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(共54張PPT)
第一單元 數(shù)據(jù)與信息
認識數(shù)據(jù)、信息與知識
第一課
一、什么是數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)是現(xiàn)實世界客觀事物的符號記錄，是信息的載體，是計算機加工的對象。
例如：
180cm、70kg、36.5可以分別表示人體的身高、體重、體溫情況；
200m2、600m3、120km/h可以分別表示物體的面積、體積、速度等情況；
二、數(shù)據(jù)的特征
（1）二進制。在計算機中，數(shù)據(jù)以二進制的形式存儲、加工。
（2）語義性。語義是將數(shù)據(jù)符號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動狀態(tài)。
（4）多樣性和感知性。數(shù)據(jù)記錄的形式是多樣的、可看的、可聽的、可感知的，如圖形、圖像、視頻、音頻、文本等。
三、數(shù)據(jù)的類型
在計算機科學中，數(shù)據(jù)是對所有輸入計算機并被計算機識別、存儲和處理的符號的總稱。
四、數(shù)據(jù)和信息不同特征
（1）數(shù)據(jù)的載體性與信息的依附性
（2）數(shù)據(jù)的孤立性與信息的聯(lián)系性
（3）數(shù)據(jù)的客觀性與信息的主觀性
五、數(shù)據(jù)和信息共同特征
（1）普遍性
（2）可處理性
（3）傳遞性與共享性
（4）價值相對性與時效性
六、大數(shù)據(jù)
（1）數(shù)據(jù)量
（2）處理速度
（3）多樣性
（4）價值性
電信詐騙
大數(shù)據(jù)“殺熟”
信息繭房
大數(shù)應(yīng)用
1、電商行業(yè)。電商行業(yè)是最早將大數(shù)據(jù)用于精準營銷的行業(yè)，它可以根據(jù)消費者的習慣提前生產(chǎn)物料和物流管理，這樣有利于美好社會的精細化生產(chǎn)。隨著電子商務(wù)的越來越集中，大數(shù)據(jù)在行業(yè)中的數(shù)據(jù)量變得越大，并且種類非常多。在未來的發(fā)展中，大數(shù)據(jù)在電子商務(wù)中有大多的想象，其中主要包括預測趨勢，消費趨勢，區(qū)域消費特征，顧客消費習慣，消費者行為，消費熱點和影響消費的重要因素。
2、金融行業(yè)。主要使用在交易過程中。現(xiàn)在許多股權(quán)交易都是使用大數(shù)據(jù)算法進行的。這些算法能夠越來越多地考慮社交媒體和網(wǎng)站新聞，并且決定接下來的幾秒內(nèi)是選擇購買還是出售。
3、生物技術(shù)。基因技術(shù)是人類未來挑戰(zhàn)疾病的重要武器。科學家可以利用大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用，這樣能夠加速他們自己的基因和其他動物基因的研究過程，并且還能成為人類未來克服疾病的重要武器之一。技術(shù)不僅可以改良作物，還可以利用遺傳技術(shù)培育人體器官，消滅細菌等。
電信詐騙
大數(shù)據(jù)“殺熟”
信息繭房
七、數(shù)據(jù)、信息與知識的關(guān)系
從數(shù)據(jù)到信息，再到知識，是一個低級到高級的認知過程。
數(shù)據(jù)是信息和知識的來源。
七、數(shù)據(jù)、信息與知識的關(guān)系
從數(shù)據(jù)到信息，再到知識，是一個低級到高級的認知過程。數(shù)據(jù)是信息和知識的來源。
簡單地說：數(shù)據(jù)是載體。
通過數(shù)據(jù)，我們可以獲得信息、形成知識，甚至產(chǎn)生智慧。
1、數(shù)據(jù)是現(xiàn)實世界原始事物現(xiàn)象的（ ），是信息的載體。
A、符號記錄 B、還原 C、反映 D、提升
學業(yè)評價
2、人們在探索現(xiàn)實世界時，用（ ）記錄自然現(xiàn)象與社會的發(fā)展，通過尋找其基本特征和規(guī)律，人們就能探索與揭示出自然和社會的發(fā)展規(guī)律。
A. 文字 B. 圖片 C. 數(shù)字 D. 數(shù)據(jù)
3. 導航軟件的實時路況信息會不斷更新，這主要體現(xiàn)了信息具有（ ）。
A. 真?zhèn)涡? B. 時效性 C. 載體依附性 D. 可處理性
數(shù)據(jù)編碼
字符編碼
圖像編碼
聲音編碼
視頻編碼
數(shù)值數(shù)據(jù)編碼
編碼：是指用預先規(guī)定的方法將數(shù)字、文字或其他對象轉(zhuǎn)換成規(guī)定的符號組合，或?qū)⑿畔ⅰ?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為規(guī)定的脈沖電信號。
鑒別：編碼是對象的唯一標識。
排序：具有一定的順序，比較容易排序。
專用含義：
在計算機中， 編碼一般是指用預先規(guī)定的方法將數(shù)字、文字、圖像、聲音、聲音、視頻等編成二進制代碼的過程。
（一）計算機與二進制數(shù)
二進制：用0和1兩個數(shù)碼來表示，進位規(guī)則是“逢二進一”。
0+0=0 0+1=1 1+1=10 11+1=100
比特b:一個二進制位（0或1）稱為一個比特(bit),比特是表示數(shù)據(jù)的 最小單位。
數(shù)值數(shù)據(jù)編碼
數(shù)值數(shù)據(jù)編碼
過程：
數(shù)值數(shù)據(jù)
轉(zhuǎn)換
二進制數(shù)
編碼
0、1代碼
（1）十進制數(shù)轉(zhuǎn)二進制數(shù)
方法：除2取余，逆序排列
(15)10=（ ）2
？
(15)10=（ 1111）2
15
2
7
2
3
2
1
2
0
1
余數(shù)
1
1
1
數(shù)值數(shù)據(jù)編碼——轉(zhuǎn)換
（三）二進制數(shù)與十進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換
2、二進制數(shù)轉(zhuǎn)十進制數(shù)
（三）二進制數(shù)與十進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換
方法：“按權(quán)展開求和”
具體步驟：先將二進制數(shù)寫成加權(quán)系數(shù)展開式，而后根據(jù)十進制數(shù)的加法規(guī)則
進行求和。
（1111)2=1×20+1×21+1×22+1×23 =(15)10
（1111010)2= =( )10
位權(quán)：一個數(shù)值在某一位上所表示的數(shù)值的大小，進制的位數(shù)-1次冪。
例如：（1111)2第四位的位權(quán)是1×23=8，（1462)10第四位的位權(quán)是1×103=1000
數(shù)值數(shù)據(jù)編碼——轉(zhuǎn)換
成語“半斤八兩”是什么意思
將10兩計做1斤，就是“十進制”
將16兩計做1斤，就是“十六進制”
新疆人民至今仍習慣將20兩計做1斤，本質(zhì)上是1公斤（1 kg）
兩者表示的物品數(shù)量一樣，只是進制不同
數(shù)值數(shù)據(jù)編碼——轉(zhuǎn)換
U盤容量的進制是多少？
1 GB = 1024 MB
1 MB = 1024 KB
1 KB = 1024 B（Byte，字節(jié)）
1 B = 8 bit（位，元件）
廠商在生產(chǎn)時，以1000為進制
計算機讀取時，以1024為進制
廠商生產(chǎn)了：64*1000*1000*1000*8個元件，共5.12*1011
計算機讀取：5.12*1011/8/1024/1024/1024，等于59.6G
TB(terabyte),太字節(jié)
PB(petabyte),拍字節(jié)
TB(exabyte),艾字節(jié)
數(shù)值數(shù)據(jù)編碼——轉(zhuǎn)換
（三）N進制數(shù)與十進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換
1. N進制轉(zhuǎn)十進制：按權(quán)展開相加
2. 十進制轉(zhuǎn)N進制：除N取余倒取法
3. X進制轉(zhuǎn)Y進制：以十進制做中轉(zhuǎn)
（17)8=7×80+1×81=(15)10
（15)10=(17)8
15
8
1
8
0
7
余數(shù)
1
數(shù)值數(shù)據(jù)編碼——轉(zhuǎn)換
數(shù)值數(shù)據(jù)編碼——轉(zhuǎn)換
二進制 0 1 10 10 100 101 110 111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 ....
十進制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ....
數(shù)值數(shù)據(jù)編碼——轉(zhuǎn)換
二進制 0 1 10 10 100 101 110 111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 ....
十進制 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ....
數(shù)值數(shù)據(jù)編碼——編碼
（+21）10=（+10101）2=（00010101）原=（00010101）反==（00010101）補
（-21）10=（-10101）2=（10010101）原=（11101010）反==（11101011）補
數(shù)值數(shù)據(jù)編碼——編碼
過程：
數(shù)值數(shù)據(jù)
轉(zhuǎn)換
二進制數(shù)
編碼
0、1代碼
除2反向取余法
原碼、反碼、補碼
數(shù)值數(shù)據(jù)編碼
有人寫了一個數(shù)制轉(zhuǎn)換的式子：70-25=41。若要使該等式成立，則70、25、41有可能分別為（ ）
A. 十進制、十進制、十六進制 B. 十進制、十六進制、八進制 C. 十六進制、八進制、十進制 D. 八進制、八進制、十六進制
字符編碼
字符編碼的方式
認識ASCII碼
認識漢字編碼
字符編碼與進制數(shù)的關(guān)系
字符編碼
※ 西文字符是如何轉(zhuǎn)換為二進制的？
※ 哪些因素會影響西文字符在計算機中所在存儲容量呢？
（一）西文字符編碼
字符編碼
字符編碼中的字符包含：字母、符號、控制符、漢字等；
字符編碼：將字符按預先確定的方案轉(zhuǎn)換為計算機能識別的二進制數(shù)；
字符編碼
（一）西文字符編碼——ASCII碼
ASCII碼是由美國國家標準學會（American National Standard Institute,ANSI）制定的通用單字節(jié)字符編碼方案。
標準 ASCII碼
擴展 ASCII碼
7個二進制位表示，包括所有的大寫和小寫字母、數(shù)字0到9、標點符號，以及特殊控制符號。
8個二進制位表示，第8位用于確定附加的128個特殊符號字符、外來語字母和圖形符號。
字符編碼
標準 ASCII碼
7個二進制位表示，包括所有的大寫和小寫字母、數(shù)字0到9、標點符號，以及特殊控制符號。
字符編碼
擴展 ASCII碼
8個二進制位表示，第8位用于確定附加的128個特殊符號字符、外來語字母和圖形符號。
字符編碼
實 驗 探 究
打開記事本，輸入say hello! 將其保存到電腦上然后查看文件的大小？
字符編碼
打開記事本，輸入say hello! 將其保存到電腦上然后查看文件的大小？
實 驗 探 究
字符編碼
西文字符是如何轉(zhuǎn)換為二進制的？
哪些因素會影響西文字符在計算機中所在存儲容量呢？
ASCII碼
字符的個數(shù)
編碼方案
漢字編碼
※ 漢字是如何轉(zhuǎn)換為二進制的？
※ 哪些因素會影響漢字在計算機中所在存儲容量呢？
字符編碼
（二）漢字編碼
大部分漢字用兩個字節(jié)來表示，但有部分生僻字用四個字節(jié)表示。
字符編碼
（三）unicode碼
.容納世界上所有文字和符號。
.每種語言中的每個字符設(shè)定了統(tǒng)一的且唯一的二進制編碼。
.一般用兩個字節(jié)表示一個字符（非常偏僻的用4個字節(jié)）。
.用unicode碼比用ASCII碼需要多一倍的空間，可變長的UTF-8。
.UTF-8，1-6個字節(jié)，英文字母1個字節(jié)，漢字通常3個字節(jié)，生僻字4-6個字節(jié)。
.UTF-16
.UTF-32
字符編碼
實 驗 探 究
9字節(jié)
8字節(jié)
15字節(jié)
11字節(jié)
18字節(jié)
二、圖像編碼
圖像編碼是什么
圖像編碼的方式
位圖文件的大小
二、圖像編碼
※ 圖像是如何轉(zhuǎn)換為二進制的？
※ 圖像哪些因素會影響聲音在計算機中所在存儲容量呢？
二、圖像編碼
二、圖像編碼
二、圖像編碼
2^24=16777
黑白圖像 有2種（2=21）可選顏色 圖像量化位數(shù)為1位
16色圖像 有16種（2=24）可選顏色 圖像量化位數(shù)為4位
256色圖像 有256種（2=28）可選顏色 圖像量化位數(shù)為8位
24位真彩色 有16777種（2=224）可選顏色 圖像量化位數(shù)為24位
二、圖像編碼
二、圖像編碼
位圖文件的大小（字節(jié)數(shù)）=
圖像分辨率×圖像量化位數(shù)/8+顏色表項（4顏色種數(shù)）信息頭（共40個字節(jié)）+文件頭（共14個字節(jié)）
有一幅8位的位置圖圖像，像素為1024×800,試確定其數(shù)據(jù)文件的大小。
1024×800×8/8+4×256+40+14=820278≈8.2M
三、聲音編碼
※ 聲音是如何轉(zhuǎn)換為二進制的？
※ 哪些因素會影響聲音在計算機中所在存儲容量呢？
三、聲音編碼
三、聲音編碼
三、聲音編碼
三、聲音編碼
三、聲音編碼
音頻所占的存儲容量:（采樣頻率×量化位數(shù)×聲道數(shù)）÷8×持續(xù)時間
100秒的雙聲道音樂，采樣頻率是44.1KHz，量化位數(shù)16位。計算該音頻未經(jīng)壓縮時所占的存儲容量。
44.1×1000×16×2÷8×100=17640000Byte≈17MB。

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