上海高一信息技术教材知识点思维导图（必修1-2）

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上海信息技术教材（必修1&2）

• 2-1 信息社会与信息系统
  • 信息技术与社会
    • 信息社会的概念
      • 是指以信息活动为基础的新型社会形态和社会发展阶段。
    • 信息社会的特征
      • 信息经济
      • 在线政务
      • 数字生活
      • 网络社会
    • 信息技术的概念
      • 主要是指利用计算机技术和现代通信技术，实现获取信息、加工信息、传递信息、使用信息等的相关技术。
    • 信息技术的发展
      • 语言、文字、造纸术、印刷术、有线电报机、电话、电子数字计算机、现代通信技术（微波、卫星、移动、计算机网络）
  • 信息系统
    • 信息系统的概念
      • 指人们在社会活动中,以满足信息需求为目标，以计算机技术和现代通信技术等现代信息技术为手段，实现对信息有效采集和输入、传输、存储、处理、输出和利用而建立的包括人、硬件、软件与数据在内的综合系统。
    • 信息系统的功能
      • 信息的采集和输入
      • 数据的传输
      • 数据的存储
      • 数据的处理
      • 信息的输出和利用
    • 信息系统的组成要素
      • （1）人；（2）硬件、（3）软件、（4）数据
    • 信息系统的发展
      • 简单到复杂
      • 封闭到开放
      • 数据的简单处理到智能处理
  • 信息系统与外部 世界的连接
    • 物联网的概念
      • IoT是Internet of Things的缩写，即物联网。是通过RFID、红外感应器 、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议
• 2-2 分析信息系统
  • 信息系统中的计算机
    • 计算机的种类
      • 台式计算机
      • 查询终端
      • 网络中的服务器
      • 移动终端
      • 嵌入式计算机
    • 计算机的作用
      • 数据输入
      • 数据存储
      • 数据计算
      • 数据输出
    • 计算机的组成及基 本结构
      • 硬件+软件
      • 主机（存储器、运算器、控制器）+外设
      • 五大逻辑部件（输入设备、存储器、运算器、控制器、输出设备）
    • 计算机的工作原理
      • 教材P44页——图2.5
    • 程序执行过程
      • 指令、程序、软件的概念
      • 三者之间的关系
    • 移动终端与普通计 算机的差异
      • 外部形态差异
      • 内部组件差异
      • 软件系统差异
  • 信息的输入与输出
    • 常见的输入方式
      • 人工输入
      • 自动采集
        • 二维码
        • NFC近场通信技术
    • 常见的输出方式
      • 人工干预
      • 自动控制
    • 传感器及其作用
      • 传感器概念：是一种实现对外界信息自动采集的设备，它们感测外界的物理量，并将其转换成信息系统可以处理的数据。
      • 传感器作用：将非电信号转换为电信号。
      • 常用传感器：教材P52表2.4 教材P54表2.5
  • 信息系统中的计算机 网络
    • 计算机网络基础
      • 网络的概念
      • 网络的组成要素
      • 网络的作用
    • 通信线路及连接设备
      • 通信线路：有线、无线
      • 连接设备：路由器、交换机、无线接入点AP
    • 网络传输协议
      • TCP协议
      • IP协议
    • 因特网接入方式
      • 光纤接入
      • 4G或5G移动通信接入
      • 网络数据传输相关计算
    • 带宽与影响网络的因素
      • 带宽是否共享
      • 网络设备性能
      • 信号是否受到干扰
      • 网络时延
  • 信息系统中的数据库 应用
    • 数据库的作用
      • 数据存储的场所
      • 关系型数据库
    • 数据库基本操作
      • 增加记录 Insert into 表名(字段名1,字段名2,…) values(值1,值2,…)
      • 查询记录 Select 字段名 from 表名where <条件>
      • 修改记录 Update 表名 set 字段名=值 where <条件>
      • 删除记录 Delete from 表名 where <条件>
  • 信息系统中的数据处 理与软件
    • 信息系统中的数据处理
      • 在信息系统的数据输入、传输、存储、输出中，都有对数据进行加工处理的过程。
    • 信息系统中的软件设计
      • 分层架构设计
      • 软件逻辑层次
        • 用户界面层
        • 业务逻辑层
        • 数据访问层
      • 停车计费算法
• 2-3 搭建小型的信息系统
  • 小型信息系统的规划
    • 认识典型信息系统
      • 描述物流信息系统要素
      • 描述快递业务一般流程
      • 理解物流信息系统中各 功能模块作用及使用者
    • 规划信息系统
      • 信息系统的生命周期
      • 提炼信息系统核心环节
      • 信息系统的可行性分析
        • 感知层
        • 传输层
        • 应用层
    • 分析信息系统 （逻辑模型）
      • 分析用户需求
      • 匹配核心业务
      • 梳理访问数据
  • 小型信息系统的设计 （物理模型）
    • 总体设计
      • 总体设计的概念
      • 系统模块间的关联
      • 分析各功能模块流程
      • 硬件结构设计
    • 详细设计
      • 详细设计的概念
      • 详细设计的内容
        • (1)平台设计
        • (2)数据库设计
        • (3)代码设计
        • (4)输入输出设计
        • (5)界面设计
        • (6)处理过程设计
  • 小型信息系统的搭建
    • 搭建准备
      • 组建无线局域网
      • 应用软件安装与启动
    • 系统运行与测试
    • 系统优化
      • 优化方案
• 2-4 我与信息社会
  • 信息系统的优势 与局限性
    • 信息系统的优势
    • 信息系统的局限性
  • 信息系统的安全 风险与防范技术
    • 信息系统的安全风险
      • 人为失误
      • 信息泄露
      • 软件漏洞
      • 病毒
      • 网络攻击
    • 信息系统安全防范的常用 技术方法
      • 防火墙设置
      • 病毒防范
      • 漏洞修补
      • 数据加密
      • 身份认证
    • 规范的信息系统操作行为
  • 信息社会中数字 化生存
    • 区分虚拟社会与现实社会身份
    • 合理使用信息系统
    • 负责任地发布、使用与传播信息
    • 保护个人及他人隐私
    • 保护知识产权
    • 遵守信息社会道德准则和法律法规
• 1-1 数据与大数据
  • 数据、信 息与知识
    • 数据的概念
      • ● 数据是对事物描述的记录 ● 数据的表现形式 ● 数据是计算机识别、存储和加工的对象 ● 数据的价值
    • 信息的概念
      • ● 概念 香农：信息是用来消除不确定性的东西。 霍顿：信息是为了满足用户决策的需要而经过加工处理的数据。 ● 信息的特征 ● 合理应用信息
    • 数据、信息 与知识的关系
      • ● 数据是描述事物的记录，它能够承载信息，可以在处理数据的过程中获得信息； ● 信息表示的是事物之间的相互关系，通过分析数据可以发现其中包含的关系； ● 知识是人们对信息的科学组织，它是经过严谨的验证，获得学界一致认可的内容。
  • 数字化 与编码
    • 进位计数制 及其转换
      • 进位计数制
        • ● 按进位方式实现计数的一种规则 ● 三要素：(1)数码；(2)基数；(3)位权。 ● 常用进位计数制标识：(1)二进制B；(2)十进制D；(3)十六进制H
      • 二进制和十 六进制
        • ● 二进制：(1)数码；(2)基数；(3)位权。 ● 十六进制：(1)数码；(2)基数；(3)位权。
      • 进位计数制 及其转换
        • ● 十进制数（整数部分）转二进制数 ● 二制数转十进制数 ● 二制数转十六进制数 ● 十六制数转二进制数 ● 数据的存储单位：(1)比特bit；(2)字节Byte；(3)其他容量存储单位。
    • 数字化及其 作用
      • 模拟信号
        • ● 连续变化的物理量，如：温度、速度等
      • 数字信号
        • ● 模拟量经数字化后转换为数字量，数字量的变化在时间或数值上都是离散的。
      • 数字化的过程
        • ● 数字化概念。 ● 数字化过程：(1)采样；(2)量化；(3)编码。
    • 数据编码
      • 字符编码
        • ● 英文字符编码 ● 汉字字符编码：(1) 输入码；(2)字形码。
      • 声音编码
        • ● 声音编码的过程：(1) 采样；(2)量化；(3)编码。 ● 未经压缩的音频文件的数据存储量计算： 数据存储量=(采样频率×量化位数×声道数)÷8×持续秒数 (Byte) 通常，未经压缩的数字音乐将保存为WAV格式。
      • 图像编码
        • ● 图像编码的过程：(1) 采样；(2)量化；(3)编码。 ● 未经压缩的位图图像的数据存储量计算： 数据存储量=图像分辨率×颜色深度÷8 (Byte) 通常，未经压缩的位图图像将保存为BMP格式。
    • 数据压缩
      • 数据压缩概 念及原因
        • ● 数据压缩的概念 ● 数据能被压缩的原因
      • 无损压缩
        • ● 无损压缩概念 ● 适用对象：程序数据、文档数据 ● 常用的无损压缩软件
      • 有损压缩
        • ● 有损压缩的概念 ● 适用对象：图像、声音、视频 ● 常见的有损压缩格式： ①图像数据有损压缩格式：JPEG ②音频数据有损压缩格式：MP3 ③视频数据有损压缩格式：MPEG
  • 大数据及其 作用与价值
    • 理解大数据
      • ● 海量的数据规模 ● 多样的数据类型 ● 快速的数据流转 ● 价值密度低
    • 大数据处理过程
      • ● 数据采集 ● 数据预处理 ● 数据分析 ● 数据挖掘应用
    • 大数据的作用及社会影响
      • ● 作用：①反映社会现象；②预测发展趋势；③指导决策制定 ● 对社会发展的影响：①优化社会管理模式；②创新提升服务质量；③科研研究的新途径 ● 关系国家经济发展、社会安全和科学进步的重要战略资源。 ● 掌握特定的防护措施，加强数据安全意识。
• 1-2 算法与程序设计
  • 算法与算法描述
    • 算法概念
      • ● 广义上：有限个步骤内求解某一个问题所使用的步骤和方法。 ● 计算机学科领域：是一系列的计算步骤，用来将输入的步骤转换成输出结果。
    • 算法特征
      • ● 有穷性 ● 确定性 ● 可行性 ● 有零个或多个输入 ● 有一个或多个输出
    • 算法描述
      • ● 自然语言 ● 流程图 ● 伪代码
  • 了解算法的三种 基本控制结构
    • ● 顺序结构
    • ● 分支结构
    • ● 循环结构
    • 运用恰当的描述方法和控制结构表示简单算法
  • 程序设计语言 基本知识
    • 程序及程序设计语言
      • ● 机器语言
      • ● 汇编语言
      • ● 高级语言
    • Python常用数据类型
      • ● 整数型（int）
      • ● 浮点型（float）
      • ● 字符串型（str）
      • ● 布尔型（bool）
    • Python中的常量、变量与赋值符
    • Python中的运算符与表达式
      • ● 算术运算符（**、*、/、//、%、+、-）
      • ● 关系运算符（==、>、<、>=、<=、!=）
      • ● 逻辑运算符（not、and 、or）
    • Python中的内置函数与模块导入
    • 顺序结构的Python实现
      • ● turtle函数库
    • 了解分支结构
      • ● 掌握Python语言编写分支结构
    • 理解字符串
      • ● 字符串的通用操作
    • Len()函数
    • 列表的通用操作及用Python实现
  • 循环结构的Python实现
    • while语句
    • for语句
  • 常用算法及其程序实现
    • 枚举法的基本原理
      • ● 根据已知条件，在给定的范围内对所有可能的答案按某种顺序进行逐一列举和检验，从中找出符合要求的答案。
      • ● 总结：1.确定范围 2.验证条件
      • ● 算法优化（时间复杂度、空间复杂度）
    • 枚举法的程序实现
      • ● 程序实现：循环结构嵌套分支结构
      • ● 特点：准确性高、全面性好、效率低
• 1-3 数据处理与应用
  • 基于共享单 车项目规划
    • 共享单车工作原理分析
      • ● 用户使用过程分析 ● 车辆工作过程分析（采集哪些信息） ● 信息筛选
    • 学习规划、设计方案
    • 了解数据分析与处理的过程与意义
    • 完善拓展项目方案
      • ● 实例学习：小区智能停车场 ● 实例学习：学生体质健康项目
  • 数据采集
    • 采集方式
      • ● 传感器数据采集
      • ● 互联网数据采集
        • 获取步骤
          • 获取网页、解析网页、保存数据
        • 具体方法
          • (1)requests库的功能 (2)BeautifulSoup库的属性和方法 (3)基于Python的网页爬虫的代码实现
        • 具体操作实例
          • 上海天气信息的获取
        • 网络信息采集的道德与法律
    • 采集过程
      • ● 明确数据要求 ● 确定数据来源 ● 选择采集方法 ● 实施数据采集
  • 数据整理
    • 数据整理 （pandas库）
      • ● 去重处理：drop_duplicates()方法 ● 缺失值处理：isnull()方法、notnull()方法、dropna()方法 ● 异常值处理：箱线图、散点图、DateFrame()方法
    • 数据读取与存储 （pandas库）
      • ● read_csv()函数、to_csv()函数
  • 数据存储与保护（pandas库）
    • 数据安全意识与防护
  • 数据分析方法和工具 （Python）
    • 对比分析法、平均分析法、结构分析法
    • 电子表格、在线数据分析平台、数据分析语言
    • numpy数据分析实例
  • 数据可视化工具 （matplotlib工具包）
    • 常用函数介绍：figure()、title()等
    • 常用数据分析图：散点图、折线图、柱状图、饼图、箱线图（matplotlib工具包实现绘制）
    • 分析特征关系、特征内部数据分布与分散状态
  • 常用的数据分析图
    • 分析特征间的关系
      • 折线图 plot()
      • 散点图 scatter()
    • 分析特征内部数据分布状态
      • 柱状图 bar()
      • 饼图 pie()
    • 分析特征内部数据分散状态
      • 箱线图 boxplot()
  • 撰写数据分析报告
    • 数据分析报告的种类
      • 专题分析报告
      • 综合分析报告
      • 日常数据通报
    • 数据分析报告的组成
      • 标题
      • 目录
      • 前言
      • 正文
      • 结论
    • 完成数据分析报告
      • 数据采集总结
      • 选择合适的可视化图标
      • 统计分析得出结论
• 1-4 走近人工智能
  • 体验计算机视觉应用
    • 计算机视觉概念
    • 人脸识别
      • 广义：构建人脸识别系统的一系列相关技术，如人脸图像采集、人脸检测、身份确认、身份查找等。
      • 狭义：通过人脸进行身份确认或者身份查找的技术或系统。
    • Pillow库 baidu-aip（人脸检测实验操作）
  • 人工智能分发展历程
    • 人工智能的概念
    • 人工智能表现形式： 会看、会听、会说、会行动、会思考、会学习
    • 专家系统：具有专门知识和经验的计算机智能程序系统（基于知识的系统）
    • 机器学习
      • 监督学习：数据带标记（回归、分类）
      • 非监督学习：数据没有标记（聚类）
      • 半监督学习：部分数据带标记
      • 强化学习：带激励机制
      • 深度学习
    • 鸢尾花类型识别（监督学习实验操作）
  • 人工智能的作用及影响
    • 人工智能应用领域
      • 智能制造
      • 智能农业
      • 智能物流
      • 智能金融
      • 智能家居
    • 人工智能创新发展
      • 智能语音平台
      • 医疗影像平台
      • 自动驾驶平台
      • 城市大脑平台
    • 人工智能对社会发展的影响