16 X 16點陣的字庫中，“一”字的字模與“級”字的字模所占存儲單元個數為________ 。
10. 在24 X 24 點陣的字庫中，每個漢字字模信息需用________個字節存儲。
11. 采集頻率22.05KHz，表示每秒采集________個樣本 。
二、 分析題
如圖所示，是一個“大”字的8*8信息編碼點陣圖，假設空白方塊用“0”表示，黑色方塊用“1”表示，請回答下列問題。
1. 點陣圖第六行用“0”和“1”從左向右排列的信息編碼是什么？
2. 表示該字型的方法是點陣方式還是矢方式？
3. 如果只修改一行編碼將原圖“大”字改成“人”，那應該修改第幾行？修改后的編碼是什么？
3.2　數據與結構
　
【知識點梳理】
1. 數據類型
定義：數據類型用來定義一系列值及應用于這些值的一系列操作。
分類：簡單數據類型、復合數據類型。
2. 數據結構
數據結構是存在特定關系的數據元素的集合。在解決有些問題時，一些相關聯的數據將集中在一起，形成一個數據的集合，這種集合能夠單獨或作為一個整體被訪問和處理。
3. 線性數據結構
線性數據結構又稱為線性表。在線性數據結構中，除首元素沒有前趨元素、尾元素沒有后繼元素外，其他元素都只有一個前趨元素和一個后繼元素。線性表中數據元素之間是一對一的關系。
4. 隊列
隊列是一種有限制的線性結構，他的數據元素只能在一端依次添加(進隊)，在另一端依次刪除(出隊)。
5. 樹結構
定義：樹結構是一種具有層次關系的非線性結構。樹是由n(n>＝0)個節點組成的有限集合。
特點：
(1) n＝0時，稱為空樹。
(2) 任何一個非空樹均滿足以下兩個條件：
a) 僅有一個稱為根的節點；
b) 當n>0時，其余節點可分為m(m>＝0)個互不相交的有限結合，其中每一個集合又是一棵樹，并稱為根的子樹。
6. 圖結構
圖結構是由一組節點(稱為頂點)和一組節點間的連線(稱為邊或弧)構成的一種數據結構。圖結構中的每個頂點都可以與其他頂點有邊相連，圖結構中數據元素之間是多對多的關系。
7. 隊列、樹、圖三種結構的區別。
結構類型 結構特點 數據(節點)之間的關系 生活中相應結構應用舉例
隊列(線性) 線性結構 一對一 排隊付款、過馬路、醫院就診電子牌的隊列……
樹 非線性結構 一對多 行政區劃、書的目錄結構、磁盤文件存儲結構……
圖 非線性結構 多對多 鐵路運輸圖、高速公路網、全國航運圖……
【同步練習】
一、 填空題
1. 數據類型用來定義一系列________及應用于這些值的一系列________。
2. 數據類型可以分為________數據類型和________數據類型
3. 簡單數據類型________分解成更小的數據類型，如________、________、________、________都屬于簡單數據類型。復合數據類型則由簡單數據類型或者復合數據類型組成：如________、________。
4. 數據結構是指存在________的________的集合。
5. 隊列是一種有限制的________結構。它的數據元素只能在一端依次添加稱為________，在另一端依次刪除稱為________。
6. Python中的________數據類型，可以實現線性結構組織的數據元素的存儲和操作。
7. 圖結構中的每個頂點________與其他頂點有邊相連，數據元素之間是________的關系。
8. 數據元素之間是________的關系的是線性數據結構。
9. 樹結構的數據元素之間是________的關系。
10. 圖結構的數據元素的________的關系。
二、 分析題
listque＝[]　　　　　　　　　　　　#定義列表listque存儲訂單
x＝0
while(x！＝4)：　　　　　　　　　　　#當x＝！4時，執行循環
print(′1.添加訂單′)
print(′2.發貨′)
print(′3.查看訂單列表′)
print(′4.退出′)
x＝int(input(”輸入你的選擇：”)) #輸入選擇項
if____A______：
y＝input(”輸入訂單編號：”)　#輸入訂單編號
　　______B______　　　　#在列表listque中添加訂單號
elif x＝＝2：
　　________C________　　　#如果訂單列表為空
　　　　print(”訂單列表為空”)
else：
　　　　print(”發貨單號：”＋listque.pop(0))
elif x＝＝3：
print(”等待發貨：”，listque)　　　　　　#查詢列表listque中的訂單號
print()
input(”運行完畢，請按回車鍵退出．..”)
3.3　數據與系統
【知識點梳理】
1. 圖形用戶界面(Graphical User Interface，GUI)又稱圖形用戶接口，是指采用圖形方式顯示的計算機操作用戶界面。在Python語言中，tkinter是實現圖形用戶界面的模塊，可以快速創建GUI應用程序。
2. 對象是現代程序設計中用來建立計算機世界的實體與客觀世界的實體相一致的映射關系。問題的解決方案可以用一些彼此交互的對象來形象化表示，常用的交互對象有矩形容器(Frame)、文本框(Entry)、命令按鈕(Button)、文本標簽(Label)等。
3. 文件是指存儲在外存儲設備中的相關數據的集合。
4. Python讀寫文本文件(.txt)時，用open函數將外存儲器中的文本文件打開，用write方法將內存中的數據存儲到外存儲器的文件中，文件操作結束時一定要用close方法將文件關閉。Python對文本文件的操作：
(1) open(文件名，模式) 函數創建文件對象，即打開指定文件，并規定操作模式。常用模式：r讀取，w寫入，a在尾部追加。
(2) read方法讀取整個文件內容。
(3) write方法寫入文件。
(4) close方法關閉文件，文件相關操作完成之后用此命令關閉，以保證文件內容完整。
5. 數據庫是以一定的組織方式存儲在計算機中的相互關聯的數據集合。
6. 在數據庫中，數據是以二維表的形式組織存儲的，稱為表。表中的一列稱為一個字段，每個字段都有一個字段名；表中的一行稱為一條記錄，保存有關實體屬性的數據；可以唯一確定一條記錄的字段稱為主鍵。我們可以對數據表進行插入、刪除和更新等操作。
7. 數據庫管理系統(Database Management System，DBMS)，是定義、創建、維護數據庫的一種工具，它允許用戶管理和控制數據庫中的數據。常見的數據庫管理系統有Sybase、ORACLE、MySQL、Access等。
8. 查詢準則：如果只是簡單地查找某個字段為特定值的記錄，只要在該字段對應的“條件”欄中輸入該值即可；如果不僅是查找某個特定值，在準則中可以使用表達式。在表達式中可通過操作符設置查詢范圍，主要的操作符包括AND、OR、BETWEEN…AND、LIKE等。
9. 數據庫系統是由數據庫、數據庫管理系統(及其應用開發工具)、數據庫應用系統、數據庫管理員和用戶組成的存儲、管理、處理和維護數據的系統。數據庫系統包括硬件平臺系統和軟件平臺系統。數據庫主要用于存儲數據，需要足夠大的內存儲器和外存儲器等硬件平臺支持；軟件部分除了操作系統和數據庫管理系統外，還包括支持特定應用環境開發的軟件工具以及開發完成的數據庫應用系統。
10. 利用Python 訪問 Access 數據庫一般可分為以下5個步驟：
(1) 建立與數據庫的連接；
(2) 根據需要產生記錄集；
(3) 訪問記錄集，處理數據；
(4) 根據需要把處理好的數據更新到數據庫中；
(5) 斷開與數據庫的連接。
11. 數據庫應用系統的設計一般包括系統總體結構設計、代碼設計、數據庫(文件)設計、輸入/輸出(I/O)設計、模塊功能與處理過程設計等步驟。
【同步練習】
一、 多項選擇題
1. 下列選項中屬于Python語言對文件的寫操作方法的是(　　)
A. write　　　 B. writeline　　 C. writelines　　　 D. writetext
2. 以下屬于數據庫應用系統的設計步驟的有(　　)
A. 系統總體結構設計　 B. 代碼設計與數據庫(文件)設計
C. 輸入/輸出(I/O)設計　 D. 模塊功能與處理過程設計
3. 下列選項中屬于數據庫管理系統的是(　　)
A. 記事本　　　 B. Microsoft Access
C. Microsoft Excel　　　 D. MySQL
4. 下列關于關系數據庫的說法不正確的是(　　)
A. Access數據庫文件擴展名是mdf　 B. 數據表不能脫離數據庫獨立存在
C. 同一字段可以存放不同類型的數據　 D. 一個數據庫只能有一個數據表
5. 下列對關系數據庫中數據表的主鍵描述正確的是(　　)
A. 使用主鍵可以唯一地標識表中的一行數據
B. 主鍵的值可以為空值
C. 能唯一標識一行記錄的列只有主鍵
D. 在一個表中主鍵列的值是唯一的
6. 關于數據庫的基本概念，下列描述正確的是(　　)
A. 數據庫設計是指設計數據庫管理系統
B. 數據庫技術的根本目標是要解決數據共享的問題
C. 數據庫并非一個獨立的系統，需要操作系統的支持
D. 數據庫系統中，數據的物理結構必須與邏輯結構一致
3.4　加密與解密
　
【知識點梳理】
1. 密碼的概念
密碼是指用來核對用戶ID以驗證用戶就是本人的一組字符。
2. 密碼盜竊方式及防盜竊措施
盜竊方式 防盜竊措施
肩窺方式 我們可以在輸入密碼時遮擋自己的操作過程，防止別人偷看密碼信息；或者確定環境安全后再進行操作
字典破解 密碼不要用生日、姓名及拼音縮寫、手機號、簡單數字組合、單詞、身份證號、用戶ID
暴力破解 同時包含大小寫字母數字、特殊符號，不少于8個字符
　　密碼破解技術中最基本的方法就是暴力破解，也叫密碼窮舉。
3. 創建安全密碼的一般技巧
●使用長度不少于8個字符的密碼。密碼長度越長越不容易被破解。
●在可能的情況下，盡量使用字母、數字和特殊字符(如，#)相結合的密碼。
●不要使用電話號碼、身份證號或生日等信息作為密碼。
●不要使用整個用戶ID或用戶ID的一部分作為密碼。
●不要使用字典中能找到的詞語作為密碼，即使是字母次序顛倒過來的常用詞語也不可以。
為保障數據安全，還可以采取限制登錄嘗試次數、使用驗證碼、使用用戶的具有排他性的自然特征(如指紋、人臉等)作為身份驗證依據等措施。
4. 數字簽名技術
數字簽名技術是將摘要信息用發送者的私鑰加密，與原文一起傳送給接收者。接收者只有用發送者的公鑰才能解密被加密的摘要信息，然后用HASH函數對收到的原文產生一個摘要信息，與解密的摘要信息對比。如果相同，則說明收到的信息是完整的，在傳輸過程中沒有被修改，否則說明信息被修改過，因此數字簽名能夠驗證信息的完整性。
數字簽名是個加密的過程，數字簽名驗證是個解密的過程。
5. 加密的概念
加密：就是將原始信息(數據)隱匿起來，使之在缺少特殊信息(數據)時不可讀。解密：將密文還原成明文的過程稱為解密(或解碼)。
明文：加密前的原始信息(數據)稱為明文。
密文：加密后的信息(數據)稱為密文。
6. 密碼技術的發展
時間 加密方式
683年 拆字法，將明文中的文字進行組合生成新的字，即為密文，比如“十二月”合起來為“青”。
北宋 代碼法，北宋進士曾公亮曾搜集了40個常用軍事短語，然后對其進行順序編碼：一、請弓；二、請箭；三、請刀；四、請甲；五、請槍旗；六、請鍋幕；七、請馬；八、請衣賜；九、請糧料……四十、戰小勝。軍隊出征前，指揮機關將用上述短語編碼的密碼本發給將領，并約定用一首不含重復文字的40字五言律詩與密碼相對應。
公元前五世紀 移位法，希羅多德(Herodotus)的《歷史》中記載了公元前五世紀，希臘城邦和波斯帝國發生多次沖突和戰爭。這些戰爭中希臘城邦廣泛使用了移位法進行加密處理戰爭通訊信息，使波斯帝國難以獲得希臘城邦的軍事情報，也就無法提前做軍事部署。希臘城邦用來傳輸軍事信息、命令的每段文字都有固定的字數，解密者手中會有一份文字移位說明。解密者拿到密文后，根據文字移位說明進行解密，從而破解其中的軍事命令或消息。
古羅馬時期 《高盧戰記》有描述愷撒曾經使用密碼來傳遞信息，即所謂的“愷撒密碼”，它是一種替代密碼，通過將字母按順序推后起3位起到加密作用，如將字母A換作字母D，將字母B換作字母E。因據說愷撒是率先使用加密函的古代將領之一，因此這種加密方法被稱為愷撒密碼。
第二次世界大戰 密碼機，在第二次世界大戰期間，德國軍方啟用“恩尼格瑪”密碼機，密碼學在戰爭中起著非常重要的作用。
　　7. 加法密碼
明文中的所有字母都在字母表上向后(或向前)按照一個固定數目進行偏移后被替換成密文，這種密碼稱為加法密碼，又稱為移位密碼。
8. 愷撒密碼
愷撒密碼作為一種最古老的對稱加密體制，在古羅馬的時候就已經很流行，它是加法密碼的代表。
愷撒密碼只是簡單地將明文中的每一個字母用字母表中該字母后的第3個字母替換。例如，將明文中的a用d替換，b用e替換，……，z用c替換。
【同步練習】
一、 填空題
1. 實現窮舉搜索的程序代碼如下，請仔細閱讀并完善代碼。
def jiemi()：
d1＝datetime.datetime.now(　　)　　 #________①________
p＝int(varin.get())　　　　　　 #獲取輸入文本框的數字密碼
for i in______②______　　　　 #從0循環到正確密碼數值
if i＝＝p：　　　　　　　　　 #如果密碼相同
　　　　d2＝datetime.datetime.now(　　)　　 #獲取當前系統時間d2
　　　　______③______　　　　　　　#取得時間差
　　　　　　#在輸出文本框中顯示解密用時
varout.set(str(d.seconds)＋”秒”＋str(d.microseconds/1 000)＋”毫秒”)
2. 下列流程圖為愷撒加密算法，請完善流程圖空白處的代碼編寫。
第4單元　計算與問題解決
【學業要求】
學生依據解決問題的需求，設計和表示簡單算法，能夠熟練應用流程圖描述算法，用程序設計語言實現簡單算法；能運用數字化工具表達思想、構建知識，養成數字化學習與創新的習慣(信息意識、數字化學習與創新)。在實踐過程中體驗利用數字化工具處理數據和發現信息的過程，提高使用計算機解決實際問題的能力(計算思維)。
4．1　算法及其特征
　
【知識點梳理】
1. 算法的重要特征有：
(1) 有窮性。算法必須能在執行有限個步驟之后終止。
(2) 確切性。算法中的每一次運算都有明確的定義，具有無二義性，并且可以通過計算得到唯一的結果。
(3) 輸入項。一個算法有0個或多個輸入，以刻畫運算對象的初始情況，所謂0個輸入是指算法本身給出了初始條件。
(4) 輸出項。算法一定要有輸出，任何算法都不能無功而返。
(5) 可行性。算法中執行的任何計算都可以在有限時間內完成(也稱為有效性)。算法中的運算都必須是可以實現的。
2. 算法的表示方法：自然語言，流程圖。
解決問題的起點是對問題的描述，而算法則是對解決問題過程的形式化描述。
3. 對算法的評價：主要從時間復雜度和空間復雜度來考慮。
4. 枚舉算法：又稱窮舉法。是一種最為直接，實現最為簡單，同時又最為耗時的解決問題的算法思想。把所有可能的答案一一列舉，合適就保留，不合適就丟棄。
5. 枚舉算法的兩大要素：枚舉對象，判斷條件。
6. 枚舉解決問題的一般結構：循環＋判斷。其優勢在于正確性容易證明。
7. 枚舉算法的經典應用：百錢百雞，模糊數字。
【同步練習】
一、 選擇題
1. 下列關于算法說法不正確的是(　　)
A. 算法獨立于任何具體的語言，Python算法只能用Python語言來實現
B. 算法必須至少有一個輸出
C. 算法不一定需要有輸入
D. 程序＝算法＋數據結構
2. 四葉玫瑰數是指四位數各位上的數字的四次方之和等于本身的數。如果要求出所有的玫瑰花數，下列算法最合適的是(　　)
A. 枚舉法　 B. 查找法　 C. 解析法 D. 排序法
3. 有27個小球，外觀一模一樣，其中有一個異常小球重1.5 g，其他小球重1 g。有一個只能分清輕重的天平，請問最少需要使用________次天平能找出那個重1.5 g的小球。(　　)
A. 2　 B. 3　 C. 4　 D. 5
4. for i in range(0，5)：
print(′@′　* i)
以上代碼的輸出結果是(　　)
二、 完善程序
1. 根據國家《防暑降溫措施管理辦法》第八條規定：
用人單位應當根據地市級以上氣象主管部門所屬氣象臺當日發布的預報氣溫，調整作業時間，但因人身財產安全和公眾利益需要緊急處理的除外：
1) 日最高氣溫達到35 ℃以上、37 ℃以下時，用人單位應當采取換班輪休等方式，縮短勞動者連續作業時間，并且不得安排室外露天作業勞動者加班；
2) 日最高氣溫達到37 ℃以上、40 ℃以下時，用人單位全天安排勞動者室外露天作業時間累計不得超過6小時，連續作業時間不得超過國家規定，且在氣溫最高時段3小時內不得安排室外露天作業；
3) 日最高氣溫達到40 ℃以上，應當停止當日室外露天作業。
請打開temp.py文件，編寫完善程序，實現露天作業提醒。
溫度 提醒
35 ℃—37 ℃(包括37 ℃) 換班輪休，不得加班
37 ℃—40 ℃(包括40 ℃) 室外作業不得超過6小時
40 ℃以上 停止室外作業
　　temp＝__①__(input(”請輸入今日氣溫(攝氏度)：”))
if __②__：
print(”換班輪休，不得加班”)
__③__：
print(”室外作業不得超過6小時”)
else：
print(”__④__”)
4.2　數值計算
　
【知識點梳理】
1. 數學是計算機科學的理論基礎之一。人們對計算機的最初應用大多是數值計算，主要借助計算機運算速度快、精度高的特點來解決各種數學問題，如：函數的計算、方程的求解、數列求和等。
2. 數據的圖形化表示：WPS表格繪圖與Python繪圖。
繪制圖像時，如果圖像的關鍵點太少，精度不夠，圖像就會不光滑。要想提高圖像的光滑程度，就要增加關鍵點，即增加間隔。
借助計算機程序描點，可以達到速度快且精度高的效果。
3. 在Python中，繪制函數圖像一般要用到numpy和matplotlib兩個模塊。這兩個模塊需要另外安裝。
(1) numpy模塊
numpy是一個科學計算包，其中包括很多數學函數，如三角函數、矩陣計算方法等。通過該模塊中的arange函數可以創建一個等差數列。
例：arange(0，4*numpy.pi，0.1)可以實現0—4π之間每隔0.1取一個值。其中numpy.pi表示π。
(2) matplotlib模塊
matplotlib模塊是Python中最出色的繪圖庫，功能很完善。調用matplotlib.pyplot時，坐標系可以根據數值范圍自動生成。
matplotlib的繪圖原理很簡單，利用plot畫線函數就可以在直角平面內輕松地將(x，y)坐標點連接成平滑曲線。
例：import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
x＝np.arange(0，2*np.pi，0.01)
y＝np.sin(x)
plt.plot(x，y)
以上代碼可以實現0—2π之間每隔0.01取一個值，并求出對應的sin(x)的值，然后利用plot畫線函數畫出0—2π之間的sin(x)的圖像。
4. 解析算法思想：在分析具體問題的過程中，抽取出一個數學模型，能用若干個解析表達式表示。
解析法解決問題的步驟：分析問題、抽象建模、解析表達式、解決問題。
5. 迭代算法思想：迭代法也稱輾轉法，每一次對過程的重復稱為一次“迭代”，而每一次迭代得到的結果用來作為下一次迭代的初始值，通常是為了接近并到達所需的目標或結果。
迭代算法解決問題的步驟：分析問題、確定迭代變量、建立迭代關系式、迭代過程控制、解決問題。
6. 使用迭代算法解決問題，有三個關鍵步驟：(1) 確定迭代變量；(2) 建立迭代關系式；(3) 對迭代過程進行控制。
7. 現代自然科學和工程電子技術的研究過程中，都離不開大規模的數學計算問題。例如：數學類課程中的線性方程的求解、微分方程求解、概率統計等；實用性和實驗性技術應用中的模擬核試驗、油田開發、飛機設計等。
【同步練習】
一、 選擇題
1. numpy是一個科學計算包，其中包含很多數學函數，以下哪一個函數可以創建一個等差數列(　　)
A. sum函數　 B. sqrt函數　 C. average函數　 D. arange函數
2. 以下哪一段代碼表示列表x在0到2π之間，每隔0.01取一個點(　　)
A. import numpy as np
X＝np.arange(0，2*np.pi，0.1)　　　 B. import numpy as np
X＝np.arange(0，2*np.pi，0.01)
C. import numpy as np
X＝np.arange(0，3*np.pi，0.1)　　　 D. import numpy as np
X＝np.arange(0，np.pi，0.01)
3. matplotlib模塊是Python中最出色的繪圖庫，功能很完善。調用 matplotlib.pyplot時，坐標系可以根據數值范圍自動生成。閱讀下列程序代碼。
import numpy as np #加載numpy模塊并取名為np
import matplotlib.pyplot as plt
x＝np.arange(0，2*np.pi，0.01)
y＝np.sin(x)
plt.plot(x，y)
plt.title(′sin(x)′)
plt.xlabel(′X′)
plt.ylabel(′Y′)
plt.show
下列選擇錯誤的是(　　)
A. import matplotlib.pyplot as plt ，加載matplotlib.pyplot并取名為plt
B. x＝np.arange(0，2*np.pi，0.01)為x軸區間
C. plt.plot(x，y)，顯示x軸、y軸
D. plt.show()顯示圖像
4. “大事化小、小事化了”體現出的問題求解的思想是(　　)
A. 遞推法　　 B. 窮舉法　　 C. 分治法　　 D. 歸納法
二、 完善程序
1. 打開“多邊形的面積．py”，完善代碼并保存。
實現功能：已知各邊長，計算下列多邊形的面積。(海倫公式求三角形的面積：S＝，a，b，c為三角形的邊長，p為半周長，即p＝(a＋b＋c)/2)
#請不要更改源程序結構，刪除原題中語句①、語句②。填寫正確的代碼，完善程序。
import math
def s(a，b，c)：
p＝(a＋b＋c)/2
mj＝math.sqrt(①)
return mj
b1，b2，b3，b4，b5，b6，b7＝3，2，3，4，3，4，5
print(s(②)＋s(b2，b6，b7)＋s(b3，b4，b7))
input(”運行完畢，請按回車鍵退出．..”)
4．3　非數值計算
——分治策略　
【知識點梳理】
1. 計算的對象可以是自然界和人類社會的一切事物。即計算的對象可以是某些信息，如數據、文字、語言、圖形、知識、事物的運動過程及思維過程。
數值計算主要探討數學問題，非數值運算更多探討“算法”問題。
計算的本質：選擇一個合適的算法，設計出平實、易讀、易懂的程序，正確、高效地解決實際需求。
2. 分治策略：將一個難以直接解決的大問題，分割成一些較小的同類問題，各個擊破。
分治策略的典型運用：二分查找與遞歸。
3. 二分查找：又叫折半查找，主要將數列有序排列，采用跳躍式的方式查找數據。二分查找是一種高效的查找方法，可以明顯減少比較次數，提高查找效率。二分查找的前提條件是被查找的數據必須是有序的。
二分查找的時間復雜度：對長度為n的有序線性表中進行二分查找，所需時間為O(log2n)。
4. 查找的基本算法有：順序查找、二分查找、分塊查找、哈希查找等。
5. 遞歸：遞歸是計算科學領域中一種重要的計算思維模式。直接或間接地調用自身的方法稱為遞歸。可以將遞歸簡單類比為具有自相似性重復的事物。
6. 遞歸的形象表示：
7. 遞歸的重要組成部分：遞推關系和邊界條件。遞推與回歸二者缺一不可。結合分治策略，遞歸也可用“分”“治”“合”三個字概括。
(1) 分：將原問題分解成k個子問題。
(2) 治：對這k個子問題分別求解。如果子問題的規模仍然不夠小，則再分解為k個子問題，如此進行下去，直到問題足夠小，就很容易求出子問題的解。
(3) 合：將求出的小規模問題的解合并為一個更大規模問題的解，自下而上逐步求出原問題的解。
8. 遞歸的經典應用：斐波那契數列和漢諾塔。
【同步練習】
一、 選擇題
1. 運用分治策略將一個難以直接解決的大問題分割成規模較小的子問題分別解決，最終達到解決大問題的目的。這要求原問題和子問題的(　　)
A. 問題性質相同，問題規模相同　 B. 問題性質不同，問題規模相同
C. 問題性質相同，問題規模不同　 D. 問題性質不同，問題規模不同
2. 二分查找算法利用的算法思想是(　　)
A. 分治策略　 B. 動態規劃法　
C. 分支界限法　 D. 回溯法
3. 下列對遞歸思想形象化表示錯誤的是(　　)
二、 填空題
1. 從某水庫閘房(設為a)到防洪指揮部(設為b)的電話線路發生了故障，這是一條10千米長的線路，如何迅速查出故障所在，如果沿著線路一小段一小段查找，困難很多，每查一個點就要爬一次電線桿子，10千米長大約有200多根電線桿子，想一想維修線路的工人師傅運用________查找策略最合理？每查一次可以把待查的線路長度縮減一半，算一算要把故障可能發生的范圍縮小到100米，要查 ________次。
2. 用二分法研究函數f(x)＝x3＋ln(x＋)的零點時，第一次經計算f(0)<0，f()>0，可得其中一個零點x0∈________，第二次應計算________．
三、 完善程序
1. 給定一個有序等差整數列nums，代表數軸上從左到右有n個點nums[0]，nums[1]，nums[2]……nums[n－1]，給定一個正數L，代表一根長度為L的繩子，求繩子最多能覆蓋其中幾個點？
def searchRange(nums, target)：
if len(nums) ＝＝ 0：
　　　return 0
else：
　　　　l, r ＝ 0，__①__
　　　　while l <＝ r：
　　　　　　mid ＝__②__
　　　　　　if L > nums[mid]－nums[0]：
　　　　　　　　l ＝ mid ＋ 1
　　　　　　elif L <__③__：
　　　　　　　　r ＝ mid －1
　　　　　　elif L＝＝ nums[mid]－nums[0]：
　　　　　　　　return mid＋1
return mid
nums ＝input(′請用空格間隔，輸入一組有序等差整數列：′).split()
nums＝[int(i) for i in nums]
L＝int(input(′請輸入繩子長度：′))
a ＝ searchRange(nums，L)
print(a)
4.4　綜合問題的解決
　
【知識點梳理】
1. 綜合問題的解決：先考慮總體，后考慮細節；先面向整體，再細化局部。
面對軟件開發這類綜合問題時，需要立足對象間的相互聯系，強調便捷的人機交互模式，盡量向需求靠攏。
2. 綜合問題解決的一般過程：需求分析、總體設計和詳細設計、程序設計、調試運行。
3. pygame模塊：專門用來開發游戲的模塊，可以包含圖像、聲音等。(下表為pygame中常見的模塊及其功能)
模塊 功能
pygame.display 訪問顯示設備
pygame.event 管理事件
pygame.font 使用字體
pygame.image 加載和存儲圖片
　　4. 常見的pygame的監聽類循環：用戶按鍵、移動鼠標和關閉窗口。這個循環會在程序運行期間持續工作。
5. 游戲的基本結構：監聽事件——更新游戲狀態——重繪屏幕。
6. 游戲狀態通常隨事件的發生而改變，例如鼠標單擊、鍵盤輸入或者時間流逝，游戲循環不停地檢查是否有新事件產生，并且會根據事件來更新游戲狀態，這通常叫做事件處理。
7. 需求分析之后，程序設計之前，需要對系統進行總體設計和詳細設計。
總體設計：在需求分析的基礎上對模型細化、分解任務，明確程序由哪些模塊組成。
詳細設計：主要指界面設計、過程設計等。
8. Python中使用RGB系統，即(紅、綠、藍)，由一個包含3個0—255之間的整數列表來給出顏色。如(255，0，0)是紅色，(0，255，0)是綠色，(0，0，255)是藍色。
【同步練習】
一、 選擇題
1. 在解決一個綜合問題時，我們通常(　　)
A. 先考慮總體，后考慮細節　 B. 先考慮細節，后考慮總體
C. 先面向局部，再細化整體　 D. 不需要考慮對象間的關系
2. 軟件開發的基本流程為(　　)
A. 程序設計、需求分析、總體設計和詳細設計、調試運行
B. 需求分析、總體設計和詳細設計、調試運行、程序設計
C. 需求分析、總體設計和詳細設計、程序設計、調試運行
D. 總體設計和詳細設計、需求分析、程序設計、調試運行
3. 通常情況下，游戲的基本結構為(　　)
4. 下列Python語句中，使用pygame加載“boat.png”圖片的語句正確的是(　　)
A. boat＝pygame.image.load(“boat.jpg”)　 B. boat＝pygame.image.load(“boat.png”)
C. boat＝pygame.image.load(boat.gif)　　 D. boat＝pygame.image.load(boat.png)
5. 在python游戲設計中，pygame自帶了一個監聽類循環，可以不斷檢查用戶的操作，不能實現的監聽為(　　)
A. 用戶按鍵　 B. 移動鼠標　 C. 關閉窗口　 D. 加載圖片
第5單元　數據分析與人工智能
【學業要求】
學生能夠了解數據分析的意義及其方法；體驗對比分析和平均分析的一般分析過程；了解大數據的含義，認識大數據分析在信息社會的重要作用；能根據任務需求，選用恰當的軟件工具或平臺處理數據，完成分析報告。讓學生了解人工智能的應用以及產生與發展；了解人工智能求解問題的主要技術；體會人工智能對社會發展的影響；了解人工智能的關鍵技術，感受人工智能魅力。
5．1　走近數據分析
　
【知識點梳理】
1. 數據分析：指用恰當的統計分析方法對收集來的大量數據進行分析，提取有用信息，并形成結論的過程。
2. 數據分析的一般過程：根據分析的目標提出假設，然后收集有關數據，選用恰當的分析方法進行分析，驗證假設是否正確，繼而得出相應的結論。
3. 數據分析的基本方法
(1) 對比分析：
對比分析是將兩個或兩個以上的數據進行比較，分析它們的差異，從而揭示這些數據所代表的事物發展變化情況和規律。
對比分為橫向對比和縱向對比。
橫向對比指的是類似的事物或者同類的事物之間進行比較。
縱向對比指的是相同事物的不同時期進行比較。
(2) 平均分析：
平均分析是運用計算平均值的方法，來反映總體在一定時間、地點條件下某一數量特征的一般水平。
平均分析和對比分析常結合使用。
4. 數據可視化表達：以圖形、圖像和動畫等方式更加直觀生動地呈現數據及數據分析結果，揭示數據之間的關系、趨勢和規律等的表達方式。
5. 數據分析報告
項目研究結果的展示，也是數據分析結論的有效承載形式。通過報告不僅是把數據分析的起因、過程、結果及建議完整的展現出來，更為決策者提供科學、嚴謹的決策依據。
在數據分析報告中，首先需要明確數據分析的目的和背景，闡述目前存在的問題及通過分析希望解決的問題；其次需要描述數據來源和數據分析的思路、方法和模型；最后需要重點呈現數據分析的過程、結論和建議。
6. 大數據
以容量大、類型多、存取速度快、應用價值高為主要特征的數據集合，它正快速發展為對數量巨大、來源分散、格式多樣的數據進行采集、存儲和關聯分析，從中發現新知識、創造新價值、提升新能力的新一代信息技術和服務業態。
大數據的“大”是一個相對概念，沒有具體標準，如果一定要定一個標準，那么10TB－100TB通常稱為大數據的門檻。
【同步練習】
一、 選擇題
1. 數據分析的過程不包括(　　)
A. 首先要根據分析的目標提出假設　 B. 然后選擇恰當的分析方法進行分析
C. 驗證假設是否正確　 D. 根據分析直接得出相應的結論
2. 針對某路公交車高峰擁擠時段情況數據分析時，下列選項中相對合適的分析方法是(　　)
A. 縱向平均分析　　　 B. 縱向對比分析　　　　 C. 橫向對比分析　　　　 D. 橫向平均分析
3. 要直觀地展示某同學高二學年連續幾次考試成績的變化的情況，最合適的圖表類型是(　　)
A. 條形　 B. 柱狀圖　　　 C. 餅圖　　 D. 折線圖
4. 美國海軍軍官莫里通過對前人航海日志的分析，繪制了新的航海路線圖，標明了大風和洋流可能發生的地點，這體現了大數據分析理念的(　　)
A. 在數據基礎上傾向于全體數據而不是抽樣數據
B. 在分析方法上更注重相關分析而不是因果分析
C. 在分析效果上更追求效率而不是絕對精確
D. 在數據規模上強調相對數據而不是絕對數據
5. 以下關于大數據，說法不正確的是(　　)
A. 大數據是指無法在可承受的時間范圍內用常規軟件工具進行高效捕捉、管理和處理的數據集合
B. 大數據的產生是與人類日益普及的網絡行為所伴生的：物聯網、云計算、移動互聯網、手機、電腦以及各種傳感器
C. 大數據已成為人們提取信息、做出決策的重要依據，是推動信息社會發展的重要資源
D. 大數據沒有安全隱患和負面影響，我們可以隨意使用大數據
二、 判斷題
1. 平均分析和對比分析單個使用，更能清楚地反映要分析事物的不同情況特征。(　　)
2. 對比分析是指將兩個或兩個以上的數據進行比較，分析它們的差異，來反映總體在一定時間、地點條件下某一數量特征的一般水平。(　　)
3. 大數據對我們的意義在于，我們有可能從如此龐大的數據中挖掘出有價值的數據，并運用于管理、農業、金融、醫療和教育等各個社會領域，為社會發展服務。(　　)
4. 通過報告不僅是把數據分析的起因、過程、結果及建議完整的展現出來，更為決策者提供科學、嚴謹的決策依據。(　　)
5. 大數據是通過傳統數據庫技術和數據處理工具不能處理的龐大而復雜的數據集合。(　　)
6. 對于大數據而言，最基本、最重要的要求就是減少錯誤、保證質量。因此，大數據收集的信息量要盡量精確。(　　)
5.2　探秘人工智能
探秘人工智能　
【知識點梳理】
1. 人工智能(AI)：是指利用計算機或計算機控制機器模擬、延伸和擴展人的智能，感知環境，獲取知識并使用知識進行分析、辨別的技術與應用。
2. 人工智能分類：弱人工智能和強人工智能，我們目前處于弱人工智能時代。強人工智能是指能思考，有知覺，有自我意識的人類級別的智能機器。
3. 常見技術：
搜索：分盲目搜索和啟發式搜索。盲目搜索，按預定控制策略進行搜索，不考慮問題本身特性。啟發式搜索，在搜索過程中加入評估函數等啟發信息，不斷自動調整搜索方向，加速求解過程。
機器學習，是當前人工智能的核心技術之一，目的是使計算機模擬或實現人類的學習行為，獲取新的知識或技能。
神經網絡，是人工智能領域的研究熱點之一，是一種模擬動物神經網絡行為特征，進行并行信息處理的算法模擬。它通過自身訓練、學習某種規則，最終在給定輸入時得到最接近期望值的輸出結果。
神經元芯片，采用專門的硬件神經元，將幾百萬個神經元連接在一起，每個神經元都能通過眾多路徑向其他神經元發送信息。這類芯片的速度是普通CPU的上千倍。
智能傳感器，具有信息處理功能的傳感器，智能傳感器帶有微處理器，具備采集、處理、交換信息等功能，是傳感器集成化與微處理機相結合的產物。是人工智能的神經末梢，用于全面感知外界環境。
4. 應用領域：當前人工智能的主要應用于自動駕駛、車牌識別、語音識別、人臉識別及智能機器人等。
【同步練習】
一、 選擇題
1. 下列搜索方法中不屬于盲目搜索的是(　　)
A. 等代價搜索　 B. 寬度有線搜索　 C. 深度優先搜索　 D. 有序搜索
2. 人工智能的核心是算法，基礎是數據，本質是(　　)
A. 函數　 B. 計算　 C. 程序　 D. 模塊
3. 2016年3月，在一場舉世關注的人機對弈圍棋比賽中，被稱為AlphaGo的機器人擊敗了世界圍棋冠軍。AlphaGo的主要工作原理是(　　)
A. 語音識別　 B. 模擬仿真　 C. 深度學習　 D. 虛擬現實
4. 機器翻譯屬于下列哪個領域的應用？(　　)
A. 自然語言系統　 B. 機器學習　 C. 專家系統　 D. 人類感官模擬
5. 通過交通信息采集系統采集道路中的車輛流量、行車速度等信息，經智能系統分析后調整各路口紅綠燈時長屬于人工智能在________領域的應用。(　　)
A. 智能物流　 B. 智能安防　 C. 智能控制　 D. 智能交通
6. (多選)2017年7月20日，《國務院關于印發<新一代人工智能發展規劃>的通知》(國發[2017]35號)中明確了新一代人工智能的基礎理論體系。主要包括自主協同控制與優化決策理論、高級機器學習理論、類腦智能計算理論、量子智能計算理論和(　　)
A. 大數據智能理論　　 B. 跨媒體感知計算理論
C. 混合增強智能理論　 D. 群體智能理論
7. 考勤設備上的指紋打卡功能采用的主要技術是(　　)
A. 虛擬現實　 B. 多媒體　 C. 人工智能　 D. 納米
8. 智能手機中“搖一搖”功能的實現，從硬件的角度來說是因為智能手機中有(　　)
A. 觸摸屏　　　 B. 攝像頭　 C. 傳感器　 D. 藍牙
9. 對智能手機直接說出聯系人的名字，手機會自動撥號呼叫該聯系人，這主要應用了人工智能的(　　)
A. 指紋識別技術　 B. 圖像識別技術
C. 語音識別技術　 D. 字符識別技術
10. 下列關于“人機大戰”中AlphaGo算法中的蒙特卡洛樹搜索描述正確的是(　　)
A. 深度優先搜索策略　 B. 一種啟發式搜索(最優搜索)
C. 盲目搜索　 D. 廣度優先搜索策略
11. 某輸入法獨家推出方言語音輸入，支持粵語、四川話、上海話等十幾種方言識別，這其中用到的人工智能技術是(　　)
A. 模式識別 　 B. 自然語言處理 　 C. 關聯分析 　 D. 機器翻譯
12. 1959年美國的Samuel設計了一個下棋程序，它可以在不斷的對弈中改善自己的棋藝。4年后，這個程序戰勝了設計者本人。這里面應用的人工智能技術是(　　)
A. 機器學習　 B. 模式識別　 C. 智能代理　 D. 可計算認知結構
13. 專家系統的推理機的最基本的方式是(　　)
A. 直接推理和間接推理　 B. 正向推理和反向推理
C. 邏輯推理和非邏輯推理 　 D. 準確推理和模糊推理
14. 隨著計算機技術的發展，模式識別的應用越來越廣泛，如語音輸入、光學字符識別(OCR)、手寫輸入等。這主要都是得益于 (　　)
A. 虛擬現實的實現　 B. 多媒體技術的發展
C. 網絡技術的發展　 D. 人工智能技術的發展
15. 無人駕駛汽車成為了許多大互聯網公司的研發方向相較于傳統汽車，無人駕駛汽車的安全性更高，它可以自動識別交通標志、路況等，保證汽車在遵守交通規則的前提下安全出行，這采用的技術主要是(　　)
A. 機器翻譯　 B. 圖像識別　 C. 虛擬現實　 D. 語音識別
16. 專家系統是以________為基礎，以推理為核心的系統。(　　)
A. 專家　 B. 軟件　 C. 知識　 D. 解決問題
17. 現在的科技十分發達，警察破案很多時候可以通過指紋系統來辨認真兇，這是運用人工智能技術的(　　)
A. 自然語言系統　 B. 機器學習
C. 專家系統　 D. 人類感官模擬
18. 機器人逐漸走進我們的學習和生活，這主要是利用了________技術。(　　)
A. 自動化信息加工　 B. 網絡互聯
C. 人工智能　 D. 在線翻譯
19. 關于人工智能的敘述不正確的是(　　)
A. 人工智能技術與其他科學技術相結合極大地提高了應用技術的智能化水平
B. 由于人工智能的系統研究是從上世紀五十年代才開始的，非常新，所以十分重要
C. 人工智能極大地促進了社會的發展
D. 人工智能是科學技術發展的趨勢
20. 家用掃地機器人具有自動避障、自動清掃等功能，這主要體現了(　　)
A. 網絡技術　 B. 多媒體技術　 C. 數據管理技術　 D. 人工智能技術
21. (多選)人工智能領域的關鍵技術目前主要包括(　　)
A. 自然語言處理、計算機視覺　　 B. 虛擬現實與增強現實
C. 人機交互、生物特征識別　　 D. 機器學習、知識圖譜
二、 填空題
1. 人工智能是利用________或者數字計算機________模擬、延伸和擴展人的________，感知環境，獲取知識并使用知識獲得最佳結果的理論、方法、技術及應用系統。
2. 人工智能的核心是________，基礎是________，本質是________。
3. 根據問題的實際，不斷尋找可利用的知識，構造一條推理路線解決問題，這個過程就是________。盲目搜索是一種按照預定的________進行搜索，而不考慮________的搜索，這種搜索一般適用于求解比較簡單的問題。啟發式搜索是在搜索過程中加入________等啟發信息，不斷________搜索方向，加速求解進程。
4. 機器學習是當前人工智能的核心技術之一，目的是使計算機能________人類的學習行為，獲取新的知識或技能，重新組織已有的知識結構，從而不斷完善自身的性能。
5. ________一般指實現特定功能的專用智能設備，________真正實現推理和解決問題。________是指真正________、________、________的人類級別的智能機器。
6. 神經網絡是目前人工智能領域的研究熱點之一，是一種模擬________行為特征，進行并行信息處理的________。
7. 智能傳感器是具有________功能的傳感器。它屬于人工智能的________，用于感知外界環境。
三、 判斷題
1. 隨著人工智能技術的發展，人工智能將比人類更聰明。(　　)
2. 啟發式搜索，一般適用于求解比較簡單的問題。(　　)
3. 強人工智能是指真正能思考、有知覺、有自我意識的人類級別的智能機器。(　　)
4. 人工神經網絡需要事先確定反映輸入、輸出之間映射關系的數學方程，它通過自身的訓練，學習某種規則，最終在給定輸入時得到最接近期望輸出的結果。(　　)
5. 智能傳感器是具有信息處理功能的傳感器。它帶有微處理機，具備采集、處理、交換信息等功能，是傳感器集成化與微處理機相結合的產物。(　　)
第1單元　信息系統的組成與功能
【課標要求】
1．1　探討信息技術對社會發展、科技進步以及人們生活、工作與學習的影響，描述信息社會的特征，了解信息技術的發展趨勢。
1．2　通過分析典型的信息系統，知道信息系統的組成與功能。
【學業要求】
學生能夠初步認識信息系統的基本組成與功能，理解信息系統的整體性；認識子系統，理解信息系統大小的相對性；正確地選擇、使用、設計、評估不同功能類型的信息系統。
1．1　信息系統的組成
　
【知識點梳理】
1. 信息系統的定義
信息系統(Information System)是由計算機硬件和軟件、網絡和通信設備、信息資源、信息用戶和規章制度組成的以處理信息流為目的的人造系統。
2. 信息系統的基本組成
信息系統的基本組成：人、硬件/軟件、數據和通信方式。
信息系統以人為主導，以計算機技術和網絡技術為基礎，信息系統處理的是數據。
3. 信息系統的分類
從系統結構組成的復雜程度來看，信息系統可分為簡單系統、復雜系統和隨機系統。
●簡單系統的特征是元素數目少，可以用較少的變量數來描述。
●復雜系統的特征是元素數目較多，元素間存在著強烈的耦合作用，各元素通過緊密配合與相互影響，共同完成工作。
●隨機系統的特征是元素和變量數雖多，但它們之間的耦合是微弱的或隨機的。隨機系統的組成、結果都是不可預料的。
當然，以上三種系統并不是完全孤立的。一個復雜系統可以包含多個簡單系統、隨機系統。同時，信息系統的大小也是相對的。
4. 信息系統對社會發展的影響
在信息社會中，信息系統是管理各種信息的重要手段，它給人們帶來了諸多便利，促進了社會的發展。但是，隨著信息系統應用的日益普及，人們對它的依賴性增強、安全威脅增加、安全事件頻出，信息系統的局限性也逐漸地顯現出來。
【同步練習】
一、 選擇題
1. 在信息社會中，人類社會賴以生存的三大資源，不包括________項？(　　)
A. 信息　　　　　 B. 物質　　　　 C. 能源　　　　 D. 能量
2. 如果要進行網絡學習，你會優先選擇以下哪一個信息系統(　　)
A. 綜合素質評價網絡系統　 B. 網絡通信系統
C. 在線圖書館　 D. 網上銀行
3. 以下屬于隨機系統的是(　　)
A. 隨機點名系統　　 B. 電子鬧鐘　　 C. 電子門禁系統　　 D. 導航系統
4. 以下不屬于復雜系統的是(　　)
A. 手持電子秒表系統　 B. 數字校園網系統
C. 導航系統　 D. 人臉識別系統
5. 不屬于信息系統投資輔助的社會資產是(　　)
A. 互聯網　　　 B. 移動通信　　 C. 版權　　 D. 培訓
6. 如果要進行網上轉賬交易，你會選擇以下哪個信息系統？(　　)
A. 網絡通信系統　　　　　　　　　 B. 網絡購物平臺系統
C. 網上銀行　　　　　　　　　　　 D. 在線圖書館
7. ________起到對計算機資源進行管理和組織的作用。(　　)
A. 硬件　　　 B. 網絡　　　 C. 軟件　　　 D. 數據庫
8. 在信息社會中，________是管理各種信息的重要手段。(　　)
A. 信息系統　　　 B. 計算機技術
C. 網絡技術　　　 D. 數據庫技術
9. 信息________是信息的具體使用者，信息系統是為信息用戶提供信息

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