资源简介

1.1 数据及其特征 学案
【学习目标】
1. 了解数据的概念，认识到数据在我们生活中无处不在。
2. 在具体感知数据与信息的基础上，描述数据的基本特征。
3. 掌握二进制与十进制之间的转换方法。
4. 了解计算机处理数据的基本方式，感受数据的重要性。
【重点和难点】
重点：
数据的定义
数据的基本特征（二进制、语义性、分散性、多样性与感知性）
难点：
理解数据的基本特征，能列举体现数据基本特征的实例
二进制与十进制之间的转换
【学法提示】
自主探究，小组合作等
【课时安排】
1课时
【检查复习】
1. 什么是信息？信息与数据有什么关系？
2. 生活中你接触过哪些形式的数据？请举例说明。
3. 计算机内部采用什么进制来存储和处理数据？
【课堂探究】
科学探究一：认识数据
情境导入：
在日常生活中，人们常使用符号来表达客观事物。例如，180 cm、70 kg、36.5 ℃可以分别表示人体的身高、体重、体温情况；200 m 、600 m 、120 km/h可以分别表示物体的面积、体积、速度情况。这些符号都是数据。
观看视频或图片资料，思考以下问题：
问题1： 视频或图片中呈现的内容是以什么方式呈现的？
问题2： 除了数字之外，数据还有哪些表现形式？
问题3： 什么是数据？请尝试用自己的语言概括数据的定义。
科学探究二：数据的基本特征
问题1： 计算机内部是如何存储和加工数据的？
问题2： 同一个数据符号可以表达不同的含义吗？请举例说明。
问题3： 数据有哪些记录形式？这些形式有什么特点？
【精讲点拨】
一、数据的概念
1. 数据的定义
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。
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。
2. 数据的表现形式
数据的表现形式多种多样，除了数字以外，还有文字、图形、图像、声音和视频等形式。
3. 数据与信息的关系
数据是信息的载体，信息是数据所表达的内涵。数据经过加工和处理后可以转化为有用的信息。
二、数据的基本特征
1. 二进制
在计算机中，数据以二进制的形式存储、加工。
计算机采用二进制的原因：电脑是由许多电子元件组成的，电子元件中的电子电路有两个状态——开关的接通与断开（电压的高与低），这两种状态可以表示数字0和1。二进制的特点是数码少（只有0和1两个数码），最容易用电子元件实现。
2. 语义性
语义是将数据符号解释为客观世界的事物。同一个数据符号可以解释为不同的事物。例如，“100”可以表示100分、100米、100元等不同含义。
3. 分散性
数据是分散的记录，分别记录不同客观事物的运动状态。有了分散的记录，事物间才会有比较，才会有意义。
4. 多样性与感知性
数据记录的形式是多样的、可看的、可听的、可感知的，如图形、图像、视频、音频、文本等。
三、二进制与十进制的转换
1. 进制的基本概念
十进制：由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个数字组成，逢十进一。
二进制：由0、1两个数字组成，逢二进一。
2. 十进制转二进制——除2反序取余法
方法：用十进制的数除以2，记录余数，继续用商除以2，直到商为0为止，最后将余数从下向上排列。
例题： 将29(10)转换成二进制。
```
29 ÷ 2 = 14 ······ 余1
14 ÷ 2 = 7 ······ 余0
7 ÷ 2 = 3 ······ 余1
3 ÷ 2 = 1 ······ 余1
1 ÷ 2 = 0 ······ 余1
```
从下向上排列：29(10) = 11101(2)
3. 二进制转十进制——按权相加法
方法：从右到左用二进制的每个数去乘以2的相应次方（次方从0开始），然后将结果相加。
例题： 将1101(2)转换成十进制。
1101(2) = 1×2 + 1×2 + 0×2 + 1×2 = 8 + 4 + 0 + 1 = 13(10)
4. 计算机中的存储单位
计算机存储的最小单位——二进制位（比特，bit或b）
计算机存储的基本单位——字节（Byte或B）
1字节 = 8位（1B = 8b）
【拓展与延伸】
1. 大数据时代的数据价值
在大数据时代，数据不仅是信息的载体，也是人们提取信息、做出决策的重要依据，成为人们认识和理解现实世界客观事物的重要资源。
2. 数据的其他特征
除了教材中提到的四个基本特征外，数据还具有时效性、随机性等特征。数据会随着时间的推移而发生变化，不同时间点的数据可能反映不同的客观事实。
3. 进制在生活中的应用
除了十进制和二进制外，生活中还存在其他进制：
十二进制：一年12个月，一天12个时辰
六十进制：一小时60分钟，一分钟60秒
十六进制：计算机中也常用十六进制作为二进制的简洁表示
【课堂练习】
一、选择题（每题6分，共60分）
1. 以下关于数据的说法，正确的是（ ）
A. 数据只能是数字形式的
B. 数据是信息的一种表现形式，数据是信息的载体
C. 数据的记录过程一定需要人的参与
D. 数据就是信息，信息就是数据
答案：B
解析： 数据的表现形式多样，包括文字、图形、图像、声音、视频等，不仅限于数字形式，故A错；数据的记录过程不一定需要人的参与（如传感器自动采集），故C错；数据是信息的载体，信息是数据的内涵，二者不等同，故D错。
2. 下列选项中，属于计算机中数据基本特征的是（ ）
A. 连续性
B. 二进制
C. 模拟性
D. 单一性
答案：B
解析： 在计算机中，数据以二进制的形式存储、加工，这是数据的基本特征之一。
3. 数据是现实世界客观事物的符号记录，是信息的载体。以下哪项不是数据的基本特征？（ ）
A. 二进制
B. 语义性
C. 唯一性
D. 多样性与感知性
答案：C
解析： 数据的基本特征包括二进制、语义性、分散性、多样性与感知性。“唯一性”不是数据的基本特征。
4. 计算机内部采用什么进制来存储和处理数据？（ ）
A. 十进制
B. 二进制
C. 八进制
D. 十六进制
答案：B
解析： 计算机内部采用二进制来存储和处理数据，因为二进制只有0和1两个数码，最容易用电子元件实现。
5. 以下哪个选项不属于数据的表现形式？（ ）
A. 文字
B. 图形
C. 气味
D. 声音
答案：C
解析： 数据的表现形式包括文字、图形、图像、声音、视频等形式。气味不属于计算机能够直接识别和处理的数据形式。
6. 二进制数1010转换成十进制数是（ ）
A. 8
B. 9
C. 10
D. 12
答案：C
解析： 1010(2) = 1×2 + 0×2 + 1×2 + 0×2 = 8 + 0 + 2 + 0 = 10(10)
7. 十进制数25转换成二进制数是（ ）
A. 11001
B. 10011
C. 11100
D. 11010
答案：A
解析： 25 ÷ 2 = 12余1，12 ÷ 2 = 6余0，6 ÷ 2 = 3余0，3 ÷ 2 = 1余1，1 ÷ 2 = 0余1，从下向上排列得11001。
8. 计算机存储的基本单位是（ ）
A. 比特（bit）
B. 字节（Byte）
C. 千字节（KB）
D. 兆字节（MB）
答案：B
解析： 计算机存储的最小单位是比特（bit），基本单位是字节（Byte），1字节=8位。
9. 下列关于数据特征的说法，错误的是（ ）
A. 数据具有语义性，同一个数据符号可以解释为不同的事物
B. 数据是分散的记录，分别记录不同客观事物的运动状态
C. 数据只包括数字和文字两种形式
D. 在计算机中，数据以二进制的形式存储
答案：C
解析： 数据的形式是多样的，包括图形、图像、视频、音频、文本等，不仅限于数字和文字。
10. 以下关于二进制与十进制转换的说法，正确的是（ ）
A. 二进制数位数越多，表示的数值越小
B. 十进制转二进制使用“按权相加法”
C. 二进制转十进制使用“除2反序取余法”
D. 二进制由0和1两个数码组成，逢二进一
答案：D
解析： 二进制由0和1两个数码组成，逢二进一。A项错误，二进制位数越多表示的数值越大；B项错误，十进制转二进制使用“除2反序取余法”；C项错误，二进制转十进制使用“按权相加法”。
二、填空题（每空4分，共40分）
1. 数据是现实世界客观事物的________，是信息的________，是计算机________的对象。
答案： 符号记录；载体；加工
2. 在计算机科学中，数据是对所有输入计算机并被计算机________、________和________的符号的总称。
答案： 识别；存储；处理
3. 数据的基本特征包括：________、________、________、________。
答案： 二进制；语义性；分散性；多样性与感知性
4. 在计算机中，数据以________的形式存储、加工。
答案： 二进制
5. 计算机存储的最小单位是________，基本单位是________。
答案： 比特（bit）；字节（Byte）
6. 1字节 = ________位。
答案： 8
7. 二进制数1110转换成十进制数是________。
答案： 14
解析： 1110(2) = 1×2 + 1×2 + 1×2 + 0×2 = 8 + 4 + 2 + 0 = 14(10)
8. 十进制数18转换成二进制数是________。
答案： 10010
解析： 18 ÷ 2 = 9余0，9 ÷ 2 = 4余1，4 ÷ 2 = 2余0，2 ÷ 2 = 1余0，1 ÷ 2 = 0余1，从下向上排列得10010。
9. 数据记录的形式是多样的、可看的、可听的、可感知的，这体现了数据的________特征。
答案： 多样性与感知性
10. 将数据符号解释为客观世界的事物，体现了数据的________特征。
答案： 语义性
【课堂小结】
1. 数据的定义：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. 数据的表现形式：数字、文字、图形、图像、声音、视频等。
3. 数据的基本特征：
二进制：在计算机中，数据以二进制的形式存储、加工
语义性：将数据符号解释为客观世界的事物
分散性：数据是分散的记录，分别记录不同客观事物的运动状态
多样性与感知性：数据记录的形式是多样的、可看的、可听的、可感知的
4. 进制转换：
十进制→二进制：除2反序取余法
二进制→十进制：按权相加法

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