張記存

高中信息技術(shù)教材引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)了解如何采集、存儲(chǔ)、組織、處理、分析與可視化表達(dá)數(shù)據(jù)，認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)對(duì)日常生活的影響，并形成數(shù)據(jù)的安全意識(shí)。下面筆者梳理一下教材中與數(shù)據(jù)科學(xué)相關(guān)的具體內(nèi)容。

數(shù)據(jù)

①定義：數(shù)據(jù)是對(duì)客觀事物的符號(hào)表示。②特征：二進(jìn)制、語(yǔ)義性、分散性、多樣性與感知性。③來(lái)源：按照獲取渠道，可以將數(shù)據(jù)分為兩類(lèi)——直接數(shù)據(jù)和間接數(shù)據(jù)。④收集方法：直接數(shù)據(jù)的收集方法，如調(diào)查法、訪(fǎng)談法等。間接數(shù)據(jù)的收集方法，如查閱文獻(xiàn)資料等。

數(shù)據(jù)采集

1.模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)及相互轉(zhuǎn)換

模擬信號(hào)的值是隨時(shí)間連續(xù)變化的，波形光滑。數(shù)字信號(hào)隨時(shí)間的變化是非連續(xù)的，是離散的。通過(guò)一定的規(guī)則和方法可以實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的過(guò)程稱(chēng)作模數(shù)轉(zhuǎn)換，將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)稱(chēng)為數(shù)模轉(zhuǎn)換。

2.進(jìn)制及轉(zhuǎn)換

在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，除了使用二進(jìn)制外，人們還經(jīng)常使用八進(jìn)制和十六進(jìn)制。字母D表示十進(jìn)制，字母B表示二進(jìn)制，字母O表示8進(jìn)制，字母H表示16進(jìn)制。

3.編碼

（1）文本編碼

用于文本數(shù)據(jù)字符編碼的方案有多種類(lèi)型，其中ASCII碼和Unicode是最為典型的兩種編碼方案。

（2）圖像編碼

圖像文件大小的計(jì)算公式為：圖像文件大小=圖像寬度×圖像高度×色彩深度/8（字節(jié)）。

（3）音頻編碼

音頻文件的大小取決于采樣頻率、量化位數(shù)、聲道數(shù)和時(shí)長(zhǎng)，音頻文件大小的計(jì)算公式為：音頻文件大小=采樣頻率×量化位數(shù)×聲道數(shù)×?xí)r長(zhǎng)/8（字節(jié)）。

（4）視頻編碼

視頻是由以一定的速度連續(xù)播放的一組靜態(tài)圖像形成的，這些靜態(tài)圖像被稱(chēng)為幀。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)容量最小的單位是比特（bit）。8bit為一個(gè)基本單位，稱(chēng)為字節(jié)（Byte）。常見(jiàn)的單位還有KB、MB、GB、TB等。

數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析是在一大批雜亂無(wú)章的數(shù)據(jù)中，運(yùn)用數(shù)字化工具和技術(shù)，探索數(shù)據(jù)內(nèi)在的結(jié)構(gòu)和規(guī)律，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行可視化表達(dá)，通過(guò)驗(yàn)證將模型轉(zhuǎn)化為知識(shí)，為診斷過(guò)去、預(yù)測(cè)未來(lái)發(fā)揮作用。

可視化表達(dá)及數(shù)據(jù)分析報(bào)告

以圖形、圖像和動(dòng)畫(huà)等方式更加直觀生動(dòng)地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析結(jié)果，揭示數(shù)據(jù)之間的關(guān)系、趨勢(shì)和規(guī)律等的表達(dá)方式稱(chēng)為數(shù)據(jù)可視化表達(dá)。

數(shù)據(jù)分析報(bào)告是項(xiàng)目研究結(jié)果的展示，也是數(shù)據(jù)分析結(jié)論的有效承載形式。

大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)的5Ⅴ特征：Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多樣）、Value（低價(jià)值密度）、Veracity（真實(shí)性）。

數(shù)據(jù)安全

威脅數(shù)據(jù)安全的因素有很多，如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器損壞、操作失誤等。

對(duì)于數(shù)據(jù)安全，不僅要做好防護(hù)，還應(yīng)提高數(shù)據(jù)本身的安全，常見(jiàn)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)方法有MD5等。