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?●?第一章 數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)

●?第一節(jié) 數(shù)據(jù)、信息與知識(shí)

●?一、感知數(shù)據(jù)

●?1、數(shù)據(jù)的概念

●?數(shù)據(jù)是對(duì)事物描述的記錄

●?數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式多種多樣

●?數(shù)據(jù)是可加工、可處理的

●?2、數(shù)據(jù)的價(jià)值

●?數(shù)字圖書(shū)館

●?學(xué)校餐飲管理

●?教學(xué)實(shí)驗(yàn)

●?道路檢修過(guò)程……

●?二、認(rèn)識(shí)信息

●?1、信息的概念

●?信息學(xué)奠基人：克勞德 · 艾爾伍德 · 香農(nóng)?，他認(rèn)為：“信息是能夠用來(lái)消除不確定性的東西”

●?信息表示的是 事物之間的相互關(guān)系，它可以通過(guò)數(shù)字、字符、圖像、聲音和視頻等載體進(jìn)行傳播 。

●?2、信息的特征

●?（1）信息可以傳播和存儲(chǔ)

●?信息的傳播和存儲(chǔ)需要依附于一定的載體

●?承載信息的數(shù)字、字符、圖像、聲音和視頻等可稱為信息的載體

●?（2）信息的價(jià)值是相對(duì)的

●?同一條信息對(duì)于不同的持有者具有不同的價(jià)值

●?信息的價(jià)值也取決于信息接收者對(duì)信息的理解、認(rèn)知和應(yīng)用能力

●?（3）信息可以被共享

●?（4）信息具有時(shí)效性

●?信息往往反映了事物在某個(gè)特定時(shí)間的狀態(tài)，信息的時(shí)效會(huì)隨著時(shí)間的推移而變化

●?3、合理應(yīng)用信息

●?（1）敏銳感知周?chē)澜纾_獲取信息

●?要能敏銳地感知到變化的信息，依據(jù)信息的變化做出相應(yīng)決策

●?（2）具備信息辨別能力，有效甄別信息

●?（3）遵守信息安全法規(guī)，負(fù)責(zé)任地使用信息

●?2017年6月，我國(guó)正式施行《中華人民共和國(guó)網(wǎng)絡(luò)安全法》，其中，第十二條要求“任何個(gè)人和組織不得利用網(wǎng)絡(luò)從事編造、傳播虛假信息擾亂經(jīng)濟(jì)秩序和社會(huì)秩序，以及侵害他人名譽(yù)、隱私、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和其他合法利益等活動(dòng)”

●?三、學(xué)習(xí)知識(shí)

●?1、數(shù)據(jù)、信息與知識(shí)的關(guān)系

●?數(shù)據(jù)是描述事物的記錄，能夠承載信息，因此人們可以在處理數(shù)據(jù)的過(guò)程中獲得信息

●?信息表示的是事物間的相互關(guān)系，通過(guò)分析數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)其中包含的關(guān)系

●?知識(shí)

●?一般知識(shí)

●?在日常生活和工作中，人們所獲得的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的總和

●?科學(xué)知識(shí)

●?人們對(duì)信息的科學(xué)組織

●?2、體驗(yàn)數(shù)字化學(xué)習(xí)

●?互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)

●?虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

●?大數(shù)據(jù)與人工智能技術(shù)在教育中的應(yīng)用

●?第二節(jié) 數(shù)字化與編碼

●?一、進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其轉(zhuǎn)換

●?1、進(jìn)位計(jì)數(shù)制

●?數(shù)碼

●?表示某種進(jìn)位計(jì)數(shù)制的一組符號(hào)

●?基數(shù)

●?所使用的數(shù)碼個(gè)數(shù)

●?位權(quán)

●?數(shù)碼在不同數(shù)位上的倍率值

●?十進(jìn)制數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9 基數(shù)：10 第n位位權(quán)：10的（n-1）次方

●?二進(jìn)制數(shù)碼：0、1 基數(shù)：2 第n位位權(quán)：2的（n-1）次方

●?十六進(jìn)制數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F 基數(shù)：16 第n位位權(quán)：16的（n-1）次方

●??表示：

●?可用（S）я表示，其中S為具體的數(shù)碼，下標(biāo)я（R）是改進(jìn)位計(jì)數(shù)制的基數(shù)，例如（102A）??和（1011）?

●?如1011B中B為二進(jìn)制的特定字母，102或102D中D為十進(jìn)制的特定字母，102AH中H為十六進(jìn)制的特定字母

●?2、不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換

●?十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制

●?除以2反向取余

●?舉例：（11）??=（1011）?

●?11 ????????余數(shù)

●?5 ????????1

●? ? ? ? ??? ↑ 低位

●?2 ????????1

●?? ? ? ? ? ?|

●?1 ????????0

●?? ? ? ? ? ?|

●?0 ????????1

●?? ? ? ? ? ?| ?高位

●?二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制

●?將每位二進(jìn)制數(shù)和該位的位權(quán)相乘再求和（按權(quán)展開(kāi)）

●?舉例：（1011）?=1*23+0*22+1*21+1*2?=8+0+2+1=（11）??

●?二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制

●?把二進(jìn)制數(shù)從低位到高位按4位1組劃分，每組用一位十六進(jìn)制數(shù)表示，不足4位二進(jìn)制數(shù)，高位用“0”補(bǔ)齊

●?舉例：（1011011）?=（5B）??

●?1011011

●?0101

●?5

●?1011

●?B

●?十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制

●?將每一位十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為4進(jìn)制數(shù)，不足4位二進(jìn)制數(shù)，高位用“0”補(bǔ)齊

●?舉例：（A3）??=（10100011）?

●?A

●?1010

●?3

●?0011

●?3、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單位

●?1Byte（B）（字節(jié)）=8bit（比特）

●?1KB=1024B

●?1MB=1024KB

●?1GB=1024MB

●?1TB=1024GB

●?1PB=1024TB

●?1EB=1024PB

●?二、數(shù)字化

●?數(shù)字化是計(jì)算機(jī)處理信息的基礎(chǔ)，將現(xiàn)實(shí)世界中各種各樣的信息用二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示的過(guò)程就是信息的數(shù)字化

●?1、模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)

●?模擬量

●?連續(xù)變化的物理量

●?如溫度、速度等

●?模擬量是連續(xù)的

●?如水銀溫度計(jì)中的水銀汞柱伸縮是連續(xù)變化的，反映的是模擬量

●?以模擬信號(hào)形式傳遞

●?如聲音的數(shù)字化中，麥克風(fēng)能夠?qū)⒙暡ǖ恼駝?dòng)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，這是一種模擬信號(hào)

●?數(shù)字量

●?數(shù)字化可將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量

●?數(shù)字量是離散的

●?如數(shù)字溫度計(jì)顯示的數(shù)字是離散的，反映的是數(shù)字量

●?以數(shù)字信號(hào)的形式傳遞

●?再經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備（如聲卡等）的處理后，可以轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)內(nèi)部能夠處理的數(shù)字信號(hào)

●?2、模擬信號(hào)的數(shù)字化過(guò)程

●?“數(shù)字化”三大進(jìn)程（模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)）

●?采樣

●?每秒的采樣次數(shù)稱作采樣頻率，單位用赫茲（Hz）表示

●?量化

●?把采樣的值用二進(jìn)制數(shù)值表示出來(lái)

●?編碼

●?對(duì)二進(jìn)制數(shù)值進(jìn)行編碼，形成一系列二進(jìn)制代碼，供計(jì)算機(jī)進(jìn)行識(shí)別、存儲(chǔ)和加工

●?三、編碼

●?編碼是為了方便信息的存儲(chǔ)、檢索和使用而規(guī)定的符號(hào)系統(tǒng)

●?1、字符編碼

●?（1）ASCII碼

●?標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼（美國(guó)信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼）為7位二進(jìn)制編碼，存儲(chǔ)時(shí)占用一個(gè)字節(jié)，最高位為0（即8位二進(jìn)制編碼），如字符“A”的ASCII碼編碼為1000001，而存儲(chǔ)時(shí)為01000001。

●?標(biāo)準(zhǔn)的ASCII字符集定義了128個(gè)字符，其中包括：

●?95個(gè)可打印字符

●?10個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字（“0”~“9”）

●?26個(gè)大寫(xiě)英文字母（“A”~“Z”）

●?26個(gè)小寫(xiě)英文字母（“a”~“z”）

●?33個(gè)符號(hào)

●?33個(gè)控制字符

●?（2）漢字編碼

●?（3）Unicode字符集和編碼方案

●?2、聲音編碼

●?聲音的采樣

●?采樣間隔時(shí)間越短，采樣頻率就越高，單位時(shí)間內(nèi)得到的樣本數(shù)據(jù)就越多，對(duì)聲音的模擬信號(hào)的表示就越精確，聲音的保真度就越高

●?聲音的量化

●?劃分的等級(jí)越多，量化的位數(shù)就越多，量化精度就越高，采樣結(jié)果近似到某個(gè)等級(jí)時(shí)產(chǎn)生的誤差就越小，音質(zhì)就越有保證

●?過(guò)程：首先將幅度值范圍劃分為2的n次方個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)一個(gè)幅度值，然后將采樣得到的各個(gè)幅度值按一定的規(guī)則近似到某個(gè)等級(jí)，并用n位二進(jìn)制數(shù)表示這些值。此處n為量化位數(shù)。

●?對(duì)所獲得的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼

●?未經(jīng)壓縮的音頻文件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量計(jì)算：

●?數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量=采樣頻率*量化位數(shù)*聲道數(shù)÷8*持續(xù)秒數(shù)（字節(jié)）

●?通常，未經(jīng)壓縮的數(shù)字音樂(lè)會(huì)被保存為WAV文件格式

●?3、圖像編碼

●?圖像的采樣

●?按一定的空間間隔從左到右、自上而下提取畫(huà)面信息，將圖像在空間上轉(zhuǎn)換成若干個(gè)像素點(diǎn)，每個(gè)像素點(diǎn)呈現(xiàn)不同的顏色

●?水平方向上的像素?cái)?shù)量乘以垂直方向上的像素?cái)?shù)量稱為圖像分辨率

●?圖像的量化

●?用若干位二進(jìn)制數(shù)表示采樣得到的每個(gè)像素點(diǎn)的顏色

●?記錄每個(gè)像素點(diǎn)的顏色所需的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，稱為顏色深度（位深度），對(duì)于一幅圖像來(lái)說(shuō)，顏色深度決定了該圖像中像素可以使用的最多顏色的量。

●?位圖

●?由縱橫排列的像素點(diǎn)組成的圖像

●?位圖的質(zhì)量主要由圖像分辨率和顏色深度決定

●?未經(jīng)壓縮的位圖圖像的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量計(jì)算：

●?數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量=圖像分辨率*顏色深度÷8（字節(jié)）

●?通常，未經(jīng)壓縮的位圖圖像會(huì)被保存為BMP文件格式

●?4、數(shù)據(jù)壓縮

●?無(wú)損壓縮

●?格式：winRAR、winRAR ZIP

●?有損壓縮

●?圖像數(shù)據(jù)壓縮格式

●?JPEG

●?音頻數(shù)據(jù)壓縮格式

●?MP3

●?視頻數(shù)據(jù)壓縮格式

●?MPEG

●?第三節(jié) 大數(shù)據(jù)及其作用與價(jià)值

●?一、理解大數(shù)據(jù)（背誦小標(biāo)題）

●?1、數(shù)據(jù)規(guī)模大

●?2、數(shù)據(jù)類型多

●?3、處理速度快

●?4、價(jià)值密度低

●?二、大數(shù)據(jù)處理過(guò)程（背誦小標(biāo)題）

●?1、數(shù)據(jù)采集

●?2、數(shù)據(jù)預(yù)處理

●?3、數(shù)據(jù)分析

●?4、數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用

●?三、大數(shù)據(jù)的作用及社會(huì)影響

●?1、大數(shù)據(jù)的作用

●?大數(shù)據(jù)可以反映社會(huì)現(xiàn)象

●?大數(shù)據(jù)可以預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)

●?大數(shù)據(jù)可以指導(dǎo)決策的制定

●?2、大數(shù)據(jù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響

●?大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)化社會(huì)管理模式

●?大數(shù)據(jù)技術(shù)創(chuàng)新提升服務(wù)質(zhì)量

●?大數(shù)據(jù)技術(shù)成為科學(xué)研究的新途徑

使用軟件：幕布 & B站

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