【2023】新浙教版《高中信息技术》必修第一册 同步PPT课件（全册打包）.ra

　　了解数据及其演变1认识数据对人们生活的影响2了解数据与科学的关系3能辨别数据的多种记录形式4学习目标深刻理解数据对人们生活的影响01理解互联网+02了解数据与科学的关系03重点难点课堂导入 当今社会，数据体现出了前所未有的价值，数据改变着人们的生活、学习工作方式。而数据的种类与形式也在不断变化。1.1.1 数据及其演变结绳记事刻在泥板上的楔形文字纸上文字电子计算机数据的载体文字视频图形图像音频 数据表现形式 人类对于数据的利用在一定程度上依赖于载体，造纸术与印刷术的发明，使得数据的记录与传输变得便捷高效，直至今日，这些技术还在发挥着作用。纸质火车票电子地图的全景模式1.1.2 数据与生活网约车app人们通过手机上各种网约车app，可以方便地完成预约、支付等操作。互联网+农业：订单式种植可以规避各种风险，这一切都得益于数据的充分利用。移动互联网的发展更使得农产品的购买与销售可以随时随地进行。互联网+批发零售=淘宝、天猫、京东；互联网+通信=腾讯QQ、微信；互联网+KTV=全民K歌、唱吧；互联网+电视=小米、乐视；互联网+美食=大众点评、美团；互联网+银行=网银；互联网+交易=支付宝等；互联网+出行=滴滴等。互联网+充分发挥互联网在社会资源配置中的优化和集成作用，提升了全社会的创新力和生产力。“互联网+”1.1.3 数据与科学科学研究离不开数据。如天王星被发现后，天文学家发现它的运行轨道总是偏离根据万有引力定律计算出的路线，经过仔细计算，从而推算出影响天王星的那棵未知星体海王星。海王星欧洲核子研究组织 欧洲核子研究组织是万维网的发源地。它成立于1954年9月29日，总部位于瑞士日内瓦西北部郊区，目前有二十几个成员国。作为科学实验基地，每天为科学界提供大量的实验数据。CERN 也被用来称呼它的实验室，其主要功能是满足高能物理学研究的需要，提供粒子加速器和其他基础设施，以进行许多国际合作的实验。同时也设立了资料处理能力很强的大型计算机中心，不仅可以协助分析实验数据，还可以供其他地区的研究员使用，形成了一个庞大的网络中枢。拓展知识：数据及其演变。数据与生活。数据与科学小结在成长的道路上，我们已经留下了很多痕迹，这些痕迹大都可用数据来记录。哪些数据可以大致描述你的成长轨迹呢？除了数字，在日常生活中还有哪些形式的数据？课后练习1、每年测量的身高，年龄，每年拍摄的照片或录像等。甚至每年写的日记，这些数据都能记录你的成长轨迹，这些数据有文本，图片，视频，数字等。参考答案：2、除了数字，在日常生活中还有文本（如日记）、图像（如照片）、声音（如mp3音乐等），视频等。谢 谢！THANKS！第1章 数据与信息浙教浙教版版（20192019版）版）信息技术信息技术（高中）（高中）1.2 数据、信息与知识必修1 数据与计算数据、信息和知识的定义信息的特征数据、信息与知识的关系学习目标123信息的五个特征数据、信息与知识的关系12重点难点课堂导入 数据来源的不同，决定了数据的多样性。从各个途径获取的大量的、庞杂的数据，需要经过一定的处理，才能从中提取有意义、有价值的内容。在人类发展的历史长河中，人们通过处理数据、分析数据，从中寻找规律，积累了丰富的知识，成为人类社会的宝贵财富。数据的表现形式可以是文字，图形，图像、音频、视频等。数据是对客观事物的符号表示，如图形符号、数字、字母等。在计算机科学中，数据是指所有能输入到计算机并被计算机程序处理的符号总称。1.2.1 数据1.2.2 信息:香农：信息是用来消除随机不确定性的东西。1、信息的定义载体依附性信息是不能独立存在的,必须依附于一定的载体时效性信息往往反映的是事物某一特定时间的状态，它会随着时间的推移而变化。共享性信息是可以共享的。可加工处理性，真伪性信息是可以加工处理的。战争中的虚假情报。价值性信息具有价值性。2、信息的特征：123知识是人类在社会实践中所获得的认识和经验总和。知识是人类认识客观世界的成果。知识是可以继承和传递的。1.2.3 知识:数据可以是数字、文字、图像、符号等，其本身没有意义。信息是数据经过储存、分析及解释后所产生的意义，在某一特定情境下的具体呈现知识 是人们通过归纳、演绎，比较等手段对信息进行挖掘，将其中有价值的部分深沉下来，形成知识。智慧 是一种更高层次的综合能力，表现为收集、加工、应用、传播知识的能力，以及对事物发展的前瞻性看法。1.2.4 数据、信息与知识的关系:图1.2.1 数据、信息、知识、智慧的关系问题与讨论 诗人艾略特（T.S.Eliot)的诗句：Where is the wisdom we have lost in knowledge?Where is the knowledge we have lost in information?(智慧迷失在知识中，知识迷失在信息中）你认为这两句诗表达了信息、知识和智慧之间怎样的关系？你能举出智慧迷失没有迷失在知识中、知识迷失没有迷失在信息中的四类例子吗？小 结1、数据、信息、信息的特征，知识2、数据、信息与知识的关系思考与练习1、根据下图说明数据、信息、知识与智慧的关系。2、既然数据是对客观事物的符号表示，那么为什么我们会经常看到“虚假数据”这一词语？如何才能保证数据的真实性？参考答案：1、数据本身没有明确的意义，将数据放在某个语境中，或在某个真实场景中使用，数据就有了意义，这就是信息。人们通过归纳、演绎、比较等手段对信息进行挖掘，形成知识。智慧是一种更高层次的综合能力，表现为收集、加工、应用、传播知识的能力，以及对事物发展的前瞻性看法。2、受利益驱使，有一些人会故意制造一些假数据。要想保证数据的真实性，还需要从道德和法律层面来保证数据的真实性。谢 谢！THANKS！第1章 数据与信息浙教浙教版版（20192019版）版）信息技术信息技术（高中）（高中）1.3 数据采集与编码必修1 数据与计算学习目标123了解数据采集。理解信息的数字化（采样、量化）。掌握数制。编码（ASCII码，汉字编码，条形码，二维码，声音编码，图像编码，视频编码）。412重点难点重点：数制及其转换。难点：编码（ASCII码，汉字编码，条形码，二维码，声音编码，图像编码，视频编码）。第一课时课堂导入课堂导入 计算机技术的应用，使得数据的处理方式发生了巨大的转变，数据的处理效率也得到了极大的提高。不同的采集方式使得所获取的数据形式多种多样，要用计算机处理这些数据，需要对采集到的数据进行一定的转换。1.3.1 数据采集数据的获取方法已逐渐以机器为主，传感器可随时获取来自自然信源的数据，网络爬虫可在较短时间内获取大量网络数据。可以实时监测着大气中PM2.5的浓度变化。2020年10月，图片拍摄于“智慧东昌”展览馆地感线圈采集交通数据。保护野生动物，GPS可堪大任。智慧农业：传感器在现代农业中的应用 网络爬虫是一种按照一定的规则，自动地抓取网页上数据的程序或脚本。与人在浏览网页时的行为相似，网络爬虫也是通过网页中的超链接在网页间跳转，根据需求按特定的关键字获取某一方面的网页数据，然后对这些数据进行处理、存储等操作，并可用专门软件对这些数据进行分析。网络爬虫 互联网上已经积聚了海量数据，人们可以随时从网上获取所需的各种数据用于日常生活，如订票，电子地图等。专业人员则运用技术，从互联网上采集大量数据，用于研究、分析、决策等，如通过采集上网用户的相关数据，分析网民行为，推送精准的个性化服务。精准的个性化服务。从互联网上采集数据1.3.2 数字化:模拟信号：以连续变化的物理量存在，如语音数字信号：在取值上是离散的、不连续的信号。模拟信号数字信号数字化将模拟信号转换成数字信号一般需要经过采样、量化与编码。图1.3.2 模拟信号的数字化过程在时间轴上按照一定的时间间隔取一系列时刻，得到每个时刻对应的声波信号的振幅值。在横轴上按一定的时间间隔，从信号中取一个瞬时值，这个过程称为采样。1采样录音设备在1秒内对声音信号的采样次数称为采样频率，如果1秒内采样44100次，则采样频率是44100Hz，即44.1kHz。常用的CD音质的采样频率就是44.1kHz。采样频率将第一步所得的振幅瞬时值往最接近的整数取整。将信号波形的纵轴划分为若干区间，落到某一区间的采样点按四舍五入的规则取整选值，这个过程称为量化。2量化问题与讨论既然计算机只能处理数字信号，那么是不是意味着不再需要模拟信号了？请结合生活实例予以说明（如音频的录制与回放、答题纸的扫描与阅卷等）。第二课时1.3.3 数制进位制位制二二进制制八八进制制十十进制制十六十六进制制标识BODH1、数的进制2、二进制二进制数的特点：有两个基本数码：0，1。采用逢二进一的进位规则。例如，1101.01B=1x23+1x22+0 x21+1x20+0 x2-1+1x2-2.其中B表示二进制23,22,21,20,2-1,2-2是不同位置上的权值。3.十六进制十六进制数的特点是：由十六个基本数码组成，即0,1,2,9,A,B,C,D,E,F.采用逢十六进一的进位规则。例如，B574H=11x163+5x162+7x161+4x160。与二进制相类似，H表示十六进制，163，162,161,160是不同位置上的权值。1.3.4 编码1.字符编码常见的字符编码有ASCII、Unicode及各种汉字编码。（1）ASCII码ASCII(American standard code for information interchange,美国信息交换标准代码)。基本的ASCII码由33个控制字符、10个阿拉伯数字、26个英文大写字母、26个英文小写字母与一些标点符号组成。ASCII码值及对应的字符见附表。（2）汉字编码计算机中的汉字也是采用二进制进行编码的。1个汉字在计算机中用2个字节表示。如“中国China”,用二进制表示就是11010110 11010000 10111001 1111010；而英文字符“China”是ASCII字符，其中每个字母都用1个字节表示。2、条形码 条形码（barcode)是将宽度不等的多个黑条和白条，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。条形码可以标出物品的生产国、制造厂商、商品名称、生产日期、图书分类号、邮件起止地点、类别、日期等信息，因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等领域广泛应用。目前国际上有多种条形码编码方式，下图为我国普遍采用的EAN13条形码。3、二维码 二维码（2-dimensional bar code)是用某种特定的几何图形按一定规律在平面上（二维方向）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息。相对于一维的条形码，二维码的信息存储量更大，功能也更加强大。随着智能手机的普遍使用，手机已成为个人用户扫描二维码读取信息的常用工具。声音数字化过程将模拟声音数字化需要经过采样、量化、编码三个过程。声音的频率声音的频率一般以赫兹表示，记为Hz，指每秒周期性振动的次数。人耳可以感知到的声音，其频率范围在20-20000Hz。分贝分贝是用来表示声音强度的单位，记为dB。声音类型常见的声音文件类型有wave、mp3、wma等。4、声音编码5、图像编码数字图像包括矢量图形与位图图像。矢量图形是指用点、直线或者多边形等基于数学方程的几何图元表示的图像。位图图像又称栅格图像或点阵图，图像的采样就是把一张图像分解成一个一个大小相同的点，这些点称作像素，是组成位图的基本单位。常见图像文件格式：如bmp、jpeg、gif、png等。图1.3.8 不同像素的图像6、视频编码 视频数据由于数据量大，不便于存储与传输，往往需要对其进行压缩。视频的编码一般是指通过特定的压缩技术对视频进行压缩。常见的视频编码方式有MPEG1、MPEG2、MPEG4等。小 结1、数制：二进制、十六进制的特点和转换。2、编码（ASCII码，汉字编码，条形码，二维码，声音 编码，图像编码，视频编码）。第1章 数据与信息浙教浙教版版（20192019版）版）信息技术信息技术（高中）（高中）1.4 数据管理与安全必修1 数据与计算学习目标123数据管理。数据安全，影响数据安全的因素及防护手段。了解常见的数据校验方法12重点难点重点：数据管理。难点：影响数据安全的因素及防护手段。课堂导入 随着技术的发展，数据量的增长速度越来越快，如何有效管理数据和保证数据安全成为各行各业面临的问题。1.4.1 数据管理人工管理文件管理数据库管理计算机数据管理的三个阶段计算机一般采用树形目录结构来管理文件，如图1.4.1所示。在windows系统中，则采用了更为形象的文件夹来管理文件。如图1.4.2所示。问题与讨论：“记事本”软件默认保存的是.txt文件，word软件默认保存的是.docx文件，这两种文件有哪些区别？数据结构不规则或不完整，没有预定义的数据模型，是不方便用数据库二维逻辑表来表现的数据。包括各类格式的办公文档、文本、图片、XML、HTML、各类报表、图像、音频、视频等。非结构化数据 结构化数据，也称作行数据，是由二维表结构来进行逻辑表达和实现的数据，严格地遵循数据格式与长度规范，主要通过关系型数据库进行存储和管理。结构化数据拓展链接：结构化、半结构化和非结构化数据 半结构化数据，就是介于结构化数据和非结构化数据之间的数据，具有一定的结构性。半结构化数据 感染计算机病毒硬盘驱动器损坏遭受自然灾害操作失误黑客入侵1.4.2 数据安全lMD5l CRClSHA常见的数据校验方法l磁盘阵列l数据备份l异地容灾目前采用的主动防护手段数据安全问题与讨论：现在，人们在生活中越来越依赖于智能手机，手机中不仅存储了联系人、照片、视频等个人数据，还有电子银行、支付宝以及微信钱包等账户信息，如果存有这些信息的手机丢失，将会造成很大的损失。如何才能将因手机丢失而造成的损失降到最小？文件的MD5校验是将整个文件当作一个大文本信息，通过其不可逆的字符串变换算法，产生唯一的MD5信息摘要并提供给用户。用户下载完文件以后，通过专用程序计算下载文件的 MD5校验码，比对前后的校验数据，判断下载文件是否完整。文件的MD5校验 容灾系统是指在相隔较远的异地，建立两套或多套功能相同的IT系统，互相之间可以进行健康状态监视和功能切换，当一处系统因意外（如火灾、地震等）停止工作时，整个应用系统可以切换到另一处，使得该系统可以继续正常工作。容灾系统拓展链接：1.如何管理生活中的各类数据？2.密码根据其组成字符的复杂度可以分为强密码与弱密码。需要多种字符组合且符合一定长度的密码称为强密码。强密码尽管很难被破解，但也带来了记忆上的困难。应该如何合理设置各类密码？思考与练习：参考答案：1、为防数据丢失，应做好备份工作。对重要的数据，为防泄露，可以进行加密。如数据太多，要分门别类地存放于不同的文件夹。2、生活中用到密码的地方很多，因为弱密码易被破解，所以尽量不用弱密码，而使用强密码。强密码不易记住，可记在小本子上。不同应用，尽量用不同的密码，不宜所有的地方都用同一个密码。谢 谢！Thanks!第1章 数据与信息浙教浙教版版（20192019版）版）信息技术信息技术（高中）（高中）1.5 数据与大数据必修1 数据与计算学习目标123大数据的概念。大数据的特征。大数据思维。大数据对社会的影响。412重点难点重点：大数据的特征和思维。难点：大数据的思维。课堂导入 互联网、移动网络、物联网等每天都产生着大量数据，这些数据规模巨大、格式多样，已经很难用传统的方式进行处理。于是，大数据技术应运而生，通过分析、挖掘这些数据，发现其蕴藏的价值。1.5.1 大数据的概念 图公司（SGI)的一位科学家正式提出。2016年，数据科学家将大数据正式定义为：大数据代表着信息量大、速度快、种类繁多的信息资产，需要特定的技术和分析方法将其转化。为价值。也就是说，大数据之“大”，不仅指规模、速度和种类的特征，还意味着它超出以往常用的数据采集、组织、管理和加工等软件的处理能力，要求新型集成技术从多元、复杂和巨量规模的数据集里洞察规律。1.5.2 大数据的特征数据体量巨大速度快数据类型多价值密度低现在，传感器，互联网，智能终端等每天都在产生海量数据。已经从TB、PB升到EB、ZB级别。一是数据产生的速度快。有的数据是爆发式产生的，有的数据是累积产生的。二是数据处理的速度快。数据来自多种数据源，其数据各类与格式不可能保持一致，各种结构化，半结构化和非结构化数据共存。大数据蕴含着巨大的价值，但因其数据量庞大，可能发挥价值的仅是其中非常小的部分，价值密度相对较低。不一定强调对事物因果关系的探求，而是更加注重它们的相关性。首先其次再次1.5.3 大数据思维大数据要分析的是全体数据，而不是抽样数据。对于数据不再追求精确性，而是能够接受数据的混杂性。1.5.4 大数据对社会的影响大数据让生活更便利大数据让决策更精准大数据带来新的就业需求大数据带来新的社会问题如人们可以通过热力图了解一个区域的人流量及拥挤情况。再如，商家可以了解商务平台上行业宏观情况，并据此进行生产等。大数据支持动态跟踪与全样本采集，为各种决策提供了第一手的材料，可以帮助管理者及时发现问题，进行干预。如系统研发工程师，应用开发工程师，数据可视化工程师和数据分析师等。高校也开设相关专业。信息泄露，数据安全，个人隐私甚至伦理道德等社会问题。问题与讨论：大数据为生活带来便利的同时也带来了安全隐患，各种信息泄露事件时有发生。请结合实例，探讨可能引发信息泄露的原因以及由此产生的危害。我们应该如何预防？、骚扰电话、垃圾短信会源源不断；、有人冒充他人，报出你的个人信息，然后说最近经常发生诈骗案件；、不法分子利用公民个人信息调查婚姻、滋扰民众；、不法分子利用非法获取的信息实施电信诈骗、网络诈骗等新型的、非接触式犯罪；、不法分子利用非法获取的信息、电话、信件敲诈勒索、恐吓威胁。6、恶意透支你的信用卡，造成个人信用下降。还会向你身边的亲朋好友们下手，进行各种诈骗。7、私人照片、视频，被他人恶意发布到网上，造成不良影响。8、你去哪里消费过、你的工作、你家人的信息等等完全透明信息泄露的危害、不要随意连接公共场合的WiFi，不要使用这样的无线网进行网购，最好能使用自己的手机网络。2、来路不明的软件不要随便下载。3、平时我们网购的东西，一定要将快递上的电话、姓名、地址等信息处理后再扔掉。4、除了快递单，日常还会有些票据单、账单等，最好都是先处理掉相关的个人信息再丢弃。5、平时，我们的手机会收到各种附带链接的短信，你千万不要点开，否则会导致手机中毒等。6、手机相册里最好不要保存身份证照片这种个人信息，且尽量不要把人脸识别和身份证照片传到网络中。7、设置高保密强度密码，不同网站最好设置不同的密码。网银、网购的支付密码最好定期更换。8、登录各大网站，尽量不要使用“记住密码”模式，上网后注意个人使用记录，下线先清理痕迹。9、手机、电脑等都需要安装安全软件，经常进行对木马程序的扫描，病毒的查杀。10、不随意打开陌生邮件，若是看到陌生人发来的邮件千万不能轻易打开，尤其是看到中奖信息的内容。信息泄露的预防1.学生学籍系统中存放着大量的学生数据，这些数据是否属于大数据？为什么？2.在处理数据时，往往会选择“抽样数据”或“全样本数据”进行分析，请比较这两种分析方式的特点。思考与练习参考答案：1、首先这属于数据，但并不是大数据。大数据一般的定义为：无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。那么学籍系统符合上面那些吗？明显不符合，首先这类信息是完全格式化的，一般的常规软件就可以进行处理的，更不要提什么更强的决策力和洞察力了，而且也不是多样化的信息而是程式化的信息，所以一般来说该系统中的数据不是大数据。但是学籍系统不是大数据，不代表学生系统不是大数据，所谓的学生系统不仅包含学籍信息，也包含其他信息，比如成绩信息，获奖信息，健康信息（可能包括但不限于）等等，这些都算上才能称的上是大数据。2、首先，大数据要分析的是全体数据，而不是抽样数据。以往对于某项研究中的数据，限于技术等因素，人们无法进行全样本分析，往往会随机抽取部分样本进行研究，以此推论全体情况。抽样数据分析的方式效率较高，经常被人们采用，但这种方式取决于抽取样本的随机性，在某些情况下，不同的样本可能会得出截然不同的结论。在大数据时代，人们不仅可以获得研究所需的直接数据，而且还能对与之有关联的所有数据进行分析。分析数据已经不再依赖于采样，从而带来更全面的认识，也能更清楚地发现抽样数据无法揭示的详尽信息。谢 谢！Thanks!第2章 算法与问题解决浙教浙教版版（20192019版）版）信息技术信息技术（高中）（高中）必修1 数据与计算2.1 2.1 算法的概念及描述算法的概念及描述 学习目标123算法的概念。算法的特征。算法的要素。算法的描述。412重点难点重点：算法的描述。难点：算法的描述。课堂导入 “算法”指的是解决某个问题的一组步骤。人们在解决问题时都会经历一个“怎么做”的阶段，而思考“怎么做”的过程，就是“算法设计”的过程。用计算机解决问题时，通常先设计算法，然后将算法用合适的计算机程序设计语言表示，计算机就能按照人们设计的计算机程序进行高速、准确的自动化处理，从而帮助人们解决问题。2.1.1 算法的概念图2.1.1 高一新生报到流程古代的算法主要指的是“算术”，即数值的算术运算。随着科学技术的发展，算法的内涵和外延逐渐发生变化。古代的算法广义地讲，算法指的是解决问题或完成任务的一系列步骤。既包括传统意义上计算任务，也可以是生活中各种事物的处理。广义算法 计算机领域内，算法指的是用计算机解决问题的步骤。是为了解决问题而让计算机执行的有序、无歧义的，有限步骤的集合。1、算法的定义计算机算法拓展链接 穷举算法也称枚举算法，指的是在求解过程中，先按照一定的顺序一一列所有可能的解，然后用条件判断列举出的可能解是否为正确解。穷举法一般适合解决解集为离散的且范围明确的问题。“鸡翁一，值钱五；鸡母一，值钱三；鸡雏三，值钱一；百钱买鸡百，问翁、母、雏各几何？”这是我国古代数学家在算经中提出的经典问题。同时，他还在书中给出了解决该问题的算法“鸡翁每增四，鸡母每减七，鸡雏每益三，即得。百钱买百鸡穷举算法2、算法的特征 有穷性 算法必须能在执行有限个步骤之后终止。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。输入项 一个算法有0个或多个输入。所谓0个输入是指本身给出了初始条件。输出项 算法一定要有输出。任何算法都不能“无功而返”。可行性 算法中执行的任何运算都可以在有限的时间内完成。为防止用户账户被盗，在用户登录账户时，有些信息系统会限制用户尝试输入密码的次数(如图2.1.2),一旦超出限定的次数，系統就会禁止輸入并要 求进行注册账户验证。下面为某系统验证用户输入密码正确与否的算法：密码输入错误次数初始化为零。接受用户输入的密码。将用户输入的密码与原来设置的密码比较，若相同则转，否则转。密码输入错误次数增加1。若密码输入错误次数少于5，输出信息“密码错误，请再次输入密码！”，然后转；否则，输出信息“密码输入错误已达5次，请通过注册邮箱找回密码”，然后转。问题与讨论：接受用户输入的密码，然后转。密码正确，进入系统。密码验证算法结束。请结合上述算法，谈谈算法的特征在其中的具体体现。比如，该算法体现了“可行性”特征，因为算法中的“判断密码正确性”“密码输入错误次数统计”等处理都是现实中确实可以实现的。3、算法的要素数据运算控制转移 用算法解决问题时，必须明确参与运算的初始数据、运算时产生的中间数据以及代表问题解决的结果数据。在对数据进行运算时，必须明确每一步的运算是什么、对哪些数据进行运算等 在算法执行过程中，有时需要根据数据或运算结果的特点进行不同的处理，这时就需要运用控制转移来执行不同的操作。很多设备的“自动”功能，都是内部算法控制的结果。比如，在夏天把空调温度设定在26C（如图2.1.4所示），每当空调内部的温度传感器测得室内温度小于或等于26C时，算法就会“告诉”空调已经到达目标温度，可以暂停工作，空调就会“自动”暂时关闭压缩机的运行。这样，既确保了室内温度，又实现了节能环保。还有很多设备用算法来帮助设备实现自动化。与同学讨论交流，哪些设备来用算法实现了自动化？并尝试说出这些设备实现自动化控制的算法。问题与讨论：2.1.2 算法的描述1、用自然语言描述算法图2.1.5 停车场中的车位探测解决本问题的算法可以用自然语言描述如下。（1）输入变量fag的值。（2）若flag的值为1，则设置指示灯为绿色，输出“空车位”；否则，设置指示灯为红色，输出“非空车位”。2、用流程图描述算法图形形 名称名称功能功能开始/结束符表示算法的开始或结束输入/输出表示数据的输入或输出处理框表示数据的运算处理判断框表示算法中的条件判断流程线表示算法中的流向连接点表示算法中的转接 “N-S图”是由美国学者纳西（Nassi）和斯奈德曼（Shneiderman）提出的一种在流程图中完全去掉流程线，全部算法写在一个矩形框内的算法描述方式。相比于原来的流程图描述，结构性显得更好，也更有助于高效地编写程序。前面车位探测中的算法，可用N-S图表示成如下形式。输入入flag的的值指示灯绿色指示灯红色输出“空车位”输出“非空车位”Flag=1?是否拓展链接：问题与讨论：结合实例，与同学一起分组讨论：为什么算法必须要有“输出”，但有时却可以没有“输入”？3、用伪代码描述算法 伪代码指的是一种比较直观简洁的、符号接近计算机程序代码的算法描述方式，其风格很像计算机程序设计语言，但又不是真正的可以被计算机理解的代码。伪代码的表示方法没有统一、严格的规定，只要定义合理、表达正确即可。格式1:If条件 then （语句序列1)Else （语句序列2)格式2:If条件 then （语句序列1)格式：while条件 （循环体）条件判断语句循环语句Flag 车位探测结果；#将测得的车位当前状态值输入给变量flagIf flag=1 then (指示灯绿色 输出“空车位”）Else （指示灯红色 输出“非空车位”）4、用计算机程序设计语言描述算法void MainWindow:on_pushButton_clickedO int flag=ui-lineEdit-textO.toIntO;if(flag=1)(ui-label_4-setStyleSheet(color:green;);ui-label_4-setText(绿色）;ui-label_5-setText(空车位”）;elseui-label_4-setStyleSheet(color:red;);ui-label_4-setText(红色”）;ui-label_5-setText(非空车位”）;该程序的运行结果分别如图2.1.7和图2.1.8 所示。该算法还可以用Python程序设计语言描述如下：flag=int(input(“输入车位状态值：）)if flag=1:print(绿色”）print(空车位）else:print(红色”）print(非空车位）计算机程序设计语言 计算机程序设计语言经历了“机器语言一汇编语言一高级语言”的发展历程。机器语言中的指令由“0”“1”二进制码组成，机器执行效率高但可读性、维护性差。为了提升编程的效率，科学家用特定的符号（助记符）来表示各个机器指令，发明了汇编语言。科学家后来又发明了高级语言，用接近人类日常用语的符号来表示各类指令。常见的高级语言有Basic、C、C+、Java、Python、Ruby等。拓展链接1，某智能停车场车位引导系统中，通过一个区域控制器来统计、显示该区域空车位情况。当该区域控制器接收到每个车位发送的状态信息（“空车位”或“非空车位”）后，它会统计该区域当前的空车位总数，并将该信息通过引导屏呈现在停车库入口处（如图2.1.9），引导驾驶员有方向地寻找空车位。与同学讨论，该区域控制器可用怎样的算法来解决空车位的统计和显示问题？2，与同学一起讨论，是否可以设计出除本节介绍的四种算法描述方式之外的其他方式？并将第1题的算法用自己设计的方式加以描述。问题与讨论：谢 谢！Thanks!第2章 算法与问题解决浙教浙教版版（20192019版）版）信息技术信息技术（高中）（高中）必修1 数据与计算2.2 2.2 算法的控制结构算法的控制结构 学习目标123顺序结构分支结构循环结构12重点难点重点：循环结构。难点：循环结构。课堂导入 玩过积木的人都知道，即使很复杂的积木作品，都是由最基本的积木块（不妨称为基本结构）通过各种组合构成的。类似地，无论内容怎样复杂、功能如何强大的算法，也都由基本的结构组合而成，这些基本的结构称为算法的控制结构。算法的控制结构有三种，即顺序结构、分支结构和循环结构。2.2.1 顺序结构顺序结构的特点：1、每个步骤按照算法中出现的顺序依次执行。2、每个步骤一定会被执行一次，而且只执行一次。按照顺序从上往下依次执行，每条语句必须而且只能执行一次。2.2.2 分支结构又称选择结构。执行过程根据条件判断选择不同分支执行：条件为真时执行处理步骤Step1，否则执行处理步骤Step2。选择模式对条件是否成立只判断1次。图2.2.3 判断方程是否有实数根的算法流程图2.2.3 循环结构图2.2.5 循环结构算法流程图循环结构是一种循环结构是一种重复某一部分操作重复某一部分操作的结构。的结构。即在条件控制下，某些操作步骤需要重复执即在条件控制下，某些操作步骤需要重复执行（循环），在不满足重复处理条件时，循行（循环），在不满足重复处理条件时，循环结束。环结束。思考：若循环条件始终满足？算法无限循环，违背有穷性图2.2.7 解决超市收银问题的算法流程图循环结构举例：拓展链接：程序设计中的“累加器”“累加器”指的是算法执行过程中对同类事物或数据进行统计计算的实现技术。上述算法中的 Sum+X 就起到了累加的作用。智能农业大棚通过传感器、控制器、网络设施和计算机程序等来实现大棚的自动化管理（如图2.2.8).例如，自动温度控制系统中的温度传感器每隔一定时间采集大棚中的温度，一旦温度超过预设的最高温度40,控制系统会启动通风和喷水系统实现降温；如果温度低于预设的最低温度18,控制系统会启动加热器，给大棚升温。思考与练习：图2.2.8（1)自动温度控制系统进行温度控制的算法用流程图描述如图2.2.9所示，请完善该流程图，在、处填入合适的内容。图2.2.9 智能农业大棚温控系统的算法流程图（2)请用自然语言描述上述算法，并尝试比较用流程 图和自然语言描述算法时各自的特点。谢 谢！Thanks!第2章 算法与问题解决浙教浙教版版（20192019版）版）信息技术信息技术（高中）（高中）必修1 数据与计算2.3 2.3 用算法解决问题的过程用算法解决问题的过程 学习目标123抽象与建模设计算法描述算法12重点难点重点：抽象与建模，设计算法。难点：抽象与建模，设计算法。课堂导入 用计算机解决问题时，由于实际问题情境的复杂性，需要对实际问题进行抽象与建模，再根据建立的计算模型设计算法，并将算法用合适的方式加以准确描述。“动动有奖”是某手机走路计步器程序（程序界面如图2.3.1所示），它能根据系统传递给它的走路步数给运动者奖励，运动者可以用累计的“奖金”去换取软件开发商提供的各种体育用品。具体的奖励规则如下：1.每天走路的前1000步奖励0.3金，之后每2000步奖励0.1金（不足2000步没有奖励），每天最高奖励不超过3金。2.每天必须到计步器页面点击“领奖”按钮，才能领取昨日走路奖金。3.如果连续3天领奖成功，从第4天起走路奖金翻1倍（乘以2),每天最高奖励不超过6金。翻倍期间若有1天没有领奖（即连续每天领奖行为中断），则翻倍权益取消，重新连续3天领奖成功才能继续翻倍。第一步：抽象与建模 抽象与建模指的是从现实项目的真实情境中提炼出核心的要素并加以确定或假设，最终定义出一个有明确已知条件和求解目标的问题，并用数学符号描述解决该问题的计算模型。X表示每天走路的步数F 表示是否成功领取了每天的奖金（1表示成功领取，0表示没有领取）。n表示需要统计走路的天数1.提炼核心要素并加以确定或假设已知n(1n30)组数据：Xi,Fi(1in),计算“奖金”总和total。其中total=Si,Si=ni=1 (Fi=0)(Fi=1且Fi-1,Fi-2,Fi-3,不全为1)(Fi=1且Fi-1,Fi-2,Fi-3.全为1)00.30.3+(X-1000)-2000 x0.1 3注：了表示对表达式的值向下取整。如果有下列4组数据：Xi=4500,F1=1;X2=9870,F2=1;X3=12890,F3=0;X4=57890,F4=1.则根据上述计算模型得到的“奖金”总和为4.1金。（Xi 1000)（1000Xi 3000)（3000 xi55000)（55000 Xi)t=2、用数学符号描述解决问题的计算模型第二步：设计算法输入数据处理数据输出结果按照“自顶向下、逐步细化”的结构化设计思想，对前面的算法细化：输人总天数n。表示天数的变量i初始化为1。若in,则转,否则转。输人第i天的数据（包括第i天走路步数Xi,是否成功领取i天“奖金”的标记Fi)。根据当前输入的数据Xi,Fi 统计该天领取的奖金并累加到总奖金total中。表示天数的变量i增加1,然后转。输出变量total的值。拓展链接：常用算法介绍 本例采用模拟策略来设计算法，即根据现实事务的实际流程和要求逐步进行处理，以达到数据处理的目标。计算机科学家根据各种问题的模型特征提出了各种针对性的算法设计策略，如穷举算法、顺序查找算法、对分查找算法、冒泡排序算法、深度优先搜索法以及动态规划等。？思考与练习：上述算法中，“按照奖励规则第1条计算“奖金！”在两个环节中出现，请根据算法功能完成下列练习。（1)改进算法，使得算法中只有一个环节出现“按照奖励规则第1条计算“奖金t”。（2)请进一步细化原算法中的“按照奖励规则第1条计算奖金t”，并用流程图进行描述。1.任意输入三个数，输出其中最小数的值。设计解决该问题的算法并用流程图描述该算法。2.任意输入三个数，按从小到大的顺序依次输出这三个数。设计解决该问题的算法并用流程图描述该算法。巩固与提高：3.以下哪个步骤不属于用算法解决问题的过程（B)A.抽象与建模 B.问题界定C.设计算法 D.描述算法4.将两位同学的身高放入变量a和b中，比较这两个变量的大小，最后把其中较大的数放到变量c中并输出，流程图如图所示。中应填（B)A.abC.a=bD.ab参考答案：1、2、第一步；输入3个整数a,b,c。第二步：将a与b比较，并把大者赋给b,小者赋给a。第三步：将a与c比较，并把大者赋给c,小者赋给a,此时a已是三者中最小的。第四步：将b与c比较，并把大者赋给c,小者赋给b,此时a,b,c已按从小到大的顺序排列好。第五步：按顺序输出a,b,c。谢 谢！Thanks!第3章算法的程序实现浙教浙教版版信息技术信息技术（高中）（高中）必修1 数据与计算3.1 3.1 用计算机编程解决问题的一般过程用计算机编程解决问题的一般过程 学习目标123了解计算机编程解决问题的一般过程。掌握python语言的基本知识，体验程序设计的基本流程。能用程序实现简单算法，掌握程序调试与运行的方法，感受算法的效率。12重点难点重点：利用计算机编程解决问题的一般过程。难点：抽象与建模。课堂导入 计算机已成为人们解决问题的重要工具。例如，用Word解决文字处理的问题，用Excel解决一般的数据计算、统计的问题等。但由于现实问题的多样性，并不是所有的问题都可以用现成的计算机程序来解决。因此，针对这些问题，需要通过抽象与建模、设计算法、编写计算机程序来解决。下面以编写计算机程序绘制一个正多边形为例，了解用计算机编程解决实际问题的一般过程。1、抽象与建模正多边形的各边边长相等，各内角度数也相等。因此，绘制一个正多边形，可以通过“画一条边，旋转一定角度后再画一条边