第一章数据与信息
1、数据是现实世界客观事物的符号记录,是信息的载体,是计算机加工的对象。
2、在计算机科学中,数据是对所有输入计算机并被计算机识别、存储和处理的符号的总称,是联系现实世界和计算机世界的途径。
3、数据的特征:二进制、语义性、分散性、多样性与感知性
4、模拟信号是指用连续变化的物理量所表达的信息。其信号的幅度、频率或相位随时间作连续变化,如声音信号、图形信号等。
5、数字信号是离散时间信号的数字化表示。其信号的自变量、因变量都是离散的。
6、在计算机中,数字信号的大小常用有限位的二进制数表示。
7、数字信号的优点:抵抗电路本身干扰和环境干扰的能力强,利于存储、加密与纠错,从而具有较强的保密性和可靠性。
8、在现代技术的信号处理中,数据基本上是通过编码将模拟信号转换为数字信号进行存储和传输,文字、图像、声音等类型的数据都可经过编码进行存储和传输。
9、文字(字符)编码是效率相对较低的编码方式,有单字节码和双字节码两种。其中,ASCII码、莫尔斯码属于单字节码,国标码(GBK)、统一码(Unicode)属于双字节码。
10、ASCII码是美国信息交换标准代码,用8位二进制码为所有的英文字母(大小写52个)、阿拉伯数字(10个)和常用的不可见控制符(33个)以及标点符号、运算符号等(33个)建立了转换码,将符号转换为“0”和“1”构成的编码。英文字母A和a的编码分别为01000001(十进制数65)和01100001(十进制数97)。
11、汉字编码使用的是简体中文的GB码和繁体中文的BIG5码(大五码)。
12、图像编码是指在满足一定保真度的条件下,对图像数据进行变换、编码和压缩,以较少比特数表示图像或图像中所包含的信息的技术。
13、位图,最小单位为光栅点(或称像素),因而位图也叫作点阵图(或像素图)。
14、在计算机二进制数系统中,每个0或1就是一个位(bit,数据存储的最小单位),8个位就称为一个字节(Byte)。即:1B=8b。
15、位图文件所占用的空间可按以下公式计算:
文件的大小=文件头+信息头+颜表项+(图像分辨率*图像量化位数/8)
(1)文件头:包含文件的类型、大小和位图起始位置等信息,共14个字节(B)。(2)位图信息头:用于说明位图的尺寸等信息,占40个字节(B)。
(3)颜信息:用于说明位图中的颜,有若干个表项,每一个表项定义一种颜。当图像量化位数为1、4、8时,分别有2、16、256种颜,每个颜表项占4个字节;当图像量化位数为24时,没有颜表项。
(4)图像分辨率=图像x方向的像素数*图像y方向的像素数。
(5)图像量化位数:黑白图像,每一个像素有2种可选颜(黑、白),称为1位图像。16图像,每一个像素有16种可选颜,称为4位图像(2^4=16);256图像称为8位图像(2^8=256);24位图像的可选颜更丰富,为2^24种。
16、声音编码:对声音进行数据编码,必须经过数据的采样、量化和编码。
17、根据奈奎斯特采样定理,如果以一定时间间隔对某个信号f(t)进行采样,并且采样频率高于该信号最高频率的两倍,则采样值包含了原信号的全部信息。对于音频信号,常用的采样频率有三种:44.1kHz、22.05kHz和11.025kHz。
18、量化是把样值信号的无限多个可能的取值,近似地用有限个数的数值来表示。
19、编码是将量化后的采样值用二进制数码表示,并转换为由二进制编码0和1组成的数字信号。
20、声音存储空间遵循如下公式:
声音存储空间=采样频率*量化位数*声道数*时间/8(其中立体声声道数为2)
例题:采样频率为44.1kHz、量化位数为16位的立体声,1秒声音所需字节数为:44.1*1000*16*2*1/8=176400(B)。
21、信息是经过加工处理的、具有意义的数据。信息是对客观世界中各种事物的运动状态和变化的反映,是客观事物之间相互联系和相互作用的表征。
22、信息的特征:普遍性、传递性、共享性、依附性和可处理性、时效性、真伪性、价值相对性。
第2章知识与数字化学习
1、数字化学习工具:Python、思维导图、网络画板。
2、认识自然、探究规律的方法:做实验→获取观察数据→分析处理数据→推理建立数学模型→实验验证模型→形成知识→应用知识解决问题。
3、
4、数字化工具与资源
数字化工具是指能够采集、获取、检索、表示、传输、存储和加工多媒体数字化资源的设备装置。按其功能不同,数字化工具可大致分为以下几种∶
(1)数据采集(模数转换)工具。如声卡、视频卡、数码照相机、数码录像机、手写板、扫描仪等。
(2)信息获取工具。如台式电脑、笔记本电脑、平板电脑和手机等。
(3)信息检索工具。如搜索引擎和电子词典等。
(4)数字化可视化表达工具。如思维导图和演示文稿等。
(5)信息通信交流与传输工具。如、博客、社交软件和视频会议系统等。
(6)信息存储工具。如光盘、U盘、硬盘和服务器等。
(7)信息加工工具。如编程软件、多媒体制作软件、网站制作工具和信息系统制作工具等。
(8)三维设计工具。如3D制作软件、3D打印机、虚拟现实和增强现实制作系统等。
5、数字化工具与资源的优势
(1)获取的便捷性。(2)形式的多样性。(3)资源的共享性。
(4)平台的互动性。(5)内容的扩展性
6、数字化学习的特点
数字化学习是伴随计算机多媒体技术、互联网通信技术的发展而产生的,是信息社会的重要特征。与传统的学习方式不同,数字化学习具有问题化、合作性、个性化、创造性和再生性、开放性等特点。
第三章算法基础
1、编写计算机程序解决问题要经过分析问题、设计算法、编写程序、调试运行程序等若干个步骤。(P46)
2、算法是指在有限步骤内求解某一问题所使用的一组定义明确的规则。通俗地说,算法就是用计算机求解某一问题的方法,是能被机械地执行的动作或指令的有穷集合。(P48)
3、算法的特征:有穷性、确定性、数据输入、数据输出、可行性(P49)
(1)有穷性。一个算法在执行有穷步之后必须结束,即一个算法所包含的计算步骤是有限的。
(2)确定性。算法执行的每一个步骤必须有确切的定义,不能出现模棱两可的情况。
(3)数据输入。一个算法必须有零个或多个数据输入,以刻画运算对象的初始情况。例如,在上面的算法中,就没有数据输入。
(4)数据输出。一个算法有一个或多个数据输出,以反映对输入数据加工后的结果,没有输出的算法是毫无意义的。
网站制作工具(5)可行性。算法中执行的任何计算步骤都可以被分解为基本的可执行的操作步骤,即每个计算步骤都可以在有限时间内完成。
4、描述算法的常用方法有自然语言描述算法、流程图描述算法和伪代码描述算法。(P49-51)
5、用自然语言描述算法,就是用人们日常所用的语言,如汉语、英语等来描述算法。
6、用流程图描述算法是用程序框图来描述算法的一种表示方法
7、用伪代码描述算法就是用介于自然语言和计算机语言之间的文字和符号来描述算法。它不用图形符号,书写方便,格式紧凑,易于理解,便于向计算机程序设计语言过渡。
8、三种基本控制结构:顺序结构、选择结构和循环结构(P52)
9、计算机程序是指为了得到某种结果而可以由计算机等具有信息处理能力的装置执行的代码化指令序列,或者可被自动转换成代码化指令序列的符号化指令序列或者符号化语句序列。简而言之,计算机程序就是指计算机可以识别运行的指令集合。(P54)
10、计算机主要包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大基本部件
11、计算机程序设计语言,是指一组用来定义计算机程序的语法规则,通常简称为“编程语言”。它是一种被标准化的交流技巧,用于向计算机发出指令。(P54)12、计算机程序设计语言的发展,经历了从机器语言、汇编语言到高级语言的发展历程。(P55)
13、高级语言的翻译程序有两种类型:编译程序和解释程序。(P58)
第4章程序设计基础
1、常量是指在程序运行过程中其值始终不发生变化的量,通常是固定的数值或字符串。
2、变量是指在程序运行过程中其值可以发生变化的量。在程序设计语言中,变量可以用指定的名字来代表,即变量由变量的"标识符"(又称"名字")和变量的"内容"(又称"值")两部分组成。
Python程序设计语言规定标识符由字母(A~Z,a~z)、数字(0~9)、下划线组成,并且其第一个
字符必须是字母或下划线,而不能是数字,如s1,k,num,pai等。在标识符中,字母大小写是有区别的,如"value"与"Value"是两个不同的标识符。

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