2022高中信息技术新课标学业水平考试理论知识

#高中信息技术学考理论知识一、数据与信息1、数据：数据(data)是对客观事物属性的描述，是记录下来的某种可以识别的符号。在计算机科学中，数据是指所有能输入到计算机中并能被计算机程序处理的符号的总称。数据分为数值型数据和非数值型数据文本、声音、图形、图像、视频等属于非数值型数据。数据具有载体性、孤立性、客观性、普遍性、可处理性、传递性与共享性、价值相对性与时效性等特征。数据一方面承载着信息、另一方面也产生着信息。2、信息：信息(information)是数据中所包含的意义，是对数据进行加工的结果。把数据有组织、有规律地采集在一起就形成了信息。信息必须依附在某种载体，通过某种数据形式才能存储、表达和传播。信息的载体形式可以是文字、图片、声音、视频等。信息是区别于物质和能量的第三类资源。信息是用来消除不确定性的东西。信息的特征包括:依附性、主观性、联系性、普遍性、可处理性、传递性与共享性、价值相对性与时效性等。3、知识：知识(knowledge)是人们在改造世界的实践活动中所获得的可用于指导实践的认识、规律和经验，是归纳提炼出来的有价值的信息。4、数据、信息与知识的关系：数据是信息的符号表示，是信息的载体；信息是数据的含义，是对数据的解释。从数据到信息，再到知识，是一个从低级到高级的认知过程。数据是信息和知识的来源。无论信息还是知识，都来自于数据，都是以数据为载体而存在的。信息是经过加工的数据。知识是经过人类归纳整理和反复验证后沉淀下来而呈现的规律。同时，相应的知识又是加工数据、提炼信息的基础，能帮助人们理解信息。由此可见，数据、信息与知识之间不存在绝对的界限，三者有着千丝万缕的联系。5、大数据(bigdata)：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捕捉、管理、处理的数据集合。大数据的4V特征：也就是数据量大(Volume)、处理速度快(Velocity)、来源多样性(Variety)、真实性(Veracity)。大数据采集的数据体量巨大、数据类型繁多、实效性强、数据变化快,不适合采用人工采集数据的方法。6、计算机采用的编码形式是二进制。计算机的数据存储单位有字节(Byte,B),千字节(KB)，兆字节(MB)，吉字节(GB)，太字节(TB)。1TB=1024GB，1GB=1024MB，1MB=1024KB，1KB=1024B，1B=8b(bit)bit：二进制位7、ASCII码：西文字符编码方案。使用7个二进制位来表示，包括所有的大写和小写字母、数字0~9、标点符号、特殊控制字符等，共128个。大写字母“A”是65,“Z”是90,小写字母“a”是97。8、汉字编码方式：国标码和机内码。国标码用2个字节表示一个汉字。9、Unicode：是国际组织制定的可以容纳世界上所有文字和符号的字符编码方案。10、声音数字化：采样——量化——编码，采样频率、量化位数和声道数是数字化音频的技术指标。例如：一张CD-ROM中存放了1小时的数字音乐(未经压缩)，采样频率为44.1KHz，量化位数为16位，声道数为2(立体声，双声道)则其数据量可以按以下方法计算：数据量=(44100*16*2)+8*60*60B=635040000B——(+1024)=620156.25KB——(+1024)®606MB注：+8,是将位数转换为字节，一个字节由8个二进制位组成。*60*60：小时转换为分钟再转换为秒11、图像的数学化：采样——量化——编码一张未经压缩的位图图像的数据量（单位:字节）=图像分辨率x颜色深度=8。图像容量=（分辨率*位数）/8（单位：字节）颜色种数=2n,位数为n位的图像支持的颜色种数为2n例题1：存储一张80X80像素（8位）的图像，其所需的存储容量是A800BB1600BC6400BD8000B解析：图像容量=（分辨率*位数）/8=（80*80*8）/8=6400B例题2：一幅2位的彩色位图，可表示A4种颜色B8种颜色C16种颜色D256种颜色解析：颜色种数=2n=22=4二、数据处理与应用1、数据处理：是指对数据进行采集、存储、加工、分析和表达的过程。数据处理的一般过程：明确目标——数据采集——数据加工——数据分析——数据可视化——报告撰写2、数据采集：数据采集是指人们根据需要获取信息。它是确保数据处理过程有效的基础数据采集的常用方法和工具米集方法人工获取自动采集调查访谈观察实验文献调研物联感知视频监控网络平台采集工具问卷表格文献检索工具传感器摄像机采集软件、网络爬虫移动App扫描仪：扫描图片、扫描印刷体文字照相机：主要用于采集图像信息；录音设备：主要用于采集音频信息；计算机：采集来自光盘网络等多种类型的信息至计算机中；摄像机：视频数据采集设备,常用于视频监控的数据采集。网络爬虫：是搜索引擎的重要组成部分,在网络数据采集领域有着广泛的应用。传感器：如物联感知采集,采集数据上传至网络信息中心存储。报纸、电视机、杂志、打印机、显示器、投影仪等，是信息发布的工具,不具备数据采集的功能。3、数据分析的方法：对比分析、平均分析、交叉分析。4、数据可视化：是指将数据分析的结果通过表格、图表、图形等形式显示出来。流程图：是简单的文本数据可视化的表达方式之一。思维导图：是揭示文本数据之间相互联系的可视化表达方式导航地图：可以实现实时数据可视化的。标签云图、思维导图、统计图表、词云等。5、电子表格软件：Excel（.xls）一个Excel文件就是一个工作簿，在一本工作簿中，可以拥有多张工作表。新建的文档中包含3张工作表，默认名为“Sheetl”、“Sheet2”、“Sheet3”。柱形图比较数据间的多少与大小关系条形图同上线形图（也称折线图）按时间轴表现数据的变化趋势饼形图（也称扇形图）描述数据之间的比例分配关系

6、认识关系数据库:（1）数据库中信息以二维表的形式存储，一个数据库包含多个表。表中的一行称为一条记录，每一列就是一个字段，每列的第一行是字段名称。（2）设计视图（与数据库结构相关的操作）：增加字段、删除字段、更改字段名称和属性、设置主键。（3）数据表视图（与记录相关的操作）：增加记录、修改记录、删除记录、替换记录、排序、筛选）-.-S9

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■—TSHd直rrFSrrnrft丈艾40思〒1：f.T初卷闻I描式换甜me百处性諏肯:W出卯址L左预乐JF别Llx-iead*匝墙倩几後4式[・E也可（I式CR日丈1田師记否旻育舌化.0«开S吓舟范Is-X^sw計爱T衽課程：表-|口丨x|帰程号课程名学分是否必修KCOOO1大学计算机基础£YesEC0002C程序设计基础与实验3Y&eEC0003站十程序设计与锲验2NoKC0004爹媒体拽术2NoEC0005數学分靳6Ye=SKC0006Access^据库2.5YeaKE0007VB程序设计基础与实验3YesEE1007大学语文3¥记录：w斗II13►|卜卜*扶有记录数：全选——►当前记录►新记录-►li-M；OpiwuEqibi田越汹ConManlLjacK）Dinli-M；OpiwuEqibi田越汹ConManlLjacK）Din他DcdiferrntiAsDuAle氏np血DxAlrDm£血DoA進a-用広BE呱樹弐雌如二汀汀一：'日’'A直如16迴樹三匍她帥，駄爭■--:::.-自然语言流程图伪代码计算机语言三、算法与程序设计T记录指示器共有记录数1、了解计算机稈序设计语言的发展过稈：机器语言――汇编语言――高级语言2、程序：一种能被计算机理解并执行的指令序列，是计算机执行算法的操作步骤。3、程序设计语言：人们编制程序所使用的计算机语言。低级语言高级语言机器语言、汇编语言、VisualFoxpro、VisualBasic(VB)、Pascal、C、C++、Java、delphi、python4、机器语言：由0和1代码组成二进制代码，能被计算机直接执行，执行效率高。5、高级语言：接近于自然语言，必须经过解释或编译。6、利用计算机解决问题的基本步骤：分析问题一设计算法一编写程序一调试运行一检测结果7、算法：在有限步骤内解决问题所使用的方法，是对解决问题的方法和步骤的描述。通俗点说，就是计算机解题的过程。算法是程序编写的基础，也是编程的核心。一个算法应该具有以下五个重要的特征：①输入；②确切性；③有穷性；④输出；⑤可行性。8、算法描述：自然语言，流程图、伪代码等For1=1toNifn能被3、5、7整除余数为2、3、2then输出nexit流程图的基本图形及其功能图形名称功能□开始/结束表示算法的开始或结束LJ输入/输出表示算法中变量的输人或输出二处理表示算法中变量的计算与赋值O判断表示算法中的条件判断>流程线表示算法中的流向0连接点表示算法中的转接9、Python的新建和保存：以“.py”为后缀名。IDLE：(IntegrationDevelopmentEnvironment)集成开发环境Shell：外壳，键入文本与程序交互的界面RunModule：“运行模块”或快捷键F5注释：单行注释：以#开头，多行注释：可以用多个#号，还有'''和"""：缩进：用Tab键实现,也可以用多个空格实现。严格的缩进可以约束程序结构,可以多层缩进。Python语言通过缩进来体现代码的上下级关系,同一级别的代码,其缩进量是一样的。不需要缩进的代码顶行写,前面不能留空白。exit()：退出命令10、基本数据类型：数字、字符串、列表、元组、字典。Python的基本数寤类Python的基本数寤类型數Iff宾里傥阴HumbBrs字）int(:有硏号整型}［怅绘塑1也可決代瓏八进剖和十為进制打JString£宇待申：丰洛申或申fSEntp臭l±J數字，#每-卜迥嶷筝组战的一屮Li<列我J列决刊以龙陇犬就數集音樂的黜：Iffi結构宾观、住址持宇符一政丁”宁荊申.拡至朋旦邑含列恶{即嵌春〉.列衾用［)标识，星python馆通用的宾合鞭据撫世Tuple匚兀社L〉沅£11用气〉”标识*内郎元盍用逗弓陽7K九凱不能_咬:駁儘.相当于只途列农DieTianaryC扌曲J列志R有坪的对因集佥.字典足无眩的时蝕来甘-两咅之何的庄竽在于；f曲当中皓兄叢赴幼边键来亦取的，而不理城过僦秘存1R°字亂用厂标溟*才欣由當¥|(KvyJ和它对痢的Value在Python中，序列类型包括字符串、列表、元组和字典，序列中每个组成部分称为"元素"。Python列表、元组、字符串都属于有序序列。列表使用方括号［］，元组使用小括号()，字典使用大括号{}+号用于组合序列，*号用于重复序列。成员操作符"in”和"notin”用于判断一个对象的值是否出现或不出现在列表或元组中，出现返回True，否则返回False。L=［］：创建一个空的列表LLen()：求列表中数据项的个数序列中，每个元素都有属于自己的编号(索引)。从起始元素开始，索引值从0开始递增，此外Python还支持索引值是负数，此类索引是从右向左计数，即从最后一个元素开始计数，从索引值-1开始，序列实现切片操作的语法格式为：sname[start:stop:step]TOC\o"1-5"\h\z例:1：设s='abcdefg'，则s[3]值是,s[3:5]值,s[:5]值是,s[3:]值是,s[::2]值是，s[::-1]值是s[-2:-5]值是。【答案】'd'‘de'‘abcde'‘defg'‘aceg'‘gfedcba'[]例2：表达式[1,2,3]*3的执行结果是。【答案】[1,2,3,1,2,3,1,2,3]11、常量:常量指在程序运行过程中其值不会改变的量。12、变量:是指在程序运行过程中，其值一般都会发生改变的量的值。变量命名：①标识符可以由字母、数字、下划线组成其中数字不能打头:②标识符不能是Python关键字（又称保留字）,但可以包含关键字;③区分大小写。Python常用关键字：FalseTrueandornotNoneimportinisifelseforwhilebreakcontinuePython中的变量不需要声明，变量的赋值操作即是变量声明和定义的过程。13、input（）函数：变量名=数据类型（input（'提示内容’））表示从标准设备,，输入并返回一个字符串。input（）函数的返回值为字符串，当我们需要返回int型时需要使用int（input（））的形式转换数据类型。例如：输入一个字符串给变量name的代码为：name=input（”请输入姓名:"）输入一个整数给变量a的代码为：a=int（input（"请输入一个三位数:"））输入一个浮点数给变量a的代码为：a=float（input（"请输入一个三位数:"））14、eval（）函数：通过input（）输入的数据为字符串类型，无法进行数学运算，所以可通过eval（）函数将字符串str当成有效的表达式来求值并返回计算结果eval（）函数将去掉字符串的两个引号，将其解释为一个变量。例如,a=eval（input（"请输入一个三位数:"）），键盘输入123，在调用eval（）函数后a的值为数字123，而非字符串“123”。15、print（）函数：输出语句，将需要显示的内容输出到相应位置；print语句包括不带引号、搭配单引号、搭配双引号、搭配三引号。（1）不带引号：print（数字、表达式、变量名）示例：print（5）print（5+2）print（5**2）print（5>2）print⑸（2）带单引号或带双引号：print（'字符串'）示例：print（'龙岩学院附属中学'）=print「龙岩学院附属中学"）（3）带三引号：prints字符串'''）说明：三引号能打印出自动换行的效果（4）也可以将多段文本放在一个print函数中：用,（逗号）隔开示例：print（“龙岩学院附属中学","高一5班","张晓红"）（5）也可以将两个print语句放在同一行，此时必须在第一个print语句最后加分号。print（'龙岩学院附属中学'）;print（'高一5班'）16、%操作符（例如:％10.2f）%10.2f:f表示float浮点数，10表示总的输出宽带为10，数据长度不足在左边补充空格，.2表示小数点后保留2位，四舍五入。例：输入：importmathprint('常量PI的值近似为：%5.3f'%math.pi)输出：常量PI的值近似为：3.14217、end关键字print默认输出是换行的，如果要实现不换行需要在变量末尾加上end="":关键字end可以用于将结果输出到同一行，或者在输出的末尾添加不同的字符，18、type()函数：查看某一个数据的类型type()函数返回参数的数据类型,如果直接在命令行中使用type(),系统直接返回对应类型的单词:如果在输出语句中考察type()的结果,系统会返回一个类。19、range()函数:允许用户在给定范围内生成一系列元。.range([start,]end[,step])start:用于指定计数的起始值，如果省略不写，则默认从0开始。stop:用于指定计数的结束值(不包括此值)，此参数不能省略。step:用于指定递增基数(步长)，如果省略，则默认步长为1。注意两点,一是生成数列范围是左闭右开的区间,如range(1,5,2)生成的是1,3,并不包括5这个数。二是序列与列表的区别联系。在使用range()函数时，如果只有一个参数，则表示指定的是stop；如果有两个参数，则表示指定的是start和stop。例1：range(5)例2：range(7,10)例3：range(6,1)结束值不可能比开始值小例4：range(10,4,-2)输出的结果为[0,1,2,3,4]输出的结果为[7,8,9]输出错误range(6,1)只有两个参数，则表示序列的开始值为6,步长为1,则其输出的结果为[10,8,6]20、Python常见的内置函数有:数据类型相关函数(通常示数据类型,也用于类型转换)。int():将参数转换为整型(整数);float():将参数转换为浮点型(小数)；进制转换。Bin():将参数转换成二进制Ote():将参数转换成八进制hex()：将参数较换成十六进制。数学运算。abs()：返同参数的绝对值sqrt():开根号round():返回参数四舍五入后的结果例如：round(3.14159,2)==3.1421、转义字符的使用转义，可以理解为“采用某些方式暂时取消该字符本来的含义”，这里的“某种方式”指的就是在指定字符前添加反斜杠\，以此来表示对该字符进行转义。例如：\n：换行，换到当前位置的下一行。22、赋值语句：变量名=表达式这里的是赋值符号,表示将“=右边的表达式的值赋值给左边的变量。例如：a=1，就是一个变量的赋值过程。要特别注意的是,赋值符号“=”不是数学上的等号“=”。数学上num=num+1是不可能成立的。但在程序设计中，这样的写法是合理的，它表示将“="右边的表达式num+1的值存放到变量num中。多重赋值：同时为多个变量赋值，也称链式赋值。例如：a=b=c=1说明：a，b，c的值都为1多元赋值：多个变量，多个值，逐一对应。a,b,c=1,2,"runoob"赋值结果：a=1，b=2，c="runoob"增量赋值：变量的自增运算变量名=变量名+1或“变量名+=1”，其中“+=”是自增符号x=x+1，x+=1，x=x*2，x*=2对换赋值x=1;y=2x,y=y,x赋值结果：交换两数x=2,y=1⑤分解赋值：元组分解后赋值给多个变量。a,b,c=（1,2,3）#a=1，b=2，c=3s='hello'a,b,c,d,e=s#a='h'，b='e'，c='l'，d='l'，e='o'23、熟练掌握使用顺序结构编写程序的基本方法程序流程控制有三种流程结构：顺序结构、分支结构（也称选择结构）和循环结构，其中顺序结构是最简单、最常用的一种流程结构。顺序结构是程序流程控制中最简单、最常用的一种流程结构。该结构的特点是按照语句语句2出现的先后顺序，自上而下依次执行，每条语句只执行一次。语句2程序代码为：Fdegree=input（'请输入华氏温度：'）Fdegree=eval（Fdegree）Cdegree=(Fdegree-32)/1.8print('摄氏温度为:',Cdegree)24、熟练掌握使用选择结构编写稈序的基本方法：选择语句（分支语句，判断语句）分支结构程序的功能是:①如果条件表达式成立,（值是真True）,那么执行"代码块1"的程序段。②否则（值是假False），就执行“代码块2"③不论条件成立与否，判断完成后都继续执行“代码块3”,因为“代码块3”与else对齐。条件通常就是关系表达式,即利用关系运算来进行条件判断,有多重条件的，就要用到逻辑运算。需要特别注意的是:①代码块指的是具有相同缩进格式的多行代码，用缩进来体现语句之间的上下级关系是Python语言的一大特色。②if条件和else后面的冒号"："它不可或缺，是语句的组成部分。

单分支结构双分支结构多分支结构只有if没有else部分if和elseif、elif和elseif条件：代码块1if条件：代码块1else:代码块2if条件1:代码块1elif条件2：代码块2elif条件：代码块nelse:代码块n+1例如:判断其是否是5的倍数而不是7的倍数。如果是，输出"yes”。a=eval（input（'请输入一个数：'））ifa%5==0anda%7!=0:print（'yes'）判断奇偶：x=int（input（'请输入一个整数：'））ifn%2==0:print（'偶数'）else:print（'奇数'）/3x+5x+1010<x<0)/3x+5x+1010<x<0)y=^2x+lIX2单分支结构多分支结构多分支结构双分支结构x=eval(input('请输入一个数：'))ifx<=-10:y=3*x+5elifx>-10andx<0:y=x+10elifx>=0andx<10:y=2*x+1else:y=x*xprint(y)24、熟练掌握使用循环结构编写程序的基本方法循环结构是在一定条件下重复执行相同的代码，被重复执行的代码称为循环体。实现循环控制有三个要素：①循环控制变量的初值②循环控制变量的终值③在循环体中使循环控制变量由初值向终值变化的语句。for循环语句：遍历循环，用于确定次数的循环for循环变量in列表|序列丨字符串:代码块循环变量用于存放从“列表|序列|字符串”等序列类型变量中读取出来的元素,所以一般不会在循环中对迭代变量手动赋值。代码块在这里也称为循环体。for循环语句的功能是:从“列表|序列丨字符串”等当中依次取出每一个元素赋值给循环变量,再执行缩进代码块（循环体）,如此循环往复,直到取完“列表|序列丨字符串”等当中的所有元素为止。例如:计算1-9所有整数的和:for是遍历循环，表示利用i遍历序列（1,10）中的全部元素，输出结果是45。x=0foriinrange（1,10）:x=x+iprint（x）while循环语句:不确定次数的循环，也可用于确定次数的循环while条件:代码块当条件为真时,则执行相应的代码块,一直循环往复,直到条件不满足时停止循环,执行后续的其他代码块。例如：执行以下代码a的最终结果是10a=0whilea＜10：a=a+1print（"a的最终结果是",a）break语句和continue语句循环时,经常会用到break语句和continue语句。break语句的作用是跳出循环。continue语句是跳过当前循环体中的剩余语旬,然后继续进行下一轮循环。continue和break的区别在于,前者跳出当前（本次）循环,而后者跳出整个循环。二者既可用于while语句也可用于for—in语句。25、函数定义：def函数名（＜参数＞）:四、人工智能1、人工智能：是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术和应用系统的一门新的技不科学。人工智能AI的英文全称是AritificalIntelligence,1956年首次提出了“人工智能”这一术语。2、人工智能目前的主要研究成果:人机对弈、模式识别（指纹识别、人像识别、文字识别、图像识别、车牌识别、语音识别等）、自动工程（如自动驾驶）、知识工程（专家系统、智能搜索引擎、计算机视觉和图像处理、机器翻译和自然语言理解、数据挖掘和知识发现等）。五、信息社会特征1、信息技术：（InformationTechnology）是指在信息的获取、整理、加工、存储、传递和利用过程中所采用的技术和方法。包括:计算机技术（信息处理的核心与支柱）、通信技术、微电子技术（现代信息技术的基石）、传感技术。2、移动互联网（Mobilelnternet,MI）:是以手机等移动设备为终端，用无线通信技术实现相互通信的计算机互联网络。3、网络社会：网络化是信息社会最为典型的社会特征。4、数字生活：具体体现在生活工具数字化、生活方式数字化和生活内容数字化三个方面。例如,使用计算机或移动终端（智能手机、平板电脑、电子书阅读器等）在线听音乐、看视频、阅读电子书;使用移动终端进行移动办公和消费购物;使用数码相机记录生活并在线分享给亲朋好友等。在信息社会，数字化信息成为主要的生活消费品之一。5、在线政府：政府可以通过网络平台实现政务公开,为居民提供公共服务等,提升社会管理和公共服务的水平。在信息技术的支撑下,在线政府具有科学决策、公开透明、高效治理、互动参与等方面的特征。6、当前,我国正在制定实施“互联网+”行动计划、人工智能发展规划,不断推进互联网、人工智能创新成果与社会各领域深度融合,从而催生许多新产业、新业态和新模式,不仅满足人们生活中各种各样的需求,也为实体经济增长注入强劲动力,促进了社会的发展。7、信息技术的发展趋势：网络互联的移动化和泛在化、信息处理的集中心大数据化、信息服务的智能化和个性化等趋势。六、信息系统组成与应用1、信息系统是由硬件、软件、通信网络、数据和人员组成的人机交互系统，主要用于信息的输入、存储、处理和输出。2、计算机硬件：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备，五个部分中央处理器：运算器和控制器合称为中央处理器，简称CPU。中央处理器是核心部件。时钟频率：指中央处理器运算时的工作频率。单位是赫兹（Hz）、时钟频率越高，CPU的运行速度越快。字长：指中央处理器同时处理的二进制位。字长越大，性能越好。例如64位的CPU。存储器：是计算机存储数据的部件。只读存储器：（ReadOnlyMemory，ROM）:是永久性存储，用来存储计算机的基本信息。断电后信息不会丢失。随机存储器：（RandomAccessMemory,RAM）用来存储正在执行的程序和数据，是临时存储，断电后信息会丢失。硬盘、光盘、U盘、移动硬盘、固态硬盘输入设备：给计算机输入信息的设备，常用的有：键盘、鼠标、操纵杆、扫描仪、麦克风、摄像头、虚拟键盘、手写板、触摸屏、体感设备、射频识别（RFID）输出设备：输出计算机处理结果，常用的有：显示器、音箱、触摸屏、打印机、绘图仪、投影仪、3D打印机3、移动终端移动终端是指可在移动中使用的计算机役备，主要用于实现人机交互。常见的移动终端有智能手机、笔记本电脑、平板电脑、车