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第1单元　初识数据与计算
【学业要求】
学生能够描述数据与信息特征；掌握数字化学习的方法，能够根据需要选用合适的数字化工具开展学习(信息意识、数字化学习与创新)。能够利用软件工具或平台对数据进行整理、组织、计算与呈现(计算思维)。
1．1　我们身边的数据
我们身边的数据　
【知识点梳理】
1. 数据的特征：不变的数据、变化的数据。
2. 数据的概念：数据是现实社会的符号记录，表现形式主要有数字、文字、图形、声音和视频等。
3. 数据的来源及收集方法：
直接获取：传统方法有调查法、访谈法、观察法、实验法等；现代化方法有传感器、探测器等设备及相关技术方法；
间接获取：查阅文献资料、关注媒体资源、浏览权威网站、利用搜索引擎在网络中进行检索、从相关数据公司购买等。
4. 信息的特征：载体依附性、价值性、时效性、共享性等。
5. 数据、信息和知识的关系：这三个可以看作人类对客观事物感知的三个不同阶段。数据是对事物属性的客观记录，信息是经过组织的有结构的数据，知识是经过人的思维整理过的信息、数据、形象、价值标准以及社会的其他符号化产物。
【同步练习】
一、 选择题
1. 关于信息，下列说法正确的是(　　)
A. 信息可以不依赖于载体而独立存在
B. 信息是发展到21世纪才出现的
C. 两个人进行交谈或讨论也是在相互传递信息
D. 同一条信息对所有人都有相同的价值
2. 关于数据，下列说法错误的是(　　)
A. 数字、文字、音频、视频都属于数据　 B. 通过实验得到的数据属于间接数据
C. 有的数据是固定不变的　 D. 空气中的湿度数据可以通过传感器收集
3. 下列不是信息载体的是(　　)
A. 二维码　　　 B. 录音笔　　　　　 C. 网页　　　　 D. QQ消息
4. 甲骨文，是中国的一种古老文字，又称“契文”“甲骨卜辞”“殷墟文字”或“龟甲兽骨文”。是我们能见到的最早的成熟汉字，主要指中国商朝晚期王室用于占卜记事而在龟甲或兽骨上契刻的文字，是中国及东亚已知最早的成体系的商代文字的一种载体。 信息记载于甲骨文上体现的信息基本特征是(　　)
A. 载体依附性　　 B. 价值性　　 C. 时效性　　 D. 共享性
5. 网上订票省时省力，已成为不少人的首选，下图是一张在官方软件上的行程信息订单，上面有时间、目的地、身份证号码等数据，下列说法错误的是(　　)
A. 数据采集技术的迅速发展，数据的表现形式也越来越多样化，给人们的生活习惯带来了巨大的改变
B. 只有云计算、物联网、大数据等技术才能体现数据与生活
C. 在人们的日常生活中数据无处不在
D. 对于身份证号等涉及个人隐私的数据要主要保护
6. 某中学想要获取高一学生对选科偏好的第一手数据，最便捷高效的数据采集方法是(　　)
A. 访谈法　　 B. 问卷调查法　　 C. 教学观察法　　 D. 经验分析法
7. 2021年4月29日，22.5吨重的中国空间站天和核心舱，从文昌航天发射场启程，由长征五号B运载火箭成功送入地球轨道。我国迄今为止最大航天器进驻太空，意味着中国空间站建造已进入实质性“施工”。对设计为3个舱段基本构型的空间站而言，核心舱作为空间站的主控舱段，既是空间站的管理和控制中心，也是航天员生活的主要场所，已有能力支持航天员长时间在太空生活。地面测控中心还不能够收到的信息是(　　)
A. 航天员的电子邮件　　　 B. 航天员的视频、声音信息
C. 航天员的健康信息　　　　 D. 航天员所用食品的味道
8. 在超市购物结账时，通过无人售货机扫描商品条形码，就能显示商品的价格、名称等信息，这主要说明了数据具有(　　)
A. 依附性　 B. 时效性 C. 孤立性 D. 传递性
9. 圆锥体体积的计算方法是________，是经过研究、总结归纳出来的科学方法。(　　)
A. 信息　 B. 知识　 C. 数据　　 D. 信息技术
10. 下列说法错误的是(　　)
A. 数据就是数值或数字　 B. 数据是描述事物的符号记录
C. 数据可被加工处理　　　 D. 数据是信息的载体
1．2　数据的计算
数据的计算　
【知识点梳理】
1. WPS电子表格软件使用：数据的排序、数据的筛选、公式函数的应用：
平均数(AVERAGE)：如计算A1到D1单元格平均值，在E1单元格输入“＝AVERAGE(A1：D1)”；
最大值(MAX)：如计算A1到D1单元格最大值，在E1单元格输入“＝MAX(A1：D1)”；
计数(COUNT)：如计算A1到D1单元格个数，在E1单元格输入“＝COUNT(A1：D1)”；
最小值(MIN)：如计算A1到D1单元格最小值，在E1单元格输入“＝MIN(A1：D1)”；
求和(SUM)：如计算A1到D1单元格的和，在E1单元格输入“＝SUM(A1：D1)”。
2. 数据的筛选：依据条件显示需要的数据，其余的内容被隐藏起来，筛选后不会更改数据，取消筛选后，所有数据恢复出现。
3. 数据的分类汇总：如果要进行数据的分类汇总，首先要按照分类字段排序，使得要进行的分类汇总的行排列在一起，最后依据汇总方式计算选定汇总项。
4. 数据的可视化表达：更直观生动地呈现数据及数据分析结构，揭示数据之间关系、趋势和规律等表达方式。基本图表类型有柱状图、饼图和折线图等。
5. 常见的计算方式：人工方式、面向大众的软件和编程方式。
【操作例题】
按照要求完成以下操作
1. 设置工作表行、列：标题行：行高30；其余行高为20。
2. 设置单元格：标题格式：字体：楷书；字号：22；字体颜色为红色；合并居中；底纹浅绿色。将总成绩右对齐；其他各单元格内容居中。
3. 设置表格边框：外边框为双线，深蓝色；内边框为细实心框，黑色。
4. 重命名工作表：将Sheet1工作表重命名为“学生成绩表”。
5. 复制工作表：将“学生成绩表”工作表复制到Sheet2中。
6. 将姓名和总成绩建立图表并将图表命名。
7. 计算学生总成绩、平均成绩、最高成绩。
8. 按总成绩递增排序。
9. 数据筛选：筛选“计算机”字段选择“>90分”。
操作步骤：
1. 选中工作表第一行数据，点击右键选择行高选项，设置行高30；选中其余行，以此方法设置行高为20。
2. 选中(A1：F1)标题单元格，分别设置字体、字号、字体颜色为相应内容；选择合并居中；右键选择设置单元格格式，在图案选项中选择浅绿色。选中总成绩单元格设置右对齐；其他各单元格设置居中。
3. 选中(A2：F12)表格，右键设置单元格格式，在边框选项中，先选择线条外边框为双线，再选颜色为深蓝色；内边框为细实心框，黑色。
4. 右键点击将sheet1工作表重命名为“学生成绩表”。
5. 右键复制工作表，在sheet2粘贴。
6. 将姓名和总成绩建立图表并将图表命名。
7. 在F3单元格输入函数“＝SUM(C3：E3)”求出总成绩，使用填充柄向下拖动至F12位置，在C13单元格输入函数“＝AVERAGE(C3：C12)”求出平均成绩，使用填充柄向右拖动至E13位置、在C14单元格输入函数“＝MAX(C3：C12)”求出最高成绩，使用填充柄向右拖动至E14位置最高成绩。
8. 将光标移动到总成绩的有数据区域的单元格，选择工具栏数据选项卡中排序——升序。
9. 在数据选项卡中选自动筛选，点击筛选“计算机”字段选择数字筛选选项，选择“大于”，设置分数为90。
10. 保存并关闭文档。
【同步练习】
一、 选择题
1. 在WPS表格中，如果要选取连续的单元格，则可以单击第1个单元格，按住________键，再单击最后1个单元格。(　　)
A. Ctrl　　　　 B. Shift　 C. Alt　　　　 D. Tab
2. 在WPS表格中，要想知道单元格A3：F5区域内数据的和，最方便的做法是(　　)
A. 用自动求和∑计算　　　　 B. 用求和函数SUM计算
C. 用状态栏的自动计算功能　 D. 逐个数据相加计算
3. 在WPS表格中进行数值分析的时候，可以使用函数。下列关于函数的叙述正确的是(　　)
A. AVERAGE函数可以求出所选区域数据的个数
B. SUM函数可以求出所选区域数据的和
C. COUNT函数可以将所选区域的数据按照降序排列
D. MAX函数是求所选区域的数据的最小值
4. 在WPS表格中输入“04－15”，单元格中显示的结果是(　　)
A. 04/15　　　　　 B. 0.3　 C. 4/15　　　　　 D. 4月15日
5. 在WPS表格中，要计算某班级同学跳高平均成绩，可用________函数。(　　)
A. AVERAGE　　　 B. SUM　 C. COUNT　　　　　 D. MAX
6. 在WPS表格中，在进行分类汇总前应当(　　)
A. 先按欲分类汇总的字段进行排序　　 B. 先对符合条件的数据进行筛选
C. 先排序、在筛选　　　　　　　　　 D. 先筛选、再排序
7. 如图，如果想显示计算机成绩大于70或体育成绩大于80的内容，需要进行的操作是(　　)
A. 自动筛选　　　　　　 B. 高级筛选　 C. 排序　　　　　　　　 D. 分类汇总
8. 如图，若只显示品牌为“手机1”的产品的销售信息，应该执行的操作是(　　)
A. 排序　　　 B. 分类汇总　　　 C. 自动筛选　　　 D. 图表
9. 某赛季中国职业足球超级联赛第几轮实时积分榜如下图所示，各球队获得相应名次的排序依据可能是(　　)
名次 球队 胜 平 负 净胜球 积分
1 广州城 2 1 0 3 7
2 山东泰山 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 长春亚泰 1 2 0 1 5
6 广州足球俱乐部 1 1 1 1 4
7 河北 1 1 0 1 4
8 青岛FC 1 1 1 0 4
9 深圳 1 1 1 －1 4
10 北京国安 1 0 2 －1 3
A. 主要关键字按“积分”降序，次要关键字按“净胜球”降序
B. 主要关键字按“净胜球”降序，次要关键字按“积分”降序
C. 主要关键字按“积分”降序，次要关键字按“负”升序
D. 主要关键字按“球队”升序，次要关键字按“积分”降序
10. 某学生成绩表如图所示。其中，学期考评成绩的组成为期中考试40%、期末考试60%，为了运用填充柄进行快速计算，应在D3单元格输入(　　)
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单元格中都有数值，下列与公式“＝(A1＋A2＋A3)/3”等价的选项是(　　)
A. ＝SUM(A1：A3)　　　　　　 B. ＝SUM(A1：A3)/A3
C. ＝AVERAGE(A1：A3)　　　　 D. ＝AVERAGE(A1：A3)/3
12. 下列选项中，Python程序文件的是(　　)
A. 编程．doc　 B. 编程．xlsx
C. 编程．xls　 D. 编程．py
13. 关于人工计算、自动工具计算和编程计算三种计算方式，下列说法正确的是(　　)
A. 对于简单的计算问题，人工计算的使用成本是三种计算方式最低的
B. 对于复杂的计算问题，一定不能采用人工计算来解决
C. 依据实情，灵活运用三种计算方式将有助于我们提高数据计算的效率
D. 由于计算机的日益普及，编程解决问题是最方便的
14. 在WPS表格中，单元格区域C2：D4所包含的单元格个数是(　　 )
A. 5　　　 B. 6 C. 7　　　　　 D. 8
15. 江苏省2016—2019年生产总值数据，并使用WPS表格进行数据处理，如图所示。
由图可以得出结论(　　)
A. 在A1单元格输入标题，选择A1：F1区域后居中
B. 在D2单元格输入标题后居中
C. 在A1单元格输入标题，合并A1：F1区域后居中
D. 在D2单元格输入标题并合并居中
16. 2021年2月3日，中国互联网络信息中心(CNNIC)发布第47次《中国互联网络发展状况统计报告》，下图是报告中截至2020年底我国网民年龄结构情况，由此图可以得出的结论是(　　)
A. 10—19岁年龄段网民的比例为13.5%，在整体网民中占比仅次于20—29岁年龄段网民
B. 50—59岁网民规模占比和65岁以上的相差3.9个百分点
C. 30—39岁年龄段网民的比例为20.5%，在整体网民中占比最大
D. 20岁以下网民规模占比13.5%
17. 某公司年末要对绩效最好的部门进行奖励。现有一张含有员工姓名、部门、绩效等信息的电子表格，能快速得到绩效最好部门的方法是(　　)
A. 按绩效排序　　　　　 B. 按部门＋绩效排序
C. 自动筛选　　　　　　 D. 按部门分类汇总绩效并按部门汇总绩效排序
18. WPS工作表中某列数据有：A1、A11、A100、A110，对该列数据进行升序排序，结果是(　　)
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单元格使用了公式“＝SUM(C2：C7)”，单元格C2到C7均为非零的数值数据。若使用“剪切”“粘贴”方式将C2单元格的内容移动到D2单元格，则C8单元格内容的变化情况是(　　)
A. 公式和结果均不发生变化　　　　　　　 B. 公式不发生变化，结果发生变化
C. 公式发生变化，结果不发生变化　　　　 D. 公式和结果都会发生变化
20. 2021年5月11日上午10时国务院新闻办公室举行的新闻发布会，公布了人口总量、性别构成、年龄构成等普查数据。从图中数据可以得出的结论错误的是(　　)
A. 人口老龄化程度加深，总和生育率下降，出生人口数量走低
B. 从年均增长率来看，我国人口2010－2020年来继续保持低速增长态势
C. 1982年的第三次人口普查，我国人口总数在10亿左右
D. 2000年的第五次人口普查比1990年的人口普查的年均增长率降低了0.41%
第2单元　编程计算
【学业要求】
掌握数字化学习的方法，能够根据需要选用合适的数字化工具展开学习(信息意识、数字化学习与创新)。依据解决问题的需要，设计和描述简单算法；掌握一种程序设计语言的基本知识，利用程序设计语言实现简单算法，解决实际问题(计算思维)。
2．1　计算机解决问题的过程
　
【知识点梳理】
1. 计算机解决问题的过程
确定要解决的问题，即要求计算机“做什么” 对某一特定的问题设计一组(有限个)求解步骤和方法 把人们设计的算法转换成计算机能够识别的代码 编写的程序不一定正确，必须在计算机上实际运行，排除程序中的错误，测试是否达到预期的效果
　　2. 算法概念：解决问题的方法和步骤。
3. 算法的表示
(1) 自然语言：有序地用简洁的自然语言加数学符号来描述算法，容易表达，但易产生二义性。
(2) 伪代码：介于自然语言和计算机程序语言之间的一种算法描述方式，没有严格的语法限制。
(3) 流程图：也称为程序框图，是算法的一种图形化表示方法。目前常用的流程图规范是由美国国家标准学会制定的一系列流程图符号。
名称 符号 含义
起止框 表示一个算法的开始和结束
(续表)
名称 符号 含义
输入/输出框 表示从外部输入数据到计算机内部或者从计算机内部输出数据到计算机外部
处理框 表示操作的内容
判断框 表示判断某一个条件是否成立
流程线 指向算法运行的方向
连接符 表示流程图的接续
　　4. 算法的三种基本结构：顺序结构、分支结构、循环结构。
类型 含义 流程图
顺序结构 最简单的基本结构，按照自上而下的先后顺序以此执行程序语句
选择结构 也称为分支结构，是一种根据给定的条件进行判断的结构。分支结构必定包含一个判断框
循环结构 是一种重复某一部分操作的结构
5. 程序设计语言：是指计算机解决问题或完成任务的一组可执行的指令。用来定义计算机程序的语法规则，通常简称为“编程语言”。
(1) 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。
类型 特点
机器语言 由二进制的0、1代码指令构成，能被计算机直接识别
汇编语言 符号化的机器语言，采用英文助记符代替机器指令，依赖于特定的计算机系统。属于低级语言
高级语言 更接近于自然语言，不依赖于特定的计算机系统，通用性好．可读性强。有Java、C/C＋＋以及Python等
　　(2) 高级语言的翻译程序有两种类型：编译程序和解释程序。
【同步练习】
一、 选择题
1. 计算机解决问题的步骤和方法是(　　)
A. 编程　 B. 分析　 C. 算法　 D. 抽象建模
2. 校社团的同学进行城市文明调查活动，收集了许多数据，想编写一个计算机小程序进行数据的分析处理，实现这一过程的步骤一般为(　　)
A. 分析问题、设计算法、编写程序、调试运行
B. 设计算法、编写程序、调试运行、分析问题
C. 编写程序、分析问题、设计算法、调试运行
D. 设计算法、分析问题、编写程序、调试运行
3. 如图a、图b所示，是求绝对值的算法，其描述方式分别是(　　)
① 输入s的值
② 如果s≥0，那么输出s的值
③ 如果s<0，那么输出－s的值　　　　　　　
　　　　　　　　　　图a　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图b
A. 自然语言、流程图　 B. 伪代码、流程图
C. 自然语言、伪代码　 D. 流程图、自然语言
4. 不属于流程图基本元素的是(　　)
A. 流程线　 B. 判断框　 C. 起始框 　　 D. 循环框
5. 以下不属于算法三种基本结构的是(　　)
A. 顺序结构　 B. 选择结构
C. 循环结构　 D. 嵌套结构
6. 求解方程ax2＋bx＋c＝0(a≠0)，如果用计算机编程去实现这样的过程，用到的主要算法结构是(　　)
A. 分支结构　 B. 嵌套结构
C. 循环结构　　 D. 顺序结构
7. 计算机程序是(　　)
A. 计算机语言
B. 算法
C. 计算机的操作步骤
D. 解决某个问题的计算机语言的有限命令的有序集合
8. 计算机能直接识别的、理解执行的语言是(　　)
A. 汇编语言　 B. Basic语言
C. 机器语言　 D. 高级语言
9. Python文件的后缀名是(　　)
A. .py　 B. .exe　 C. .vfp　 D. .doc
10. 程序通常需要三种不同的控制结构，即：顺序结构、分支结构和循环结构，下面说法正确的是(　　)
A. 一个程序只能包含一种结构
B. 一个程序最多包含两种结构
C. 一个程序可以包含以上三种结构中的任意组合
D. 一个程序必须包含以上三种结构
二、 算法设计
1. 请你用流程图表示一个出租车计费的算法，计算乘坐出租车的费用。具体要求：
(1) 出租车起步价为7元，可以行驶3公里；
(2) 3公里以后，按每公里1.8元计费。
2.2　做出判断的分支
　
【知识点梳理】
1. 常量、变量和变量的命名规则
常量：在程序运行过程中值始终保持不变的量。所有的常数都是常量，例如π。
变量：在程序运行过程中值允许改变的量。
变量的命名规则：
(1) 必须以字母或下划线开头，后面可以是字母、数字或下划线。
(2) 区分大小写。
(3) 不能使用保留字，如if、for、False、True、and等。
(4) 不能包含空格。
2. 赋值语句
赋值语句的基本格式：变量＝表达式
功能：将右边表达式的值赋值给左边的变量。
3. 输入和输出语句
输入语句：input()，表示从键盘输入数据。
输出语句：print()，表示在屏幕上输出数据。如有多个输出项，可以使用英文逗号分隔。
4. 常见的数据类型及其转换
常见的数据类型有整数、浮点数和字符串等。
数据类型的转换函数：
(1) float()：根据一个字符串或整数创建一个新的浮点数(小数)。
(2) int()：根据一个字符串或浮点数创建一个新的整数。
(3) str()：根据一个数(也可以是任何其他类型)创建一个新的字符串。
5. 运算符与表达式
表达式是由一个或多个操作数通过运算符组合而成。常见运算符有算术运算符、关系(比较)运算符和逻辑运算符等。
(1) 算术运算符
算术运算符 ＋ － * ** / // %
功能 加 减 乘 幂 除 整除 取模
　　(2) 关系(比较)运算符
关系运算符 ＝＝ > >＝ < <＝ ！＝
含义 等于 大于 大于等于 小于 小于等于 不等于
　　(3) 逻辑运算符
逻辑运算符 含义 描　 述
and(&) 且 两个条件同时成立返回True，否则返回False
or(|) 或 有一个条件成立返回True，否则返回False
not 非 取反
　　(4) 运算符的优先级
当多个运算符同时出现在一个表达式中时，先执行哪个运算符是有一定规则的。Python支持几十种运算符，各个运算符的优先级有的相同有的不同。下表罗列了常见运算符的优先级。
运算符类型 说　　明 优先级顺序
( ) 括号的优先级最高
算术运算符 **>(*、/、%、//)>(＋、－)
关系(比较)运算符 (>、>＝、<、<＝、)>(＝＝、！＝)
逻辑运算符 not>and>or
赋值运算符 ＝、＋＝、－＝、*＝、/＝等
　　6. 三种分支语句
分支类型 基本格式 流程图
单分支 if条件：语句或语句组1
双分支 if条件：语句或语句组1　 else：语句或语句组2
多分支 if条件1：语句或语句组1 elif条件2： 　语句或语句组2 …… elif条件N： 　语句或语句组N else：语句或语句组N＋1
【同步练习】
一、 选择题
1. 交换变量a和b中的值，应使用的语句组是(　　)
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. 下列程序的基本结构属于(　　)
a＝9
b＝a＋1
c＝a＋b
print(a，b，c)
A. 顺序结构　 B. 分支结构　 C. 循环结构　 D. 树形结构
3. 下列选项中错误的赋值语句(　　)
A. a，b＝5，8　 B. 11＝a＋b　　 C. a＝b＝9　　 D. a＝a＋b
4. 从键盘输入一个整数num，下面正确的是(　　)
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. 在程序运行中，关于常量的说法正确的是(　　)
A. 常量的值不可以随时改变　 B. 常量的值是可以随时改变的
C. 常量的值必须是数值　 D. 常量不可以给变量赋值
6. 关系表达式是用________连接起来的式子。(　　)
A. 算术运算符 　 B. 关系运算符
C. 逻辑运算符 　　 D. 成员运算符
7. 下列关于Python分支结构的描述错误的是(　　)
A. Python分支结构使用保留字if……elif……else……来实现，每个if后面不一定要有elif或else
B. if……else……结构是可以嵌套的
C. if语句会判断if后面的表达式，当该表达式的值为真时执行if后面的语句块
D. 缩进是Python分支结构的语法部分，缩进不正确不会影响分支功能
二、 填空题
1. Python 表达式4.5/2的值为________________。
2. Python表达式4.5//2的值为________________。
3. Python 表达式4.5%2的值为________________。
4. Python 表达式12/4－2＋5*8/4%5/2的值为________________。
5. 从键盘上输入一个自然数，判断它的奇偶性并输出相应的结果。请根据题意修改下面的代码，错误的请在相应的横线上修改正确，正确的请在相应的横线上注明正确。
内容 改成
第一行 x＝input(”请输入一个自然数”) 第二行 if x%2 ＝ 0 第三行　print(” x，为偶数” ) 第四行 else： 第五行　print(x，”为奇数”) ____________________ (2) ____________________ (3) ____________________ (4) ____________________ (5) ____________________
2.3　周而复始的循环
　
【知识点梳理】
1. 列表
列表在Python中的作用非常强大，它可以包含多个数据元素，它是一个有序的集合。列表中的元素允许是不同的数据类型，其索引下标从“0”开始。
(1) 创建列表
格式：列表名＝[　 ，　 ，　 ，　 ，　 ]
例如：list1＝[1，2，3，4，5]
list2＝[”one”，”two”，”three”，”four”，”five”]
list3＝[2021，”good”，”morning”]
各元素用逗号隔开，放在方括号内。列表可以存储混合类型的数据。
(2) 访问列表中的元素
a. 列表索引从0开始，第二个索引是1，第三个索引是2……依此类推。
b. 索引也可以从尾部开始，从右向左索引为反向，从－1末尾开始，依次为－1，－2，－3……依此类推。
使用下标索引来访问列表中的值，也可以使用方括号的形式截取字符。
例：list2＝[”one”，”two”，”three”，”four”，”five”]
print(list2[0]，list2[2]，list2[－1])
print(list2[1：5])
输出结果：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)
输出结果：[′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)
输出结果：[′one′， ′two′， ′three′， ′seven′， ′four′， ′five′]
(5) 删除列表中的某个元素
例：list2＝[”one”，”two”，”three”，”four”，”five”]
del list2[3]
print(list2)
输出结果：[′one′， ′two′， ′three′， ′five′]
(6) 修改列表中的元素：
例：list2＝[”one”，”two”，”three”，”four”，”five”]
list2[2]＝”eight”
输出结果：[′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)
输出结果：[′five′， ′four′， ′three′， ′two′， ′one′]
(8) 列表排序
例：list1＝[4，7，8，2，5，3]
list1.sort(　　)
print(list1)
输出结果：[2，3，4，5，7，8]
2. 计数循环
循环重复次数一定时，我们通常称为计数循环。在Python中，使用for语句来创建这类循环。for语句的基本格式如下所示：
格式一：
for循环变量in 列表：
循环体
说明：循环变量的值从列表中第一个数开始，对应列表中的每一个值，循环把语句组的所有工作执行一次，执行完成后，循环变量赋为列表中的下一个值。
举例：
for i in[”how”，”are”，”you”]：
print(i，end＝” ”)
运行结果：how are you
格式二：
for 循环变量 in range(x)：
循环体
解释：range(x)产生0—x 之间的数字列表(不包含x)
补充：range(x，y)产生x—y之间的数字列表(不包含y)，range(x，y，z)产生x—y之间的列表(不包含y), 循环变量的增量为z。
特别提醒：循环体必须相对关键词for 有缩进。
举例：range(6) 产生[0，1，2，3，4，5]列表
range(1，6)产生[1，2，3，4，5]列表
range(1，6，2)产生[1，3，5]列表
3. 条件循环
(1) while循环一般用于循环次数未知的情况，只有当循环条件成立时，才执行循环体。
(2) while语句的基本格式
while 关系表达式：
语句或语句组
while循环在执行时，首先对while后面的关系表达式进行计算，如果关系表达式的值为真(True)，则继续执行while循环所属的语句或语句组。反之，关系表达式的值为假(False)，则不执行while循环所属语句或语句组。
(3) 特殊的关系表达式
用数字0表示假，用非零数字表示真。如果循环以“while 2：”开头，那么，关系表达式的值为真，在不加干预的情况下，程序就会“不知疲倦”一直执行循环体。如果想停止这个程序，按快捷键Ctrl＋C即可。
4. 循环的提前结束
使用while或for循环时，如果想提前结束循环(在不满足结束条件的情况下结束循环)，可以使用break或continue语句。
语句 作用
break 跳出当前循环体。如果有两层或两层以上的循环，在最内层使用break语句，则跳出的是最内层的循环，外层的循环不受影响
continue 结束当次循环，进行下一次循环
　　5. 循环嵌套
Python语言允许在一个循环体里面嵌套另一个循环。可以for(while)循环嵌套for(while)循环，也可以在循环体内嵌入其他循环体，如在while循环中可以嵌入for循环，也可以在for循环中嵌入while循环。
【同步练习】
一、 选择题
1. 下列代码的输出结果是(　　)
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. 下列代码的输出结果是(　　)
object＝[”苹果”，1，”香蕉”，”橙子”，3]
object.append(”西瓜”)
del object[4]
print(object)
A. [ ′苹果′，1, ′香蕉′， ′橙子′，3, ′西瓜′]
B. [ ′苹果′，1, ‘香蕉′， ′橙子′， ′西瓜′]
C. [ ′西瓜′， ′苹果′，1, ′橙子′，3]
D. [ ′苹果′，1, ′香蕉′，3, ′西瓜′]
3. 下列关于Python 列表的描述错误的是(　　)
A. 列表元素的数据类型必须一致 　　　
B. 列表元素可以被修改
C. 列表索引从下标0开始 　
D. 列表元素可以从中间也可以从末尾添加
4. list＝[”How”，”are”，”you”，2021]，则list[－1]和list[2]的值分别为(　　)
A. How　are　 B. are　you　 C. you　2021　 D. 2021　you
5. 下列代码的输出结果是(　　)
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， 循环结束后，变量n与i的值分别是(　　)
n＝0
for i in range(0，10，3)：
n＋＝i
A. 20　10　 B. 45　9 C. 18　9 D. 12　10
7. 下列关于Python语言中while循环叙述正确的是(　　)
A. while循环一般用在循环次数不能事先确定的情况下
B. while循环的条件表达式的值一定是True
C. while循环可以不要条件表达式
D. 因为while循环有条件表达式，所以while循环不会进入无限循环
8. 执行下面的程序，其运行结果是(　　)
s＝0
while s<40：
s＝s＋10
print(s，end＝””)
A. 30　 B. 40　 C. 10203040　 D. 10 20 30 40
9. 有关下列Python程序的执行情况的叙述正确的是(　　)
import random
a＝random.randrange(0，10) #生成[a，b)区间内的整数
while a：
print(”hello world”) #语句1
break
print(”hello Python”) #语句2
A. 语句1肯定能被执行　 B. 语句2肯定能被执行
C. 语句1和语句2都可能被执行　 D. 语句1和语句2都可能不被执行
10. 下列有关使用Python调试器调试程序的说法错误的是(　　)
A. 必须在程序的开头加入语句“import pdb”
B. 在程序的适当位置设置断点使用pdb.set_trace()
C. 可以使用命令“p”查看变量，p命令可以同时跟踪多个变量
D. 可以使用命令“q”继续程序的运行，使用“c”命令结束调试
二、 填空题
1. 求1＋2＋3＋…＋100的和(for循环实现)
s＝0
for i in range(____(1)____)：
(2)____
print(s)
2. 求1＋2＋3＋…＋100的和(while循环实现)
s＝0
i＝1
while ____(1)____：
____(2)____
(3)____
print(s)
3. 利用双重循环实现输出九九乘法表。
for i in range____(1)____：
　for j in range____(2)____：
print(”{：2d}*{：2d}＝{：2d}”．format(j，i, ____(3)____)，end＝” ”)
print()#换行
2.4　可以复用的代码
　
【知识点梳理】
1. 函数概述
程序设计语言认为函数是一个能完成某一独立功能的子程序，也就是程序模块。函数就是对复杂问题的一种“自顶向下，逐步求精”思想的体现。
编程者可以将一个大而复杂的程序分解为若干个相对独立而且功能单一的小块程序(函数)进行编写，并通过在各个函数之间进行调用，来实现总体的功能。
2. 使用函数的优点
(1) 结构清晰，可读性好，易于查错和修改，提高可维护性；
(2) 避免代码重复，节省存储空间，便于调度与复用；
(3) 便于分工编写，分阶段调试，提升编程效率；
3. 函数类型
函数可分为系统函数和用户自定义函数两种类型。
(1) 系统函数
Python本身提供了大量标准函数(系统函数，也称标准库)，例如我们使用的输入input()函数，输出print()函数，再如“最强大脑”游戏程序中的time模块和random模块。另外还有数学运算类函数、数据转换类函数、字符串操作函数、文件操作类函数等。
(2) 自定义函数
在Python中，自定义函数包括函数名、形式参数(多个逗号相间隔)、函数体、返回值。其中函数名、函数体必不可少。
定义一个函数的语法格式为：
def 函数名(形式参数)：
#函数说明
函数体(语句或语句组)
return 返回值
4. 安装发布与导入使用模块(注：系统函数只需导入就可直接使用)
(1) 安装发布
创建好模块文件夹，包含两个文件：一个程序文件如mymodule.py，内含自定义函数(如myhanshu())，另一个内含发布元数据的安装文件setup.py(注：模块命名与程序文件名必须同名)。然后将发布文件安装到本地python程序软件的副本中，最后还可以共享到互联网上。
(2) 导入模块并使用
主程序中导入模块：import　发布的程序模块名，如：import　mymodule
程序体中调用：模块名．函数名()，如：mymodule.myhanshu()
【同步练习】
一、 选择题
1. Python使用________函数接收用户输入的数据。(　　)
A. accept()　 B. input()　 C. readline()　 D. login()
2. random模块中random.randint(1，10)函数的作用是生成(　　)
A. 从1到10的随机整数　 B. 产生0到10之间的随机浮点数
C. 返回数值10　 D. 产生1到9之间的随机浮点数
3. Python程序导入模块的命令是(　　)
A. input　 B. accept　 C. import　 D. in
4. Python中创建自定义函数的语法规范是(　　)
A. def 函数名([参数列表])：　 B. sub 函数名([参数列表])：
C. del 函数名([参数列表]): D. define 函数名([参数列表])：
5. 函数可分为系统函数和________两种类型。(　　)
A. 模块函数　 B. 数据库函数　 C. 用户自定义函数　 D. 模拟函数
二、 判断题
1. 用户自定义函数是用户自己写的一段程序，一般包括函数名、参数、返回值、函数体等四部分。其中，函数名和参数是必不可少的部分。(　　)
2. def块中的代码不是主程序的一部分，会跳过该段代码。(　　)
3. 函数的参数分为形参和实参两种。(　　)
三、 填空题
1. 该程序可以用随机函数模拟抛硬币，模拟抛硬币10次，显示每次抛硬币的结果。
import　random　#导入随机模块
mn＝[′正面′，′反面′]　　#列表存储显示信息
for i in range(1，__(1)__)：　#遍历从1到10
ms＝random.randint(0，1)　#产生0或1随机数
print(”计算机第：”，i，”次抛出：”，mn[__(2)__])
2. 完善以下程序。
import random　　　#导入随机模块
mc＝””　　　　　　　#初始化验证码
for i in range(0，6)：　#遍历0－5，共6次
ms ＝ random.randint(0，9)　 #产生0－9的随机数
mc ＝ mc＋__(1)__　#将ms转为字符，存储在验证码mc中
print(mc)　　　　　#显示验证码
mi＝””　　　　　　　#初始化用户输入的验证码
while__(2)__：
mi＝input(”请正确输入以上验证码：”)
print(”欢迎进入考试系统！”)
第3单元　认识数据
【学业要求】
学生能够描述数据与信息的特征，知道数据编码的基本方式；掌握数字化学习的方法，能够根据需要选用合适的数字化工具开展学习。了解数据采集、分析和可视化表达的基本方法，能够利用软件工具或平台对数据进行整理、组织、计算与呈现，并能通过技术方法对数据进行保护；在数据分析的基础上，完成分析报告。依据解决问题的需要，设计和表示简单算法；掌握一种程序设计语言的基本知识，利用程序设计语言实现简单算法，解决实际问题。
3．1　数据编码
　
【知识点梳理】
1. 模拟信号与数字信号
按照取值特征，可以将信号分为模拟信号和数字信号。用传感器直接获得的信号一般为模拟信号，如声音、温度、压强等。模拟信号的值是随时间连续变化的，波形光滑。模拟信号的值称为模拟数据。
数字信号随时间的变化是非连续的，数字信号可以由模拟信号转换得来，数字信号的值即数字数据，直接用计算机所能理解的二进制表示，以方便计算机对其进行处理。
2. 声音的数字化
我们不能把连续的音频信号存放在计算机中，必须将模拟声音数据转换为数字数据。将模拟声音数据转换为数字数据的这一过程，称为声音的数字化。通常先对模拟声音信号按给定的时间间隔进行采样，然后对采样数据进行量化，最后将量化后的数据用计算机能够存储和处理的二进制数值表示，即编码。
3. 进制与数制转换
计算机外部的各种形式的数据经过编码后，都以二进制数的形式存储在计算机中。二进制数中只有0和1两个数字符号，其计数特点是“逢二进一”，即1＋1＝10。计算机中存储数据的最小单位是二进制位，用比特(bit)表示，1比特能表示两种(21)状态(即0或1)，2比特可以表示00、01、10、11四种(22)状态，3比特可表示八种(23)状态……计算机存储数据的基本单位是字节(Byte，简写为B)，8比特构成1字节，1字节二进制数可表示28(256)种状态。
在二进制数中，每一个数字在不同的位置上具有不同的权值，各位上的权值是基数2的若干次幂。比如二进制数10010，5个位置上的权值从右往左可以表示为： 20、21、22、23、24。将二进制数转换为十进制数时，只要将该二进制数的每个位置上的数字与其对应位置的权值相乘，然后求和即可。比如，10010(2)＝1×24＋0×23＋0×22＋1×21＋0×20＝18。把十进制非负整数转换为二进制数，可使用短除法，即“除二取余”法。例如，把十进制整数18转换为二进制数的过程如图所示，结果为18(10)＝10010(2)。
由于二进制数位数较多，书写不便，故常改用十六进制数表示。我国古代曾经在重量单位上使用过十六进制，如规定16两为1斤。十六进制需要使用16个不同的基本数字，除了阿拉伯数字0到9外，一般用字母A到F(或a—f)依次表示后续数字(相当于十进制数中的10—15)。十六进制的基本计数规则是“逢十六进1”，即F＋1＝10。一般地，十进制非负整数转换成R进制数(R≥2)采用“除R取余法”，把R进制非负整数转换成十进制数采用“按权展开求和法”。
4. 文本数据的编码
文本数据是用来表示一定意思的一系列字符，包括字母、数字、标点符号、汉字等。
文本数据的编码通过对其中每一个字符进行编码实现。用于文本数据字符编码的方案有多种类型，其中ASCII码和Unicode是最为典型的两种编码方案。
(1) ASCII码
ASCII码( American Standard Code for Information Interchange, 美国信息交换标准码)用7位(标准ASCII码)或8位(扩展ASCII码)二进制数表示一个字符。标准ASCII码字符集中定义了大小写英文字母、标点符号和数字等字符和符号，共128个。计算机内部用一个字节来存放一个ASCII码字符，最高位用0表示。例如，“A” 的ASCII码为01000001，即65。常用的ASCII码如表所示：
常用的ASCII码
ASCII码(十进制) 字符
0—31 控制字符或通信专用字符(不可见)
32 空格
48—57 数字0—9
65—90 大写英文字母A—Z
97—122 小写英文字母a—z
其他 英文标点符号、运算符号、括号等
　　(2) Unicode码
Unicode是为了解决传统字符编码方案的局限性而产生的。例如， 它可以用两个字节来表示一个符号，这样就有216(65536)种不同的二进制编码，能表示很多国家的常用字。目前，Unicode还可以用更多字节来对字符进行编码。为了简化ASCII与Unicode之间的转换，Unicode的设计者还使其兼容ASCII码。原来用ASCII码能表示的字符，其对应的Unicode码只是在原来的ASCII码前加上8个0。比如，“a” 的ASCII码是01100001，而它的Unicode码是00000000　01100001。
计算机要处理汉字，必须对汉字进行编码，显然每个汉字至少需要两个字节。我国先后制定了多个汉字编码方案：(1) GB2312－1980字符集共收录6763个汉字，其中一级汉字3755个，二级汉字3008个；同时收录了包括拉丁字母、希腊字母等在内的682个字符；(2) GBK字符集，兼容GB2312－1980标准，收入21003个汉字，883个符号，共计21886个字符； (3) GB18030－2000字符集，包含GBK字符集和CJK统一汉字扩充A的汉字，共计27533个汉字； (4) GB18030－2005字符集，在GB18030－2000的基础上，增加了CJK统一汉字扩充B的汉字及其他汉字，共计70244个汉字。
Unicode字符集，是全球可以共享的编码字符集，涵盖了世界上主要文字的字符，其中包括简繁体汉字，共计74686个汉字。如汉字“男”的Unicode编码为30007(十进制)，用十六进制表示为7537，用二进制表示为0111010100110111。
【同步练习】
一、 填空题
1. 按照取值特征，可以将信号分为模拟信号和________信号。
2. ________信号是指用连续变化的物理量所表达的信息，如温度、湿度、压强等。
3. 计算机中的信息是使用二进制数(即0和1)来表示的；计算机中存储数据的最小单位是________进制位。
4. 一般地，十进制非负整数转换成R进制数(R≥2)采用“除R________法”，把R进制非负整数转换成十进制数可用“按权展开________法”。
5. 计算机要处理文本，就必须将其转换为计算机能识别的________进制数才能处理，该过程称为文本数据编码。
6. 要把连续的音频信号存放在计算机中，必须将模拟声音数据转换为数字数据。通常先对模拟声音信号按给定的时间间隔进行________，然后对采样数据进行________，最后将量化后的数据用计算机能够存储和处理的二进制数值表示，即________。
7. 标准ASCII码字符集中定义了大小写英文字母、标点符号和数字等字符和符号，共________个。
8. X86 计算机的字长是________位 。
9. 在16 X 16点阵的字库中，“一”字的字模与“级”字的字模所占存储单元个数为________ 。
10. 在24 X 24 点阵的字库中，每个汉字字模信息需用________个字节存储。
11. 采集频率22.05KHz，表示每秒采集________个样本 。
二、 分析题
如图所示，是一个“大”字的8*8信息编码点阵图，假设空白方块用“0”表示，黑色方块用“1”表示，请回答下列问题。
1. 点阵图第六行用“0”和“1”从左向右排列的信息编码是什么？
2. 表示该字型的方法是点阵方式还是矢方式？
3. 如果只修改一行编码将原图“大”字改成“人”，那应该修改第几行？修改后的编码是什么？
3.2　数据与结构
　
【知识点梳理】
1. 数据类型
定义：数据类型用来定义一系列值及应用于这些值的一系列操作。
分类：简单数据类型、复合数据类型。
2. 数据结构
数据结构是存在特定关系的数据元素的集合。在解决有些问题时，一些相关联的数据将集中在一起，形成一个数据的集合，这种集合能够单独或作为一个整体被访问和处理。
3. 线性数据结构
线性数据结构又称为线性表。在线性数据结构中，除首元素没有前趋元素、尾元素没有后继元素外，其他元素都只有一个前趋元素和一个后继元素。线性表中数据元素之间是一对一的关系。
4. 队列
队列是一种有限制的线性结构，他的数据元素只能在一端依次添加(进队)，在另一端依次删除(出队)。
5. 树结构
定义：树结构是一种具有层次关系的非线性结构。树是由n(n>＝0)个节点组成的有限集合。
特点：
(1) n＝0时，称为空树。
(2) 任何一个非空树均满足以下两个条件：
a) 仅有一个称为根的节点；
b) 当n>0时，其余节点可分为m(m>＝0)个互不相交的有限结合，其中每一个集合又是一棵树，并称为根的子树。
6. 图结构
图结构是由一组节点(称为顶点)和一组节点间的连线(称为边或弧)构成的一种数据结构。图结构中的每个顶点都可以与其他顶点有边相连，图结构中数据元素之间是多对多的关系。
7. 队列、树、图三种结构的区别。
结构类型 结构特点 数据(节点)之间的关系 生活中相应结构应用举例
队列(线性) 线性结构 一对一 排队付款、过马路、医院就诊电子牌的队列……
树 非线性结构 一对多 行政区划、书的目录结构、磁盘文件存储结构……
图 非线性结构 多对多 铁路运输图、高速公路网、全国航运图……
【同步练习】
一、 填空题
1. 数据类型用来定义一系列________及应用于这些值的一系列________。
2. 数据类型可以分为________数据类型和________数据类型
3. 简单数据类型________分解成更小的数据类型，如________、________、________、________都属于简单数据类型。复合数据类型则由简单数据类型或者复合数据类型组成：如________、________。
4. 数据结构是指存在________的________的集合。
5. 队列是一种有限制的________结构。它的数据元素只能在一端依次添加称为________，在另一端依次删除称为________。
6. Python中的________数据类型，可以实现线性结构组织的数据元素的存储和操作。
7. 图结构中的每个顶点________与其他顶点有边相连，数据元素之间是________的关系。
8. 数据元素之间是________的关系的是线性数据结构。
9. 树结构的数据元素之间是________的关系。
10. 图结构的数据元素的________的关系。
二、 分析题
listque＝[]　　　　　　　　　　　　#定义列表listque存储订单
x＝0
while(x！＝4)：　　　　　　　　　　　#当x＝！4时，执行循环
print(′1.添加订单′)
print(′2.发货′)
print(′3.查看订单列表′)
print(′4.退出′)
x＝int(input(”输入你的选择：”)) #输入选择项
if____A______：
y＝input(”输入订单编号：”)　#输入订单编号
　　______B______　　　　#在列表listque中添加订单号
elif x＝＝2：
　　________C________　　　#如果订单列表为空
　　　　print(”订单列表为空”)
else：
　　　　print(”发货单号：”＋listque.pop(0))
elif x＝＝3：
print(”等待发货：”，listque)　　　　　　#查询列表listque中的订单号
print()
input(”运行完毕，请按回车键退出．..”)
3.3　数据与系统
【知识点梳理】
1. 图形用户界面(Graphical User Interface，GUI)又称图形用户接口，是指采用图形方式显示的计算机操作用户界面。在Python语言中，tkinter是实现图形用户界面的模块，可以快速创建GUI应用程序。
2. 对象是现代程序设计中用来建立计算机世界的实体与客观世界的实体相一致的映射关系。问题的解决方案可以用一些彼此交互的对象来形象化表示，常用的交互对象有矩形容器(Frame)、文本框(Entry)、命令按钮(Button)、文本标签(Label)等。
3. 文件是指存储在外存储设备中的相关数据的集合。
4. Python读写文本文件(.txt)时，用open函数将外存储器中的文本文件打开，用write方法将内存中的数据存储到外存储器的文件中，文件操作结束时一定要用close方法将文件关闭。Python对文本文件的操作：
(1) open(文件名，模式) 函数创建文件对象，即打开指定文件，并规定操作模式。常用模式：r读取，w写入，a在尾部追加。
(2) read方法读取整个文件内容。
(3) write方法写入文件。
(4) close方法关闭文件，文件相关操作完成之后用此命令关闭，以保证文件内容完整。
5. 数据库是以一定的组织方式存储在计算机中的相互关联的数据集合。
6. 在数据库中，数据是以二维表的形式组织存储的，称为表。表中的一列称为一个字段，每个字段都有一个字段名；表中的一行称为一条记录，保存有关实体属性的数据；可以唯一确定一条记录的字段称为主键。我们可以对数据表进行插入、删除和更新等操作。
7. 数据库管理系统(Database Management System，DBMS)，是定义、创建、维护数据库的一种工具，它允许用户管理和控制数据库中的数据。常见的数据库管理系统有Sybase、ORACLE、MySQL、Access等。
8. 查询准则：如果只是简单地查找某个字段为特定值的记录，只要在该字段对应的“条件”栏中输入该值即可；如果不仅是查找某个特定值，在准则中可以使用表达式。在表达式中可通过操作符设置查询范围，主要的操作符包括AND、OR、BETWEEN…AND、LIKE等。
9. 数据库系统是由数据库、数据库管理系统(及其应用开发工具)、数据库应用系统、数据库管理员和用户组成的存储、管理、处理和维护数据的系统。数据库系统包括硬件平台系统和软件平台系统。数据库主要用于存储数据，需要足够大的内存储器和外存储器等硬件平台支持；软件部分除了操作系统和数据库管理系统外，还包括支持特定应用环境开发的软件工具以及开发完成的数据库应用系统。
10. 利用Python 访问 Access 数据库一般可分为以下5个步骤：
(1) 建立与数据库的连接；
(2) 根据需要产生记录集；
(3) 访问记录集，处理数据；
(4) 根据需要把处理好的数据更新到数据库中；
(5) 断开与数据库的连接。
11. 数据库应用系统的设计一般包括系统总体结构设计、代码设计、数据库(文件)设计、输入/输出(I/O)设计、模块功能与处理过程设计等步骤。
【同步练习】
一、 多项选择题
1. 下列选项中属于Python语言对文件的写操作方法的是(　　)
A. write　　　 B. writeline　　 C. writelines　　　 D. writetext
2. 以下属于数据库应用系统的设计步骤的有(　　)
A. 系统总体结构设计　 B. 代码设计与数据库(文件)设计
C. 输入/输出(I/O)设计　 D. 模块功能与处理过程设计
3. 下列选项中属于数据库管理系统的是(　　)
A. 记事本　　　 B. Microsoft Access
C. Microsoft Excel　　　 D. MySQL
4. 下列关于关系数据库的说法不正确的是(　　)
A. Access数据库文件扩展名是mdf　 B. 数据表不能脱离数据库独立存在
C. 同一字段可以存放不同类型的数据　 D. 一个数据库只能有一个数据表
5. 下列对关系数据库中数据表的主键描述正确的是(　　)
A. 使用主键可以唯一地标识表中的一行数据
B. 主键的值可以为空值
C. 能唯一标识一行记录的列只有主键
D. 在一个表中主键列的值是唯一的
6. 关于数据库的基本概念，下列描述正确的是(　　)
A. 数据库设计是指设计数据库管理系统
B. 数据库技术的根本目标是要解决数据共享的问题
C. 数据库并非一个独立的系统，需要操作系统的支持
D. 数据库系统中，数据的物理结构必须与逻辑结构一致
3.4　加密与解密
　
【知识点梳理】
1. 密码的概念
密码是指用来核对用户ID以验证用户就是本人的一组字符。
2. 密码盗窃方式及防盗窃措施
盗窃方式 防盗窃措施
肩窥方式 我们可以在输入密码时遮挡自己的操作过程，防止别人偷看密码信息；或者确定环境安全后再进行操作
字典破解 密码不要用生日、姓名及拼音缩写、手机号、简单数字组合、单词、身份证号、用户ID
暴力破解 同时包含大小写字母数字、特殊符号，不少于8个字符
　　密码破解技术中最基本的方法就是暴力破解，也叫密码穷举。
3. 创建安全密码的一般技巧
●使用长度不少于8个字符的密码。密码长度越长越不容易被破解。
●在可能的情况下，尽量使用字母、数字和特殊字符(如，#)相结合的密码。
●不要使用电话号码、身份证号或生日等信息作为密码。
●不要使用整个用户ID或用户ID的一部分作为密码。
●不要使用字典中能找到的词语作为密码，即使是字母次序颠倒过来的常用词语也不可以。
为保障数据安全，还可以采取限制登录尝试次数、使用验证码、使用用户的具有排他性的自然特征(如指纹、人脸等)作为身份验证依据等措施。
4. 数字签名技术
数字签名技术是将摘要信息用发送者的私钥加密，与原文一起传送给接收者。接收者只有用发送者的公钥才能解密被加密的摘要信息，然后用HASH函数对收到的原文产生一个摘要信息，与解密的摘要信息对比。如果相同，则说明收到的信息是完整的，在传输过程中没有被修改，否则说明信息被修改过，因此数字签名能够验证信息的完整性。
数字签名是个加密的过程，数字签名验证是个解密的过程。
5. 加密的概念
加密：就是将原始信息(数据)隐匿起来，使之在缺少特殊信息(数据)时不可读。解密：将密文还原成明文的过程称为解密(或解码)。
明文：加密前的原始信息(数据)称为明文。
密文：加密后的信息(数据)称为密文。
6. 密码技术的发展
时间 加密方式
683年 拆字法，将明文中的文字进行组合生成新的字，即为密文，比如“十二月”合起来为“青”。
北宋 代码法，北宋进士曾公亮曾搜集了40个常用军事短语，然后对其进行顺序编码：一、请弓；二、请箭；三、请刀；四、请甲；五、请枪旗；六、请锅幕；七、请马；八、请衣赐；九、请粮料……四十、战小胜。军队出征前，指挥机关将用上述短语编码的密码本发给将领，并约定用一首不含重复文字的40字五言律诗与密码相对应。
公元前五世纪 移位法，希罗多德(Herodotus)的《历史》中记载了公元前五世纪，希腊城邦和波斯帝国发生多次冲突和战争。这些战争中希腊城邦广泛使用了移位法进行加密处理战争通讯信息，使波斯帝国难以获得希腊城邦的军事情报，也就无法提前做军事部署。希腊城邦用来传输军事信息、命令的每段文字都有固定的字数，解密者手中会有一份文字移位说明。解密者拿到密文后，根据文字移位说明进行解密，从而破解其中的军事命令或消息。
古罗马时期 《高卢战记》有描述恺撒曾经使用密码来传递信息，即所谓的“恺撒密码”，它是一种替代密码，通过将字母按顺序推后起3位起到加密作用，如将字母A换作字母D，将字母B换作字母E。因据说恺撒是率先使用加密函的古代将领之一，因此这种加密方法被称为恺撒密码。
第二次世界大战 密码机，在第二次世界大战期间，德国军方启用“恩尼格玛”密码机，密码学在战争中起着非常重要的作用。
　　7. 加法密码
明文中的所有字母都在字母表上向后(或向前)按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文，这种密码称为加法密码，又称为移位密码。
8. 恺撒密码
恺撒密码作为一种最古老的对称加密体制，在古罗马的时候就已经很流行，它是加法密码的代表。
恺撒密码只是简单地将明文中的每一个字母用字母表中该字母后的第3个字母替换。例如，将明文中的a用d替换，b用e替换，……，z用c替换。
【同步练习】
一、 填空题
1. 实现穷举搜索的程序代码如下，请仔细阅读并完善代码。
def jiemi()：
d1＝datetime.datetime.now(　　)　　 #________①________
p＝int(varin.get())　　　　　　 #获取输入文本框的数字密码
for i in______②______　　　　 #从0循环到正确密码数值
if i＝＝p：　　　　　　　　　 #如果密码相同
　　　　d2＝datetime.datetime.now(　　)　　 #获取当前系统时间d2
　　　　______③______　　　　　　　#取得时间差
　　　　　　#在输出文本框中显示解密用时
varout.set(str(d.seconds)＋”秒”＋str(d.microseconds/1 000)＋”毫秒”)
2. 下列流程图为恺撒加密算法，请完善流程图空白处的代码编写。
第4单元　计算与问题解决
【学业要求】
学生依据解决问题的需求，设计和表示简单算法，能够熟练应用流程图描述算法，用程序设计语言实现简单算法；能运用数字化工具表达思想、构建知识，养成数字化学习与创新的习惯(信息意识、数字化学习与创新)。在实践过程中体验利用数字化工具处理数据和发现信息的过程，提高使用计算机解决实际问题的能力(计算思维)。
4．1　算法及其特征
　
【知识点梳理】
1. 算法的重要特征有：
(1) 有穷性。算法必须能在执行有限个步骤之后终止。
(2) 确切性。算法中的每一次运算都有明确的定义，具有无二义性，并且可以通过计算得到唯一的结果。
(3) 输入项。一个算法有0个或多个输入，以刻画运算对象的初始情况，所谓0个输入是指算法本身给出了初始条件。
(4) 输出项。算法一定要有输出，任何算法都不能无功而返。
(5) 可行性。算法中执行的任何计算都可以在有限时间内完成(也称为有效性)。算法中的运算都必须是可以实现的。
2. 算法的表示方法：自然语言，流程图。
解决问题的起点是对问题的描述，而算法则是对解决问题过程的形式化描述。
3. 对算法的评价：主要从时间复杂度和空间复杂度来考虑。
4. 枚举算法：又称穷举法。是一种最为直接，实现最为简单，同时又最为耗时的解决问题的算法思想。把所有可能的答案一一列举，合适就保留，不合适就丢弃。
5. 枚举算法的两大要素：枚举对象，判断条件。
6. 枚举解决问题的一般结构：循环＋判断。其优势在于正确性容易证明。
7. 枚举算法的经典应用：百钱百鸡，模糊数字。
【同步练习】
一、 选择题
1. 下列关于算法说法不正确的是(　　)
A. 算法独立于任何具体的语言，Python算法只能用Python语言来实现
B. 算法必须至少有一个输出
C. 算法不一定需要有输入
D. 程序＝算法＋数据结构
2. 四叶玫瑰数是指四位数各位上的数字的四次方之和等于本身的数。如果要求出所有的玫瑰花数，下列算法最合适的是(　　)
A. 枚举法　 B. 查找法　 C. 解析法 D. 排序法
3. 有27个小球，外观一模一样，其中有一个异常小球重1.5 g，其他小球重1 g。有一个只能分清轻重的天平，请问最少需要使用________次天平能找出那个重1.5 g的小球。(　　)
A. 2　 B. 3　 C. 4　 D. 5
4. for i in range(0，5)：
print(′@′　* i)
以上代码的输出结果是(　　)
二、 完善程序
1. 根据国家《防暑降温措施管理办法》第八条规定：
用人单位应当根据地市级以上气象主管部门所属气象台当日发布的预报气温，调整作业时间，但因人身财产安全和公众利益需要紧急处理的除外：
1) 日最高气温达到35 ℃以上、37 ℃以下时，用人单位应当采取换班轮休等方式，缩短劳动者连续作业时间，并且不得安排室外露天作业劳动者加班；
2) 日最高气温达到37 ℃以上、40 ℃以下时，用人单位全天安排劳动者室外露天作业时间累计不得超过6小时，连续作业时间不得超过国家规定，且在气温最高时段3小时内不得安排室外露天作业；
3) 日最高气温达到40 ℃以上，应当停止当日室外露天作业。
请打开temp.py文件，编写完善程序，实现露天作业提醒。
温度 提醒
35 ℃—37 ℃(包括37 ℃) 换班轮休，不得加班
37 ℃—40 ℃(包括40 ℃) 室外作业不得超过6小时
40 ℃以上 停止室外作业
　　temp＝__①__(input(”请输入今日气温(摄氏度)：”))
if __②__：
print(”换班轮休，不得加班”)
__③__：
print(”室外作业不得超过6小时”)
else：
print(”__④__”)
4.2　数值计算
　
【知识点梳理】
1. 数学是计算机科学的理论基础之一。人们对计算机的最初应用大多是数值计算，主要借助计算机运算速度快、精度高的特点来解决各种数学问题，如：函数的计算、方程的求解、数列求和等。
2. 数据的图形化表示：WPS表格绘图与Python绘图。
绘制图像时，如果图像的关键点太少，精度不够，图像就会不光滑。要想提高图像的光滑程度，就要增加关键点，即增加间隔。
借助计算机程序描点，可以达到速度快且精度高的效果。
3. 在Python中，绘制函数图像一般要用到numpy和matplotlib两个模块。这两个模块需要另外安装。
(1) numpy模块
numpy是一个科学计算包，其中包括很多数学函数，如三角函数、矩阵计算方法等。通过该模块中的arange函数可以创建一个等差数列。
例：arange(0，4*numpy.pi，0.1)可以实现0—4π之间每隔0.1取一个值。其中numpy.pi表示π。
(2) matplotlib模块
matplotlib模块是Python中最出色的绘图库，功能很完善。调用matplotlib.pyplot时，坐标系可以根据数值范围自动生成。
matplotlib的绘图原理很简单，利用plot画线函数就可以在直角平面内轻松地将(x，y)坐标点连接成平滑曲线。
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)
以上代码可以实现0—2π之间每隔0.01取一个值，并求出对应的sin(x)的值，然后利用plot画线函数画出0—2π之间的sin(x)的图像。
4. 解析算法思想：在分析具体问题的过程中，抽取出一个数学模型，能用若干个解析表达式表示。
解析法解决问题的步骤：分析问题、抽象建模、解析表达式、解决问题。
5. 迭代算法思想：迭代法也称辗转法，每一次对过程的重复称为一次“迭代”，而每一次迭代得到的结果用来作为下一次迭代的初始值，通常是为了接近并到达所需的目标或结果。
迭代算法解决问题的步骤：分析问题、确定迭代变量、建立迭代关系式、迭代过程控制、解决问题。
6. 使用迭代算法解决问题，有三个关键步骤：(1) 确定迭代变量；(2) 建立迭代关系式；(3) 对迭代过程进行控制。
7. 现代自然科学和工程电子技术的研究过程中，都离不开大规模的数学计算问题。例如：数学类课程中的线性方程的求解、微分方程求解、概率统计等；实用性和实验性技术应用中的模拟核试验、油田开发、飞机设计等。
【同步练习】
一、 选择题
1. numpy是一个科学计算包，其中包含很多数学函数，以下哪一个函数可以创建一个等差数列(　　)
A. sum函数　 B. sqrt函数　 C. average函数　 D. arange函数
2. 以下哪一段代码表示列表x在0到2π之间，每隔0.01取一个点(　　)
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模块是Python中最出色的绘图库，功能很完善。调用 matplotlib.pyplot时，坐标系可以根据数值范围自动生成。阅读下列程序代码。
import numpy as np #加载numpy模块并取名为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
下列选择错误的是(　　)
A. import matplotlib.pyplot as plt ，加载matplotlib.pyplot并取名为plt
B. x＝np.arange(0，2*np.pi，0.01)为x轴区间
C. plt.plot(x，y)，显示x轴、y轴
D. plt.show()显示图像
4. “大事化小、小事化了”体现出的问题求解的思想是(　　)
A. 递推法　　 B. 穷举法　　 C. 分治法　　 D. 归纳法
二、 完善程序
1. 打开“多边形的面积．py”，完善代码并保存。
实现功能：已知各边长，计算下列多边形的面积。(海伦公式求三角形的面积：S＝，a，b，c为三角形的边长，p为半周长，即p＝(a＋b＋c)/2)
#请不要更改源程序结构，删除原题中语句①、语句②。填写正确的代码，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(”运行完毕，请按回车键退出．..”)
4．3　非数值计算
——分治策略　
【知识点梳理】
1. 计算的对象可以是自然界和人类社会的一切事物。即计算的对象可以是某些信息，如数据、文字、语言、图形、知识、事物的运动过程及思维过程。
数值计算主要探讨数学问题，非数值运算更多探讨“算法”问题。
计算的本质：选择一个合适的算法，设计出平实、易读、易懂的程序，正确、高效地解决实际需求。
2. 分治策略：将一个难以直接解决的大问题，分割成一些较小的同类问题，各个击破。
分治策略的典型运用：二分查找与递归。
3. 二分查找：又叫折半查找，主要将数列有序排列，采用跳跃式的方式查找数据。二分查找是一种高效的查找方法，可以明显减少比较次数，提高查找效率。二分查找的前提条件是被查找的数据必须是有序的。
二分查找的时间复杂度：对长度为n的有序线性表中进行二分查找，所需时间为O(log2n)。
4. 查找的基本算法有：顺序查找、二分查找、分块查找、哈希查找等。
5. 递归：递归是计算科学领域中一种重要的计算思维模式。直接或间接地调用自身的方法称为递归。可以将递归简单类比为具有自相似性重复的事物。
6. 递归的形象表示：
7. 递归的重要组成部分：递推关系和边界条件。递推与回归二者缺一不可。结合分治策略，递归也可用“分”“治”“合”三个字概括。
(1) 分：将原问题分解成k个子问题。
(2) 治：对这k个子问题分别求解。如果子问题的规模仍然不够小，则再分解为k个子问题，如此进行下去，直到问题足够小，就很容易求出子问题的解。
(3) 合：将求出的小规模问题的解合并为一个更大规模问题的解，自下而上逐步求出原问题的解。
8. 递归的经典应用：斐波那契数列和汉诺塔。
【同步练习】
一、 选择题
1. 运用分治策略将一个难以直接解决的大问题分割成规模较小的子问题分别解决，最终达到解决大问题的目的。这要求原问题和子问题的(　　)
A. 问题性质相同，问题规模相同　 B. 问题性质不同，问题规模相同
C. 问题性质相同，问题规模不同　 D. 问题性质不同，问题规模不同
2. 二分查找算法利用的算法思想是(　　)
A. 分治策略　 B. 动态规划法　
C. 分支界限法　 D. 回溯法
3. 下列对递归思想形象化表示错误的是(　　)
二、 填空题
1. 从某水库闸房(设为a)到防洪指挥部(设为b)的电话线路发生了故障，这是一条10千米长的线路，如何迅速查出故障所在，如果沿着线路一小段一小段查找，困难很多，每查一个点就要爬一次电线杆子，10千米长大约有200多根电线杆子，想一想维修线路的工人师傅运用________查找策略最合理？每查一次可以把待查的线路长度缩减一半，算一算要把故障可能发生的范围缩小到100米，要查 ________次。
2. 用二分法研究函数f(x)＝x3＋ln(x＋)的零点时，第一次经计算f(0)<0，f()>0，可得其中一个零点x0∈________，第二次应计算________．
三、 完善程序
1. 给定一个有序等差整数列nums，代表数轴上从左到右有n个点nums[0]，nums[1]，nums[2]……nums[n－1]，给定一个正数L，代表一根长度为L的绳子，求绳子最多能覆盖其中几个点？
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(′请用空格间隔，输入一组有序等差整数列：′).split()
nums＝[int(i) for i in nums]
L＝int(input(′请输入绳子长度：′))
a ＝ searchRange(nums，L)
print(a)
4.4　综合问题的解决
　
【知识点梳理】
1. 综合问题的解决：先考虑总体，后考虑细节；先面向整体，再细化局部。
面对软件开发这类综合问题时，需要立足对象间的相互联系，强调便捷的人机交互模式，尽量向需求靠拢。
2. 综合问题解决的一般过程：需求分析、总体设计和详细设计、程序设计、调试运行。
3. pygame模块：专门用来开发游戏的模块，可以包含图像、声音等。(下表为pygame中常见的模块及其功能)
模块 功能
pygame.display 访问显示设备
pygame.event 管理事件
pygame.font 使用字体
pygame.image 加载和存储图片
　　4. 常见的pygame的监听类循环：用户按键、移动鼠标和关闭窗口。这个循环会在程序运行期间持续工作。
5. 游戏的基本结构：监听事件——更新游戏状态——重绘屏幕。
6. 游戏状态通常随事件的发生而改变，例如鼠标单击、键盘输入或者时间流逝，游戏循环不停地检查是否有新事件产生，并且会根据事件来更新游戏状态，这通常叫做事件处理。
7. 需求分析之后，程序设计之前，需要对系统进行总体设计和详细设计。
总体设计：在需求分析的基础上对模型细化、分解任务，明确程序由哪些模块组成。
详细设计：主要指界面设计、过程设计等。
8. Python中使用RGB系统，即(红、绿、蓝)，由一个包含3个0—255之间的整数列表来给出颜色。如(255，0，0)是红色，(0，255，0)是绿色，(0，0，255)是蓝色。
【同步练习】
一、 选择题
1. 在解决一个综合问题时，我们通常(　　)
A. 先考虑总体，后考虑细节　 B. 先考虑细节，后考虑总体
C. 先面向局部，再细化整体　 D. 不需要考虑对象间的关系
2. 软件开发的基本流程为(　　)
A. 程序设计、需求分析、总体设计和详细设计、调试运行
B. 需求分析、总体设计和详细设计、调试运行、程序设计
C. 需求分析、总体设计和详细设计、程序设计、调试运行
D. 总体设计和详细设计、需求分析、程序设计、调试运行
3. 通常情况下，游戏的基本结构为(　　)
4. 下列Python语句中，使用pygame加载“boat.png”图片的语句正确的是(　　)
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游戏设计中，pygame自带了一个监听类循环，可以不断检查用户的操作，不能实现的监听为(　　)
A. 用户按键　 B. 移动鼠标　 C. 关闭窗口　 D. 加载图片
第5单元　数据分析与人工智能
【学业要求】
学生能够了解数据分析的意义及其方法；体验对比分析和平均分析的一般分析过程；了解大数据的含义，认识大数据分析在信息社会的重要作用；能根据任务需求，选用恰当的软件工具或平台处理数据，完成分析报告。让学生了解人工智能的应用以及产生与发展；了解人工智能求解问题的主要技术；体会人工智能对社会发展的影响；了解人工智能的关键技术，感受人工智能魅力。
5．1　走近数据分析
　
【知识点梳理】
1. 数据分析：指用恰当的统计分析方法对收集来的大量数据进行分析，提取有用信息，并形成结论的过程。
2. 数据分析的一般过程：根据分析的目标提出假设，然后收集有关数据，选用恰当的分析方法进行分析，验证假设是否正确，继而得出相应的结论。
3. 数据分析的基本方法
(1) 对比分析：
对比分析是将两个或两个以上的数据进行比较，分析它们的差异，从而揭示这些数据所代表的事物发展变化情况和规律。
对比分为横向对比和纵向对比。
横向对比指的是类似的事物或者同类的事物之间进行比较。
纵向对比指的是相同事物的不同时期进行比较。
(2) 平均分析：
平均分析是运用计算平均值的方法，来反映总体在一定时间、地点条件下某一数量特征的一般水平。
平均分析和对比分析常结合使用。
4. 数据可视化表达：以图形、图像和动画等方式更加直观生动地呈现数据及数据分析结果，揭示数据之间的关系、趋势和规律等的表达方式。
5. 数据分析报告
项目研究结果的展示，也是数据分析结论的有效承载形式。通过报告不仅是把数据分析的起因、过程、结果及建议完整的展现出来，更为决策者提供科学、严谨的决策依据。
在数据分析报告中，首先需要明确数据分析的目的和背景，阐述目前存在的问题及通过分析希望解决的问题；其次需要描述数据来源和数据分析的思路、方法和模型；最后需要重点呈现数据分析的过程、结论和建议。
6. 大数据
以容量大、类型多、存取速度快、应用价值高为主要特征的数据集合，它正快速发展为对数量巨大、来源分散、格式多样的数据进行采集、存储和关联分析，从中发现新知识、创造新价值、提升新能力的新一代信息技术和服务业态。
大数据的“大”是一个相对概念，没有具体标准，如果一定要定一个标准，那么10TB－100TB通常称为大数据的门槛。
【同步练习】
一、 选择题
1. 数据分析的过程不包括(　　)
A. 首先要根据分析的目标提出假设　 B. 然后选择恰当的分析方法进行分析
C. 验证假设是否正确　 D. 根据分析直接得出相应的结论
2. 针对某路公交车高峰拥挤时段情况数据分析时，下列选项中相对合适的分析方法是(　　)
A. 纵向平均分析　　　 B. 纵向对比分析　　　　 C. 横向对比分析　　　　 D. 横向平均分析
3. 要直观地展示某同学高二学年连续几次考试成绩的变化的情况，最合适的图表类型是(　　)
A. 条形　 B. 柱状图　　　 C. 饼图　　 D. 折线图
4. 美国海军军官莫里通过对前人航海日志的分析，绘制了新的航海路线图，标明了大风和洋流可能发生的地点，这体现了大数据分析理念的(　　)
A. 在数据基础上倾向于全体数据而不是抽样数据
B. 在分析方法上更注重相关分析而不是因果分析
C. 在分析效果上更追求效率而不是绝对精确
D. 在数据规模上强调相对数据而不是绝对数据
5. 以下关于大数据，说法不正确的是(　　)
A. 大数据是指无法在可承受的时间范围内用常规软件工具进行高效捕捉、管理和处理的数据集合
B. 大数据的产生是与人类日益普及的网络行为所伴生的：物联网、云计算、移动互联网、手机、电脑以及各种传感器
C. 大数据已成为人们提取信息、做出决策的重要依据，是推动信息社会发展的重要资源
D. 大数据没有安全隐患和负面影响，我们可以随意使用大数据
二、 判断题
1. 平均分析和对比分析单个使用，更能清楚地反映要分析事物的不同情况特征。(　　)
2. 对比分析是指将两个或两个以上的数据进行比较，分析它们的差异，来反映总体在一定时间、地点条件下某一数量特征的一般水平。(　　)
3. 大数据对我们的意义在于，我们有可能从如此庞大的数据中挖掘出有价值的数据，并运用于管理、农业、金融、医疗和教育等各个社会领域，为社会发展服务。(　　)
4. 通过报告不仅是把数据分析的起因、过程、结果及建议完整的展现出来，更为决策者提供科学、严谨的决策依据。(　　)
5. 大数据是通过传统数据库技术和数据处理工具不能处理的庞大而复杂的数据集合。(　　)
6. 对于大数据而言，最基本、最重要的要求就是减少错误、保证质量。因此，大数据收集的信息量要尽量精确。(　　)
5.2　探秘人工智能
探秘人工智能　
【知识点梳理】
1. 人工智能(AI)：是指利用计算机或计算机控制机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境，获取知识并使用知识进行分析、辨别的技术与应用。
2. 人工智能分类：弱人工智能和强人工智能，我们目前处于弱人工智能时代。强人工智能是指能思考，有知觉，有自我意识的人类级别的智能机器。
3. 常见技术：
搜索：分盲目搜索和启发式搜索。盲目搜索，按预定控制策略进行搜索，不考虑问题本身特性。启发式搜索，在搜索过程中加入评估函数等启发信息，不断自动调整搜索方向，加速求解过程。
机器学习，是当前人工智能的核心技术之一，目的是使计算机模拟或实现人类的学习行为，获取新的知识或技能。
神经网络，是人工智能领域的研究热点之一，是一种模拟动物神经网络行为特征，进行并行信息处理的算法模拟。它通过自身训练、学习某种规则，最终在给定输入时得到最接近期望值的输出结果。
神经元芯片，采用专门的硬件神经元，将几百万个神经元连接在一起，每个神经元都能通过众多路径向其他神经元发送信息。这类芯片的速度是普通CPU的上千倍。
智能传感器，具有信息处理功能的传感器，智能传感器带有微处理器，具备采集、处理、交换信息等功能，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。是人工智能的神经末梢，用于全面感知外界环境。
4. 应用领域：当前人工智能的主要应用于自动驾驶、车牌识别、语音识别、人脸识别及智能机器人等。
【同步练习】
一、 选择题
1. 下列搜索方法中不属于盲目搜索的是(　　)
A. 等代价搜索　 B. 宽度有线搜索　 C. 深度优先搜索　 D. 有序搜索
2. 人工智能的核心是算法，基础是数据，本质是(　　)
A. 函数　 B. 计算　 C. 程序　 D. 模块
3. 2016年3月，在一场举世关注的人机对弈围棋比赛中，被称为AlphaGo的机器人击败了世界围棋冠军。AlphaGo的主要工作原理是(　　)
A. 语音识别　 B. 模拟仿真　 C. 深度学习　 D. 虚拟现实
4. 机器翻译属于下列哪个领域的应用？(　　)
A. 自然语言系统　 B. 机器学习　 C. 专家系统　 D. 人类感官模拟
5. 通过交通信息采集系统采集道路中的车辆流量、行车速度等信息，经智能系统分析后调整各路口红绿灯时长属于人工智能在________领域的应用。(　　)
A. 智能物流　 B. 智能安防　 C. 智能控制　 D. 智能交通
6. (多选)2017年7月20日，《国务院关于印发<新一代人工智能发展规划>的通知》(国发[2017]35号)中明确了新一代人工智能的基础理论体系。主要包括自主协同控制与优化决策理论、高级机器学习理论、类脑智能计算理论、量子智能计算理论和(　　)
A. 大数据智能理论　　 B. 跨媒体感知计算理论
C. 混合增强智能理论　 D. 群体智能理论
7. 考勤设备上的指纹打卡功能采用的主要技术是(　　)
A. 虚拟现实　 B. 多媒体　 C. 人工智能　 D. 纳米
8. 智能手机中“摇一摇”功能的实现，从硬件的角度来说是因为智能手机中有(　　)
A. 触摸屏　　　 B. 摄像头　 C. 传感器　 D. 蓝牙
9. 对智能手机直接说出联系人的名字，手机会自动拨号呼叫该联系人，这主要应用了人工智能的(　　)
A. 指纹识别技术　 B. 图像识别技术
C. 语音识别技术　 D. 字符识别技术
10. 下列关于“人机大战”中AlphaGo算法中的蒙特卡洛树搜索描述正确的是(　　)
A. 深度优先搜索策略　 B. 一种启发式搜索(最优搜索)
C. 盲目搜索　 D. 广度优先搜索策略
11. 某输入法独家推出方言语音输入，支持粤语、四川话、上海话等十几种方言识别，这其中用到的人工智能技术是(　　)
A. 模式识别 　 B. 自然语言处理 　 C. 关联分析 　 D. 机器翻译
12. 1959年美国的Samuel设计了一个下棋程序，它可以在不断的对弈中改善自己的棋艺。4年后，这个程序战胜了设计者本人。这里面应用的人工智能技术是(　　)
A. 机器学习　 B. 模式识别　 C. 智能代理　 D. 可计算认知结构
13. 专家系统的推理机的最基本的方式是(　　)
A. 直接推理和间接推理　 B. 正向推理和反向推理
C. 逻辑推理和非逻辑推理 　 D. 准确推理和模糊推理
14. 随着计算机技术的发展，模式识别的应用越来越广泛，如语音输入、光学字符识别(OCR)、手写输入等。这主要都是得益于 (　　)
A. 虚拟现实的实现　 B. 多媒体技术的发展
C. 网络技术的发展　 D. 人工智能技术的发展
15. 无人驾驶汽车成为了许多大互联网公司的研发方向相较于传统汽车，无人驾驶汽车的安全性更高，它可以自动识别交通标志、路况等，保证汽车在遵守交通规则的前提下安全出行，这采用的技术主要是(　　)
A. 机器翻译　 B. 图像识别　 C. 虚拟现实　 D. 语音识别
16. 专家系统是以________为基础，以推理为核心的系统。(　　)
A. 专家　 B. 软件　 C. 知识　 D. 解决问题
17. 现在的科技十分发达，警察破案很多时候可以通过指纹系统来辨认真凶，这是运用人工智能技术的(　　)
A. 自然语言系统　 B. 机器学习
C. 专家系统　 D. 人类感官模拟
18. 机器人逐渐走进我们的学习和生活，这主要是利用了________技术。(　　)
A. 自动化信息加工　 B. 网络互联
C. 人工智能　 D. 在线翻译
19. 关于人工智能的叙述不正确的是(　　)
A. 人工智能技术与其他科学技术相结合极大地提高了应用技术的智能化水平
B. 由于人工智能的系统研究是从上世纪五十年代才开始的，非常新，所以十分重要
C. 人工智能极大地促进了社会的发展
D. 人工智能是科学技术发展的趋势
20. 家用扫地机器人具有自动避障、自动清扫等功能，这主要体现了(　　)
A. 网络技术　 B. 多媒体技术　 C. 数据管理技术　 D. 人工智能技术
21. (多选)人工智能领域的关键技术目前主要包括(　　)
A. 自然语言处理、计算机视觉　　 B. 虚拟现实与增强现实
C. 人机交互、生物特征识别　　 D. 机器学习、知识图谱
二、 填空题
1. 人工智能是利用________或者数字计算机________模拟、延伸和扩展人的________，感知环境，获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。
2. 人工智能的核心是________，基础是________，本质是________。
3. 根据问题的实际，不断寻找可利用的知识，构造一条推理路线解决问题，这个过程就是________。盲目搜索是一种按照预定的________进行搜索，而不考虑________的搜索，这种搜索一般适用于求解比较简单的问题。启发式搜索是在搜索过程中加入________等启发信息，不断________搜索方向，加速求解进程。
4. 机器学习是当前人工智能的核心技术之一，目的是使计算机能________人类的学习行为，获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构，从而不断完善自身的性能。
5. ________一般指实现特定功能的专用智能设备，________真正实现推理和解决问题。________是指真正________、________、________的人类级别的智能机器。
6. 神经网络是目前人工智能领域的研究热点之一，是一种模拟________行为特征，进行并行信息处理的________。
7. 智能传感器是具有________功能的传感器。它属于人工智能的________，用于感知外界环境。
三、 判断题
1. 随着人工智能技术的发展，人工智能将比人类更聪明。(　　)
2. 启发式搜索，一般适用于求解比较简单的问题。(　　)
3. 强人工智能是指真正能思考、有知觉、有自我意识的人类级别的智能机器。(　　)
4. 人工神经网络需要事先确定反映输入、输出之间映射关系的数学方程，它通过自身的训练，学习某种规则，最终在给定输入时得到最接近期望输出的结果。(　　)
5. 智能传感器是具有信息处理功能的传感器。它带有微处理机，具备采集、处理、交换信息等功能，是传感器集成化与微处理机相结合的产物。(　　)
第1单元　信息系统的组成与功能
【课标要求】
1．1　探讨信息技术对社会发展、科技进步以及人们生活、工作与学习的影响，描述信息社会的特征，了解信息技术的发展趋势。
1．2　通过分析典型的信息系统，知道信息系统的组成与功能。
【学业要求】
学生能够初步认识信息系统的基本组成与功能，理解信息系统的整体性；认识子系统，理解信息系统大小的相对性；正确地选择、使用、设计、评估不同功能类型的信息系统。
1．1　信息系统的组成
　
【知识点梳理】
1. 信息系统的定义
信息系统(Information System)是由计算机硬件和软件、网络和通信设备、信息资源、信息用户和规章制度组成的以处理信息流为目的的人造系统。
2. 信息系统的基本组成
信息系统的基本组成：人、硬件/软件、数据和通信方式。
信息系统以人为主导，以计算机技术和网络技术为基础，信息系统处理的是数据。
3. 信息系统的分类
从系统结构组成的复杂程度来看，信息系统可分为简单系统、复杂系统和随机系统。
●简单系统的特征是元素数目少，可以用较少的变量数来描述。
●复杂系统的特征是元素数目较多，元素间存在着强烈的耦合作用，各元素通过紧密配合与相互影响，共同完成工作。
●随机系统的特征是元素和变量数虽多，但它们之间的耦合是微弱的或随机的。随机系统的组成、结果都是不可预料的。
当然，以上三种系统并不是完全孤立的。一个复杂系统可以包含多个简单系统、随机系统。同时，信息系统的大小也是相对的。
4. 信息系统对社会发展的影响
在信息社会中，信息系统是管理各种信息的重要手段，它给人们带来了诸多便利，促进了社会的发展。但是，随着信息系统应用的日益普及，人们对它的依赖性增强、安全威胁增加、安全事件频出，信息系统的局限性也逐渐地显现出来。
【同步练习】
一、 选择题
1. 在信息社会中，人类社会赖以生存的三大资源，不包括________项？(　　)
A. 信息　　　　　 B. 物质　　　　 C. 能源　　　　 D. 能量
2. 如果要进行网络学习，你会优先选择以下哪一个信息系统(　　)
A. 综合素质评价网络系统　 B. 网络通信系统
C. 在线图书馆　 D. 网上银行
3. 以下属于随机系统的是(　　)
A. 随机点名系统　　 B. 电子闹钟　　 C. 电子门禁系统　　 D. 导航系统
4. 以下不属于复杂系统的是(　　)
A. 手持电子秒表系统　 B. 数字校园网系统
C. 导航系统　 D. 人脸识别系统
5. 不属于信息系统投资辅助的社会资产是(　　)
A. 互联网　　　 B. 移动通信　　 C. 版权　　 D. 培训
6. 如果要进行网上转账交易，你会选择以下哪个信息系统？(　　)
A. 网络通信系统　　　　　　　　　 B. 网络购物平台系统
C. 网上银行　　　　　　　　　　　 D. 在线图书馆
7. ________起到对计算机资源进行管理和组织的作用。(　　)
A. 硬件　　　 B. 网络　　　 C. 软件　　　 D. 数据库
8. 在信息社会中，________是管理各种信息的重要手段。(　　)
A. 信息系统　　　 B. 计算机技术
C. 网络技术　　　 D. 数据库技术
9. 信息________是信息的具体使用者，信息系统是为信息用户提供信息

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