資源簡(jiǎn)介

第l單元 初識(shí)數(shù)據(jù)與計(jì)算
1.1我們身邊的數(shù)據(jù)
1、數(shù)據(jù)
在我們身邊存在著各種數(shù)據(jù)，如刷公交卡時(shí)刷卡機(jī)顯示的本次扣款金額和卡內(nèi)余額、電子手表上顯示的日期和時(shí)間、教科書封底下端的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)書號(hào)(ISBN)、體育課上測(cè)量的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)成績(jī)等。這些數(shù)字都是數(shù)據(jù)。
我們的名字、詩(shī)人創(chuàng)作的詩(shī)句、奧運(yùn)會(huì)的主題曲、記載學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)的視頻等都不是數(shù)字，那么它們是數(shù)據(jù)嗎 實(shí)際上，數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式多種多樣，除了數(shù)字以外，還有文字、圖形、圖像、聲音和視頻等形式。
在日常生活中，有些數(shù)據(jù)是固定不變的。例如，不管圓有多大，它的周長(zhǎng)與直徑的比值總是一個(gè)固定的數(shù)，也就是我們常說(shuō)的圓周率π；再如，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，冰水混合物的溫度為0°C。
有些數(shù)據(jù)是不斷變化的，例如家庭每天的用電量、國(guó)際黃金價(jià)格、氣溫等。這些數(shù)據(jù)隨著時(shí)間而改變，因此在運(yùn)用此類數(shù)據(jù)時(shí)要注意時(shí)效性，否則有可能造成計(jì)算無(wú)效。
有些數(shù)據(jù)是隨機(jī)出現(xiàn)的。比如拋硬幣，是正面向上還是反面向上是隨機(jī)的。但若拋幾百次、幾千次，正面向上的可能性就穩(wěn)定在50%左右。這時(shí)，數(shù)據(jù)的出現(xiàn)往往又有-定的概率。
2、信息
單純的數(shù)據(jù)不能表達(dá)具體的含義，例如我們并不清楚像28和90%這樣的數(shù)值在生活中的具體意義。在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理或賦予其具體的情境后，這些數(shù)據(jù)就成了有意義的信息。28 和90%可以分別用于表達(dá)今日的最高氣溫28°C，相對(duì)濕度90%，此時(shí)數(shù)據(jù)就成了有意義的信息。
數(shù)據(jù)是信息的符號(hào)表示；信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，是對(duì)數(shù)據(jù)的語(yǔ)義解釋。數(shù)據(jù)處理就是把原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成人們所需要的信息的過(guò)程。完整的數(shù)據(jù)處理過(guò)程一般包括數(shù)據(jù)的采集、加工、傳輸、存儲(chǔ)、檢索和輸出六個(gè)環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)處理的目的是把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成有用的信息以滿足用戶的需求。
一般而言，不管是什么樣的信息，它們通常都具有-些特征，如載體依附性、價(jià)值性、時(shí)效性、共享性等。
以天氣預(yù)報(bào)信息為例，該信息不能獨(dú)立存在，需要依附于一定的載體，它可以顯示在網(wǎng)頁(yè)上，也可以顯示在報(bào)紙上，體現(xiàn)了信息的載體依附性;人們可以利用天氣預(yù)報(bào)作為穿衣或出行的參考，體現(xiàn)了信息的價(jià)值性;天氣預(yù)報(bào)只是預(yù)報(bào)了未來(lái)某一特定時(shí)段的天氣狀況，它 會(huì)隨著時(shí)間的推移而變化，體現(xiàn)了信息的時(shí)效性；作為一種資源，天氣預(yù)報(bào)往往可以被多個(gè)信息接收者接收并且多次使用，這就體現(xiàn)了信息的共享性。
3、知識(shí).
知識(shí)是信息經(jīng)過(guò)加工提煉后形成的抽象產(chǎn)物。它表述的是事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)和狀態(tài)變化的規(guī)律。可以說(shuō)，知識(shí)是一類高級(jí)的、抽象的，而且具有普遍適應(yīng)性的信息。
知識(shí)是人類求知活動(dòng)的結(jié)晶。例如，人們發(fā)現(xiàn)感冒的發(fā)生除了與病毒感染有關(guān)外，天氣條件也是一個(gè)重要因素。冷空氣的人侵，造成大幅度降溫，或者冷空氣經(jīng)過(guò)后出現(xiàn)冷高壓天氣，特別是大氣壓高于1030百帕的晴好天氣，就會(huì)有大批人感冒。感冒指數(shù)的計(jì)算方法，是經(jīng)專家調(diào)查研究和演算歸納出來(lái)的。知識(shí)是認(rèn)識(shí)世界的結(jié)果，同時(shí)也是改造世界的依據(jù)。
數(shù)據(jù)、信息和知識(shí)可以看作人類對(duì)客觀事物感知的三個(gè)不同階段。數(shù)據(jù)是對(duì)事物屬性的客觀記錄，信息是經(jīng)過(guò)組織的有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，知識(shí)是經(jīng)過(guò)人的思維整理過(guò)的信息、數(shù)據(jù)、形象、價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)以及社會(huì)的其他符號(hào)化產(chǎn)物。
4、數(shù)據(jù)的來(lái)源
按照獲取數(shù)據(jù)的渠道，可以將數(shù)據(jù)分為兩類:直接數(shù)據(jù)和間接數(shù)據(jù)。統(tǒng)計(jì)調(diào)查或科學(xué)實(shí)驗(yàn)通常是數(shù)據(jù)的直接來(lái)源，由此得到的原始數(shù)據(jù)一般稱為直接數(shù)據(jù)或一手?jǐn)?shù)據(jù)；而通過(guò)查閱資料獲得的數(shù)據(jù)或他人對(duì)原始數(shù)據(jù)處理過(guò)的數(shù)據(jù)，一般稱為間接數(shù)據(jù)或二手?jǐn)?shù)據(jù)。例如，我 們用溫度計(jì)實(shí)際測(cè)量得到的氣溫值是直接數(shù)據(jù)，而從網(wǎng)上搜索到的氣溫值是間接數(shù)據(jù)。
5、數(shù)據(jù)的收集方法
直接數(shù)據(jù)的收集方法有很多，如調(diào)查法、訪談法、觀察法、實(shí)驗(yàn)法等。隨著技術(shù)的發(fā)展，收集數(shù)據(jù)的手段日益豐富。例如，在農(nóng)田中使用傳感器可以實(shí)時(shí)收集農(nóng)田土壤含水率，用以指導(dǎo)精確灌溉；利用車載尾氣檢測(cè)技術(shù)可以獲取實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)尾氣數(shù)據(jù)，用以協(xié)助調(diào)整交通策略及城市規(guī)劃；利用中國(guó)嫦娥四號(hào)探測(cè)器收集月球表面成分的第--手資料。
間接數(shù)據(jù)一般都已經(jīng)過(guò)加工處理，使用起來(lái)更加方便。收集間接數(shù)據(jù)的方法也有很多，如查閱文獻(xiàn)資料、關(guān)注媒體資源、瀏覽權(quán)威網(wǎng)站、利用搜索引擎在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行檢索、從相關(guān)數(shù)據(jù)公司購(gòu)買等。在收集這類數(shù)據(jù)時(shí)要綜合考慮數(shù)據(jù)的時(shí)效性、可信度以及經(jīng)濟(jì)條件等方面的因素。
6、數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)分析是指用適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)收集來(lái)的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，提取有用信息，并形成結(jié)論的過(guò)程。
針對(duì)調(diào)查問(wèn)卷收集的數(shù)據(jù)，我們可以分析問(wèn)卷中不同指標(biāo)的分布、所占比例等情況，也可以進(jìn)一步對(duì)問(wèn)卷指標(biāo)進(jìn)行交叉分析，如性別不同，穿衣情況比例是不是也有所差異等，然后在分析的基礎(chǔ)上得出結(jié)論。很多網(wǎng)絡(luò)調(diào)查平臺(tái)為用戶提供了一些分析功能。
1.2 數(shù)據(jù)的計(jì)算
1、計(jì)算
“數(shù)據(jù)”在“運(yùn)算符”的操作下，按“規(guī)則”進(jìn)行的數(shù)據(jù)變換，如“3+3=6”“3x2=6”，這是簡(jiǎn)單計(jì)算中的算術(shù)運(yùn)算。
通過(guò)建立分析模型和設(shè)計(jì)有效的步驟、方法，利用自動(dòng)計(jì)算工具來(lái)進(jìn)行規(guī)律預(yù)測(cè)和發(fā)現(xiàn)，這是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的計(jì)算。
人類分析問(wèn)題常采用的方法是計(jì)算，因此計(jì)算可以看作是一種獲得信息的過(guò)程。
2、電子表格軟件.
電子表格軟件是面向大眾的計(jì)算工具，它的圖形用戶界面及“所見(jiàn)即所得”的編輯技術(shù)等使對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算更加易于操作，從而更充分地實(shí)現(xiàn)人和計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提高人機(jī)協(xié)作效率。
3、數(shù)據(jù)的排序
利用電子表格軟件排序功能可以依據(jù)關(guān)鍵字對(duì)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行升序或降序排列，從而更清晰地了解各種分類信息。
例如，我們希望找到身高最高的幾位同學(xué)，可以依據(jù)身高進(jìn)行排序。如果需要按照多個(gè)條件排序，可以進(jìn)行多個(gè)關(guān)鍵字的設(shè)定。如圖1.2.1所示，通過(guò)設(shè)置主要關(guān)鍵字、次要關(guān)鍵字，能很容易地找出女生中身高最高的幾位同學(xué)。
4、數(shù)據(jù)的篩選
根據(jù)一定的規(guī)則成批篩選數(shù)據(jù)，有助于我們發(fā)現(xiàn)某類特定數(shù)據(jù)蘊(yùn)含的信息。篩選會(huì)依據(jù)條件顯示需要的數(shù)據(jù)，其余的內(nèi)容都會(huì)被隱藏起來(lái)。同時(shí)，篩選不會(huì)以任何方式更改數(shù)據(jù)，取消篩選之后，所有數(shù)據(jù)都會(huì)重新出現(xiàn)。
例如，篩選性別為男、愛(ài)好為籃球的數(shù)據(jù)，篩選后的結(jié)果如圖1.2.2所示。

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