上海高一信息技术必修_1_2_知识点_思维导图

上海高一信息技术必修1&2知识点

信息系统

组成要素

软件

分类

系统软件：操作系统、数据库系统

应用软件：除系统软件外的其他软件

程序

概念：解决某一问题的一组有序指令

指令：计算机执行某个操作的命令

编程解决问题的步骤：抽象与建模->设计算法->编写程序->调试运行

程序设计基础

算法

算法的特征

有穷性

确定性

可行性

有0或多个输入

至少有一个输出

算法的概念

在有限步骤内求解某一问题的方法和步骤

算法的描述

自然语言

特点：容易产生歧义、通俗易懂、不直观、不易修改

流程图

特点：形象直观、容易理解和修改

伪代码

介于自然语言和程序代码之间、不直观、不易修改

三种基本控制结构

顺序结构

分支结构

循环结构

常用算法

枚举法

核心：一一列举，逐个检验

特点：循环结构中嵌套分支结构

程序设计语言

机器语言

特点：计算机可直接执行

汇编语言

特点：需转换机器语言，计算机才可执行。

高级语言

特点：需转换机器语言，计算机才可执行

常见高级语言：C、C++、Java、Python

Python程序设计

数据类型

整型 int，如 8

浮点型 float，如 8.6

字符串型 str，如 'Stu2023'

布尔型 bool，True和False

常量、变量

常量

值是直接设置的，程序运行过程中，值不变的量。

变量的命令规则

1.由字母、数字、下划线组成

2.不能以数字开头

3.不能使用Python保留字

4.区分大小写

变量

程序运行过程中值可以被改变的量

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

内置函数

输入输出函数

input()、print()

转换函数

float(x)、int(x)、str(x)

其他函数

abs(x)、round(a,b)、len(x)、range(start,stop,step)

模块导入

import 模块名

from 模块名 import 函数名

列表

定义：用[ ]包围的数据集合

插入操作：list.insert(i,x)

附加操作：list.append(x)

删除操作：list.remove(x)

分支结构的Python实现

if 条件：程序段

if 条件：程序段 elif: 程序段 else: 程序段

循环结构的Python实现

for

for 变量 in 序列：程序段

while

while 条件：程序段

执行过程

取出指令->指令译码->执行指令

架构

C/S架构(客户机/服务器架构)

需要在客户机上安装对应的客户端软件

B/S架构(浏览器/服务器架构)

通过浏览器访问应用系统或服务器

软件逻辑层次

用户界面层

就是呈现给用户的界面，用于展示用户输入以及服务端返回的数据；交互式操作界面中，用户输入的数据和想要的数据展示。

业务逻辑层

负责核心的业务处理。用户输入的数据通过业务逻辑层的处理发给数据层；数据访问层返回的数据通过业务逻辑层发送给用户界面层进行展示。常做的操作是验证、计算、业务规则等。

数据访问层

负责操作数据库，按照设计的格式向数据库发送指令，进行数据访问。主要管理数据，实现对数据的增、删、改、查等操作。把业务逻辑层提交的用户输入的数据保存，把业务逻辑层请求的数据返回给业务逻辑层。

硬件

计算机五大逻辑部件

控制器

运算器

CPU

存储器

存储单位

常见的存储单位：bit、byte、KB、MB、GB、...

存储单位的换算：1B=8b、1KB=1024B、1MB=1024KB

输入设备

输出设备

计算机的分类

嵌入式电脑

具有专一功能和实时计算性能

路由器、交换机、无线路由器、无线AP、防火墙等

手持终端、打印机等

服务器

提供专门服务的高性能电脑

特点

一般连接到核心的交换机上

移动终端

组成：

与电脑的组成基本一致，工作原理与电脑近似

特点：

外部形态、内部组件、软件系统、交互方式的差异

普通电脑

人

开发、使用、运维系统的人员

数据

数据的概念

是对事物描述的记录

数据的表现形式

多样：文字、图片、音视频、符号等

进位计数值及转换

二进制、十进制、十六进制的相互转换

进位计数值

数码

基数

位权

数据编码

声音编码

未压缩存储容量计算：采样频率*量化位数*声道数*时长/8(B)

编码过程：采样->量化->编码

常见图像格式：.wav、.mp3

图像编码

未经压缩图片存储容量：分辨率*颜色深度/8(B)

编码过程：采样->量化->编码

常见图像格式：.bmp、.jpg、.png、.gif

字符编码

英文字符编码：ASCII码

汉字编码：输入码、机内码、输出码

数字化

数字化的目的

数字化的过程

数据压缩

压缩的本质

采用特殊的编码方式重新处理数据

分类

有损压缩：适用于图片、视频、音频

无损压缩：适用于文档及程序

大数据

特征

规模大

类型多

处理速度快

价值密度低

数据处理

1.数据采集

采集过程

明确数据需求->确定数据来源->选择采集方法->实施采集

采集方法

人工采集

互联网采集

获取步骤：获取网页->解析网页->保存数据

具体方法

requests库

BeautifulSoup库

Python代码实现采集

传感器采集

常见的传感器

温度传感器

压力传感器

光线传感器

湿度传感器

声音传感器

地磁传感器

pH传感器

加速度传感器

陀螺仪传感器

传感器处于物联网的感知层

2.数据整理(预处理)

重复值处理

pandas.dataframe.drop_duplicates(subset=重复的列或行，keep='保留方式',inplace=True或False )方法

例如：df.drop_dupicates(subset=['bike_id'],keep='last',inplace=False)

缺失值处理

缺失值的判断

pandas.dataframe.isnull( )方法

pandas.dataframe.notnull( )方法

处理

pandas.dataframe.dropna()方法

异常值处理

方法1：参照缺失值的处理方法

方法2：用平均值填充缺失值

方法3：将含有异常值的记录删除

数据的读取

pandas.read_csv('文件名',encoding=''编码格式')方法

数据的保存

pandas.to_csv('保存的文件名' )方法

3.数据分析

数据分析方法

对比分析法

是指将两个或两个以上的数据进行比较，分析它们的差异，揭示事物发展变化或差距，可以准确、量化地表示出这种变化或差距。

平均分析法

是利用平均数指标来反映某一特征在一定时间、地点条件下的一般水平。通过平均数指标，呈现事物目前所处的位置和水平，进而对不同时期、不同类型单位的平均数指标进行对比，明示事物的发展趋势和变化规律。

结构分析法

是通过计算各个部分占总体的比重，进而分析某一总体现象的内部结构特征、总体的性质、总体内部结构随时间推移而表现出的变化规律性。各个部分占总体的比重即为结构指标，总体中各结构指标的总和为100%。

数据可视化

绘图工具库

matplotlib库

子库pyplot

导入pyplot库

import matplotlib.pyplot as plt

添加标题、标签、图例

plt.title( )添加标题例如：plt.title("2022-2023XXX质量分析图")

plt.xlabel() 添加x轴名称例如：plt.xlabel("日期")

plt.ylabel() 添加y轴名称例如：plt.xlabel("数量")

plt.legend( ) 添加图例例如：plt.legend(["数学"])

散点图

绘制函数 plt.scatter(x轴数据,y轴数据 )

例如：plt.scatter(df['bmi']，df['脂肪'])

特征：特征之间是否存在数值或数量的关联趋势，关联趋势是线性的，还是非线性的。

折线图

函数 plt.plot(x轴数据,y轴数据 )

例如：plt.plot(df['日期']，df['气温'])

特征：查看Y轴代表的特征与X轴代表的特征之间的趋势。

柱形图

绘制函数 plt.bar( x轴数据,y轴数据)

例如：plt.bar(df['景点']，df['人数'])

特征：查看各分组数据的数量分布，及各分组数量之间的数量比较。

饼图

绘制函数 plt.pie(x,labels=None )

例如：plt.pie(df['景点数量']，labels=['长宁,'闵行','浦东'])

特征：比较清晰的反映部分与部分、部分与总体的比例关系。

箱型图

绘制函数 plt.boxplot(x,whis=1.5)

例如：plt.boxplot(df['产量']，labels=['粮食'])

特征：最大值、上四分位数、中位数、下四分位数、最小值、异常值；利用箱型图，可以看出所分析数据是否具有对称性、数据的分散程度，也可进行数据异常值的检测。

4.挖掘与应用

数据分析报告的种类

专题分析报告

是对社会现象的某一方面或某一个问题进行专门研究的一种数据分析报告，它的主要作用是为决策者制定某项政策、解决某个问题提供决策参考和依据。它具有两个特点：单一性和深入性，如《某年度共享单车新增移动应用程序注册用户专题分析报告》等。

综合分析报告

是全面评价一个地区、单位、部门的业务或其他方面发展情况的一种数据分析报告。它具有两个特点：全面性和联系性，如《世界人口发展报告》《全国经济发展报告》《某年度共享单车运营分析报告》等。

日常数据通报

是以定期数据分析报表为依据，反映计划执行情况，并分析其影响和形成原因的一种数据分析报告。它具有三个特点：进度性、规范性和时效性。

作用和影响

有利面

优化社会管理模式

改善出行

实现个性化推送服务

......

不利面

个人隐私数据的泄露

数据窃取

网络欺诈

......

数据安全

安全防护

数据加密

数据脱敏

访问控制

数据备份

异地容灾

信息系统的安全风险与防范

安全风险

人为风险

信息泄露

软件漏洞

病毒

网络攻击

常用防范方法

安装防火墙

修补系统和软件漏洞

数据加密

身份认证

防范病毒

信息系统与外部世界的连接

物联网

概念

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，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别，定位、跟踪监控和管理的一种网络。

结构

应用层

提供丰富的基于物联网的应用，是物联网与用户（包括人、其他系统）的接口。

网络层

网络层主要解决感知层所获得的长距离传输数据的问题。

它是物联网的中间层，相当于人体的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息，实现两个端系统之间的数据透明传送。

感知层

感知层是物联网的底层，主要解决物联网全面感知的核心能力。

物联网上有大量的多种类型传感器：每个传感器都是唯一的信息源。物联网中的射频识别器、全球定位系统、红外感应器等传感设备，可以识别和获取各类实物的数据信息，从而实现对物体的智能化控制。

常见传感器（见“常见的传感器”）

信息系统的开发流程

1.规划和分析

从用户需求出发，对信息系统的技术方案、实施过程、阶段划分、开发组织和队伍、投资规模和进度等进行全面规划。

信息系统基本架构

应用层

负责信息处理与输出

传输层

负责信息的传输

感知层

负责信息采集

2.总体设计

主要任务

完成系统总体结构和基本框架的设计

明确组成模块及模块间的关系

3.详细设计

主要任务

平台设计

主要任务

确定系统的软件和硬件环境配置

软件环境

Flask框架

flask模块的安装

pip install flask

flask模块导入

from flask import Flask

flask框架程序的启动

running on http://127.0.0.0:5000

实验包文件夹结构

flask框架中的路由

软件架构 (见“ 架构）

数据库

SQLite

硬件环境

数据库设计

关系型数据库

字段的数据类型

Integer 整数、numeric 浮点数、text 字符型

记录

增加

INSERT INTO 表名（字段1,字段2....） VALUES (值1,值2....)

例 INSERT INTO cars （ChePai,ShiJian）VALUES ('沪ABC23',2023/06/30 08:00:00)

修改

UPDATE 表名 SET 字段1=值1，字段2=值2... WHERE 字段X=值X

例 UPDATE cars SET fee=10 WHERE ChePai='沪ABC23'

查询

SELETE 字段1，字段2... FROM 表名 WHERE 字段X=值X

例 SELETE ChePai,ShiJian,Fee FROM cars WHERE ChePai='沪ABC23'

删除

DELETE FROM 表名 WHERE 字段X=值X

例 DELETE FROM cars WHERE ChePai='沪ABC23'

代码设计

把系统中需要处理的事务用特定的代码来描述，以便计算机识别、处理，从而便于数据的共享，提高用户使用数据的效率。

输入输出设计

将外部的数据转换成系统内的数据。

界面设计

界面设计要符合用户的使用习惯，方便输入、降低数据错误的可能性。

处理过程设计

在编写程序之前，进行算法的设计，描述算法处理过程的细节，使之成为编写程序的依据。

4.运行与测试

5.系统优化

信息社会

特征

信息经济

在线政务

数字生活

工具数字化

内容数字化

方式数字化

网络社会

数字化生存

区分虚拟社会与现实社会

合理使用信息系统

负责地发布、使用与传播信息

保护个人隐私

保护知识产权

遵守信息社会道德准则核法律法规

人工智能

计算机视觉

机器学习

常见方法

监督学习

给机器学习的数据是带标记的

常见的监督学习

回归

将数据归到一条“线”上。

分类

数据准备

训练集 80%

测试集 20%

功能：将预测的结果分类

KNN算法

原理

找到距离测试样本最近的K个已标记训练数据，将这个K中的多数类别作为测试样本的类别

K值

一般取奇数值

鸢尾花类型的识别案例

非监督学习

给机器学习的数据是不带标记的

计算机网络

组成要素

1.计算机设备

嵌入式电脑

具有专一功能和实时计算性能

服务器

提供专门服务的高性能电脑

特点

一般连接到核心的交换机上

路由器

功能

用于连接不同的局域网

特点

常安装于局域网的边界，用来连接互联网

交换机

用于局域网内部的连接，常用于连接电脑和其他交换机

移动终端

组成：

与电脑的组成基本一致，工作原理与电脑近似

特点：

外部形态、内部组件、软件系统、交互方式的差异

无线路由器

一般用于家用，有有线端口，性能稍弱

无线AP

大部分用于企业或单位，用来发射无线信号，性能强

防火墙

一般安装在局域网边界，用于抵挡外部对局域网的攻击

电脑

硬件参数

CPU

内存

一般4GB、8GB、16GB..

硬盘

一般500GB、1TB...

查看IP地址

ipconfig 或ipconfig /all

测试网络连通性

ping IP地址，如 ping 192.168.100.1

2.通信线路及连接设备

通信线路

有线

光纤

一般用于广域网和距离超过100米的局域网中

线路中传输的是光信号；

线路传输高速、稳定，抗干扰能力强

双绞线

一般用于局域网中

传输距离小于100米

抗干扰能力弱

无线

电磁波

红外线

连接设备

路由器

功能

用于连接不同的局域网

特点

常安装于局域网的边界，用来连接互联网

交换机

用于局域网内部的连接，常用于连接电脑和其他交换机

无线路由器

一般用于家用，有有线端口，性能稍弱

无线AP

大部分用于企业或单位，用来发射无线信号，性能强

防火墙

一般安装在局域网边界，用于抵挡外部对局域网的攻击

光电转换设备

将光信号和电信号相互转换的设备

3.网络协议

常见的网络协议

TCP/IP、HTTP、SMTP

概念

规定计算机之间如何进行数据交换的一组规则和标准。

分类

按照覆盖范围

LAN 局域网

WAN 广域网

因特网接入

宽带接入

光纤接入

移动通信技术接入

通过移动3G、4G、5G接入互联网

窄带接入

借助电话网络接入

带宽

定义

在单位时间内从网络中的某一节点到另一节点所能通过的“最高数据率”，单位是bps（b/s，每秒传输多少比特）

影响因素

1)带宽是否共享；

2)网络设备性能如何；

3)信号是否收到干扰；

4)网络连接中的时延问题。

计算下载时间

上海高一信息技术必修1&2知识点

信息系统

组成要素

软件

分类

系统软件：操作系统、数据库系统

应用软件：除系统软件外的其他软件

程序

概念：解决某一问题的一组有序指令

指令：计算机执行某个操作的命令

编程解决问题的步骤：抽象与建模->设计算法->编写程序->调试运行

程序设计基础

算法

算法的特征

有穷性

确定性

可行性

有0或多个输入

至少有一个输出

算法的概念

在有限步骤内求解某一问题的方法和步骤

算法的描述

自然语言

特点：容易产生歧义、通俗易懂、不直观、不易修改

流程图

特点：形象直观、容易理解和修改

伪代码

介于自然语言和程序代码之间、不直观、不易修改

三种基本控制结构

顺序结构

分支结构

循环结构

常用算法

枚举法

核心：一一列举，逐个检验

特点：循环结构中嵌套分支结构

程序设计语言

机器语言

特点：计算机可直接执行

汇编语言

特点：需转换机器语言，计算机才可执行。

高级语言

特点：需转换机器语言，计算机才可执行

常见高级语言：C、C++、Java、Python

Python程序设计

数据类型

整型 int，如 8

浮点型 float，如 8.6

字符串型 str，如 'Stu2023'

布尔型 bool，True和False

常量、变量

常量

值是直接设置的，程序运行过程中，值不变的量。

变量的命令规则

1.由字母、数字、下划线组成

2.不能以数字开头

3.不能使用Python保留字

4.区分大小写

变量

程序运行过程中值可以被改变的量

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

内置函数

输入输出函数

input()、print()

转换函数

float(x)、int(x)、str(x)

其他函数

abs(x)、round(a,b)、len(x)、range(start,stop,step)

模块导入

import 模块名

from 模块名 import 函数名

列表

定义：用[ ]包围的数据集合

插入操作：list.insert(i,x)

附加操作：list.append(x)

删除操作：list.remove(x)

分支结构的Python实现

if 条件：程序段

if 条件：程序段 elif: 程序段 else: 程序段

循环结构的Python实现

for

for 变量 in 序列：程序段

while

while 条件：程序段

执行过程

取出指令->指令译码->执行指令

架构

C/S架构(客户机/服务器架构)

需要在客户机上安装对应的客户端软件

B/S架构(浏览器/服务器架构)

通过浏览器访问应用系统或服务器

软件逻辑层次

用户界面层

就是呈现给用户的界面，用于展示用户输入以及服务端返回的数据；交互式操作界面中，用户输入的数据和想要的数据展示。

业务逻辑层

负责核心的业务处理。用户输入的数据通过业务逻辑层的处理发给数据层；数据访问层返回的数据通过业务逻辑层发送给用户界面层进行展示。常做的操作是验证、计算、业务规则等。

数据访问层

负责操作数据库，按照设计的格式向数据库发送指令，进行数据访问。主要管理数据，实现对数据的增、删、改、查等操作。把业务逻辑层提交的用户输入的数据保存，把业务逻辑层请求的数据返回给业务逻辑层。

硬件

计算机五大逻辑部件

控制器

运算器

CPU

存储器

存储单位

常见的存储单位：bit、byte、KB、MB、GB、...

存储单位的换算：1B=8b、1KB=1024B、1MB=1024KB

输入设备

输出设备

计算机的分类

嵌入式电脑

具有专一功能和实时计算性能

路由器、交换机、无线路由器、无线AP、防火墙等

手持终端、打印机等

服务器

提供专门服务的高性能电脑

特点

一般连接到核心的交换机上

移动终端

组成：

与电脑的组成基本一致，工作原理与电脑近似

特点：

外部形态、内部组件、软件系统、交互方式的差异

普通电脑

人

开发、使用、运维系统的人员

数据

数据的概念

是对事物描述的记录

数据的表现形式

多样：文字、图片、音视频、符号等

进位计数值及转换

二进制、十进制、十六进制的相互转换

进位计数值

数码

基数

位权

数据编码

声音编码

未压缩存储容量计算：采样频率*量化位数*声道数*时长/8(B)

编码过程：采样->量化->编码

常见图像格式：.wav、.mp3

图像编码

未经压缩图片存储容量：分辨率*颜色深度/8(B)

编码过程：采样->量化->编码

常见图像格式：.bmp、.jpg、.png、.gif

字符编码

英文字符编码：ASCII码

汉字编码：输入码、机内码、输出码

数字化

数字化的目的

数字化的过程

数据压缩

压缩的本质

采用特殊的编码方式重新处理数据

分类

有损压缩：适用于图片、视频、音频

无损压缩：适用于文档及程序

大数据

特征

规模大

类型多

处理速度快

价值密度低

处理过程

数据采集->预处理->数据分析->挖掘与应用

作用和影响

有利的一面

优化社会管理模式

改善出行

实现个性化推送服务

......

不利的一面

个人隐私数据的泄露

数据窃取

网络欺诈

......

数据处理

1.数据采集

采集过程

明确数据需求->确定数据来源->选择采集方法->实施采集

采集方法

人工采集

互联网采集

获取步骤：获取网页->解析网页->保存数据

具体方法

requests库

BeautifulSoup库

Python代码实现采集

传感器采集

常见的传感器

温度传感器

压力传感器

光线传感器

湿度传感器

声音传感器

地磁传感器

pH传感器

加速度传感器

陀螺仪传感器

传感器处于物联网的感知层

2.数据整理

重复值处理

pandas.dataframe.drop_duplicates(subset=重复的列或行，keep='保留方式',inplace=True或False )方法

缺失值处理

缺失值的判断

pandas.dataframe.isnull( )方法

pandas.dataframe.notnull( )方法

处理

pandas.dataframe.dropna( )方法

异常值处理

1.参照缺失值的处理方法

2.用平均值填充缺失值

3.将含有异常值的记录删除

数据的读取

pandas.read_csv('文件名',encoding=''编码格式')方法

数据的保存

pandas.to_csv('保存的文件名' )方法

3.数据分析

数据分析方法

对比分析法

平均分析法

结构分析法

数据可视化

绘图工具库

matplotlib库

子库pyplot

导入pyplot库

import matplotlib.pyplot as plt

添加标签和图列

plt.title( )添加标签

plt.xlabel() 添加x轴名称

plt.ylabel() 添加y轴名称

plt.legend( ) 添加图例

散点图

绘制函数 plt.scatter(x,y )

特征：特征之间是否存在数值或数量的关联趋势，关联趋势是线性的，还是非线性的。

折线图

函数 plt.plot(x,y )

特征：查看Y轴代表的特征与X轴代表的特征之间的趋势。

柱形图

绘制函数 plt.bar( left,height)

特征：比较直观地显示处Y轴所代表的特征的分布状态。

饼图

绘制函数 plt.pie(x,labels=None )

特征：比较清晰的反映部分与部分、部分与总体的比例关系。

箱型图

绘制函数 plt.boxplot(x,whis=1.5)

特征：最大值、上四分位数、中位数、下四分位数、最小值、异常值

4.挖掘与应用

数据分析报告的种类

专题分析报告

是对社会现象的某一方面或某一个问题进行专门研究的一种数据分析报告，它的主要作用是为决策者制定某项政策、解决某个问题提供决策参考和依据。它具有两个特点：单一性和深入性，如《某年度共享单车新增移动应用程序注册用户专题分析报告》等。

综合分析报告

是全面评价一个地区、单位、部门的业务或其他方面发展情况的一种数据分析报告。它具有两个特点：全面性和联系性，如《世界人口发展报告》《全国经济发展报告》《某年度共享单车运营分析报告》等。

日常数据通报

是以定期数据分析报表为依据，反映计划执行情况，并分析其影响和形成原因的一种数据分析报告。它具有三个特点：进度性、规范性和时效性。

数据安全

安全防护

数据加密

数据脱敏

访问控制

数据备份

异地容灾

信息系统的开发流程

1.规划和分析

从用户需求出发，对信息系统的技术方案、实施过程、阶段划分、开发组织和队伍、投资规模和进度等进行全面规划。

信息系统基本架构

应用层

负责信息处理与输出

传输层

负责信息的传输

感知层

负责信息采集

2.总体设计

主要任务

完成系统总体结构和基本框架的设计

明确组成模块及模块间的关系

3.详细设计

主要任务

平台设计

主要任务

确定系统的软件和硬件环境配置

软件环境

Flask框架

flask模块的安装

pip install flask

flask模块导入

from flask import Flask

flask框架程序的启动

running on http://127.0.0.0:5000

实验包文件夹结构

flask框架中的路由

软件架构架构构）

数据库

SQLite

硬件环境

数据库设计

关系型数据库

字段的数据类型

Integer 整数

numeric 浮点数

text 字符型

记录

增加

INSERT INTO 表名（字段1,字段2....） VALUES (值1,值2....)

例 INSERT INTO cars （ChePai,ShiJian）VALUES ('沪ABC23',2023/06/30 08:00:00)

修改

UPDATE 表名 SET 字段1=值1，字段2=值2... WHERE 字段X=值X

例 UPDATE cars SET fee=10 WHERE ChePai='沪ABC23'

查询

SELETE 字段1，字段2... FROM 表名 WHERE 字段X=值X

例 SELETE ChePai,ShiJian,Fee FROM cars WHERE ChePai='沪ABC23'

删除

DELETE FROM 表名 WHERE 字段X=值X

例 DELETE FROM cars WHERE ChePai='沪ABC23'

代码设计

输入输出设计

界面设计

处理过程设计

4.运行与测试

5.系统优化

信息系统的安全风险与防范

安全风险

人为风险

信息泄露

软件漏洞

病毒

网络攻击

常用防范方法

安装防火墙

修补漏洞

数据加密

身份认证

防范病毒

与外部世界的连接

物联网

概念

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，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别，定位、跟踪监控和管理的一种网络。

结构

应用层

提供丰富的基于物联网的应用，是物联网与用户（包括人、其他系统）的接口。

网络层

网络层主要解决感知层所获得的长距离传输数据的问题。

它是物联网的中间层，相当于人体的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息，实现两个端系统之间的数据透明传送。

感知层

感知层是物联网的底层，主要解决物联网全面感知的核心能力。

物联网上有大量的多种类型传感器：每个传感器都是唯一的信息源。物联网中的射频识别器、全球定位系统、红外感应器等传感设备，可以识别和获取各类实物的数据信息，从而实现对物体的智能化控制。

常见传感器（常见的传感器）

信息社会

人工智能

计算机网络

上海高一信息技术必修1&2知识点

信息系统

组成要素

软件

分类

系统软件：操作系统、数据库系统

应用软件：除系统软件外的其他软件

程序

概念：解决某一问题的一组有序指令

指令：计算机执行某个操作的命令

编程解决问题的步骤：抽象与建模->设计算法->编写程序->调试运行

程序设计基础

算法

算法的特征

有穷性

确定性

可行性

有0或多个输入

至少有一个输出

算法的概念

在有限步骤内求解某一问题的方法和步骤

算法的描述

自然语言

特点：容易产生歧义、通俗易懂、不直观、不易修改

流程图

特点：形象直观、容易理解和修改

伪代码

介于自然语言和程序代码之间、不直观、不易修改

三种基本控制结构

顺序结构

分支结构

循环结构

常用算法

枚举法

核心：一一列举，逐个检验

特点：循环结构中嵌套分支结构

程序设计语言

机器语言

特点：计算机可直接执行

汇编语言

特点：需转换机器语言，计算机才可执行。

高级语言

特点：需转换机器语言，计算机才可执行

常见高级语言：C、C++、Java、Python

Python程序设计

数据类型

整型 int，如 8

浮点型 float，如 8.6

字符串型 str，如 'Stu2023'

布尔型 bool，True和False

常量、变量

常量

值是直接设置的，程序运行过程中，值不变的量。

变量的命令规则

1.由字母、数字、下划线组成

2.不能以数字开头

3.不能使用Python保留字

4.区分大小写

变量

程序运行过程中值可以被改变的量

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

内置函数

输入输出函数

input()、print()

转换函数

float(x)、int(x)、str(x)

其他函数

abs(x)、round(a,b)、len(x)、range(start,stop,step)

模块导入

import 模块名

from 模块名 import 函数名

列表

定义：用[ ]包围的数据集合

插入操作：list.insert(i,x)

附加操作：list.append(x)

删除操作：list.remove(x)

分支结构的Python实现

if 条件：程序段

if 条件：程序段 elif: 程序段 else: 程序段

循环结构的Python实现

for

for 变量 in 序列：程序段

while

while 条件：程序段

执行过程

取出指令->指令译码->执行指令

架构

C/S架构(客户机/服务器架构)

需要在客户机上安装对应的客户端软件

B/S架构(浏览器/服务器架构)

通过浏览器访问应用系统或服务器

软件逻辑层次

用户界面层

就是呈现给用户的界面，用于展示用户输入以及服务端返回的数据；交互式操作界面中，用户输入的数据和想要的数据展示。

业务逻辑层

负责核心的业务处理。用户输入的数据通过业务逻辑层的处理发给数据层；数据访问层返回的数据通过业务逻辑层发送给用户界面层进行展示。常做的操作是验证、计算、业务规则等。

数据访问层

负责操作数据库，按照设计的格式向数据库发送指令，进行数据访问。主要管理数据，实现对数据的增、删、改、查等操作。把业务逻辑层提交的用户输入的数据保存，把业务逻辑层请求的数据返回给业务逻辑层。

硬件

计算机五大逻辑部件

控制器

运算器

CPU

存储器

存储单位

常见的存储单位：bit、byte、KB、MB、GB、...

存储单位的换算：1B=8b、1KB=1024B、1MB=1024KB

输入设备

输出设备

计算机的分类

嵌入式电脑

路由器、交换机、无线路由器、无线AP、防火墙等

手持终端、打印机等

具有专一功能和实时计算性能

服务器

提供专门服务的高性能电脑

特点

一般连接到核心的交换机上

移动终端

组成：

与电脑的组成基本一致，工作原理与电脑近似

特点：

外部形态、内部组件、软件系统、交互方式的差异

普通电脑

人

开发、使用、运维系统的人员

数据

数据的概念

是对事物描述的记录

数据的表现形式

多样：文字、图片、音视频、符号等

进位计数值及转换

二进制、十进制、十六进制的相互转换

进位计数值

数码

基数

位权

数据编码

声音编码

未压缩存储容量计算：采样频率*量化位数*声道数*时长/8(B)

编码过程：采样->量化->编码

常见图像格式：.wav、.mp3

图像编码

未经压缩图片存储容量：分辨率*颜色深度/8(B)

编码过程：采样->量化->编码

常见图像格式：.bmp、.jpg、.png、.gif

字符编码

英文字符编码：ASCII码

汉字编码：输入码、机内码、输出码

数字化

数字化的目的

数字化的过程

数据压缩

压缩的本质

采用特殊的编码方式重新编码数据

分类

有损压缩：适用于图片()、视频()、音频()

无损压缩：适用于文档(.doc .xls .ppt .txt)、程序(.py)、软件(.exe)

大数据

特征

规模大

类型多

处理速度快

价值密度低

处理过程

数据采集->预处理->数据分析->挖掘与应用

作用和影响

有利的一面

优化社会管理模式

改善出行

实现个性化推送服务

......

不利的一面

个人隐私数据的泄露

数据窃取

网络欺诈

......

数据处理

1.数据采集

采集过程

明确数据需求->确定数据来源->选择采集方法->实施采集

采集方法

人工采集

互联网采集

获取步骤：获取网页->解析网页->保存数据

具体方法

requests库

BeautifulSoup库

Python代码实现采集

传感器采集

常见的传感器

温度传感器

压力传感器

光线传感器

湿度传感器

声音传感器

地磁传感器

pH传感器

加速度传感器

陀螺仪传感器

传感器处于物联网的感知层

2.数据整理

重复值处理

pandas.dataframe.drop_duplicates(subset=重复的列或行，keep='保留方式',inplace=True或False )方法

缺失值处理

缺失值的判断

pandas.dataframe.isnull( )方法

pandas.dataframe.notnull( )方法

处理

pandas.dataframe.dropna( )方法

异常值处理

1.参照缺失值的处理方法

2.用平均值填充缺失值

3.将含有异常值的记录删除

数据的读取

pandas.read_csv('文件名',encoding=''编码格式')方法

数据的保存

pandas.to_csv('保存的文件名' )方法

3.数据分析

数据分析方法

对比分析法

平均分析法

结构分析法

数据可视化

绘图工具库

matplotlib库

子库pyplot

导入pyplot库

import matplotlib.pyplot as plt

添加标签和图列

plt.title( )添加标签

plt.xlabel() 添加x轴名称

plt.ylabel() 添加y轴名称

plt.legend( ) 添加图例

散点图

绘制函数 plt.scatter(x,y )

特征：特征之间是否存在数值或数量的关联趋势，关联趋势是线性的，还是非线性的。

折线图

函数 plt.plot(x,y )

特征：查看Y轴代表的特征与X轴代表的特征之间的趋势。

柱形图

绘制函数 plt.bar( left,height)

特征：比较直观地显示处Y轴所代表的特征的分布状态。

饼图

绘制函数 plt.pie(x,labels=None )

特征：比较清晰的反映部分与部分、部分与总体的比例关系。

箱型图

绘制函数 plt.boxplot(x,whis=1.5)

特征：最大值、上四分位数、中位数、下四分位数、最小值、异常值

4.挖掘与应用

数据分析报告的种类

专题分析报告

是对社会现象的某一方面或某一个问题进行专门研究的一种数据分析报告，它的主要作用是为决策者制定某项政策、解决某个问题提供决策参考和依据。它具有两个特点：单一性和深入性，如《某年度共享单车新增移动应用程序注册用户专题分析报告》等。

综合分析报告

是全面评价一个地区、单位、部门的业务或其他方面发展情况的一种数据分析报告。它具有两个特点：全面性和联系性，如《世界人口发展报告》《全国经济发展报告》《某年度共享单车运营分析报告》等。

日常数据通报

是以定期数据分析报表为依据，反映计划执行情况，并分析其影响和形成原因的一种数据分析报告。它具有三个特点：进度性、规范性和时效性。

数据安全

安全防护

数据加密

数据脱敏

访问控制

数据备份

异地容灾

信息系统的开发流程

信息系统的安全风险与防范

与外部世界的连接

信息社会

人工智能

计算机网络

上海高一信息技术必修1&2知识点

信息系统

组成要素

软件

分类

系统软件：操作系统、数据库系统

应用软件：除系统软件外的其他软件

程序

概念：解决某一问题的一组有序指令

指令：计算机执行某个操作的命令

编程解决问题的步骤：抽象与建模->设计算法->编写程序->调试运行

程序设计基础

算法

算法的特征

有穷性

确定性

可行性

有0或多个输入

至少有一个输出

算法的概念

在有限步骤内求解某一问题的方法和步骤

算法的描述

自然语言

特点：容易产生歧义、通俗易懂、不直观、不易修改

流程图

特点：形象直观、容易理解和修改

伪代码

介于自然语言和程序代码之间、不直观、不易修改

三种基本控制结构

顺序结构

分支结构

循环结构

常用算法

枚举法

核心：一一列举，逐个检验

特点：循环结构中嵌套分支结构

程序设计语言

机器语言

特点：计算机可直接执行

汇编语言

特点：需转换机器语言，计算机才可执行。

高级语言

特点：需转换机器语言，计算机才可执行

常见高级语言：C、C++、Java、Python

Python程序设计

数据类型

整型 int，如 8

浮点型 float，如 8.6

字符串型 str，如 'Stu2023'

布尔型 bool，True和False

常量、变量

常量

值是直接设置的，程序运行过程中，值不变的量。

变量的命令规则

1.由字母、数字、下划线组成

2.不能以数字开头

3.不能使用Python保留字

4.区分大小写

变量

程序运行过程中值可以被改变的量

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

内置函数

输入输出函数

input()、print()

转换函数

float(x)、int(x)、str(x)

其他函数

abs(x)、round(a,b)、len(x)、range(start,stop,step)

模块导入

import 模块名

from 模块名 import 函数名

列表

定义：用[ ]包围的数据集合

插入操作：list.insert(i,x)

附加操作：list.append(x)

删除操作：list.remove(x)

分支结构的Python实现

if 条件：程序段

if 条件：程序段 elif: 程序段 else: 程序段

循环结构的Python实现

for

for 变量 in 序列：程序段

while

while 条件：程序段

执行过程

取出指令->指令译码->执行指令

架构

C/S架构(客户机/服务器架构)

需要在客户机上安装对应的客户端软件

B/S架构(浏览器/服务器架构)

通过浏览器访问应用系统或服务器

软件逻辑层次

用户界面层

就是呈现给用户的界面，用于展示用户输入以及服务端返回的数据；交互式操作界面中，用户输入的数据和想要的数据展示。

业务逻辑层

负责核心的业务处理。用户输入的数据通过业务逻辑层的处理发给数据层；数据访问层返回的数据通过业务逻辑层发送给用户界面层进行展示。常做的操作是验证、计算、业务规则等。

数据访问层

负责操作数据库，按照设计的格式向数据库发送指令，进行数据访问。主要管理数据，实现对数据的增、删、改、查等操作。把业务逻辑层提交的用户输入的数据保存，把业务逻辑层请求的数据返回给业务逻辑层。

硬件

计算机五大逻辑部件

控制器

运算器

CPU

存储器

存储单位

常见的存储单位：bit、byte、KB、MB、GB、...

存储单位的换算：1B=8b、1KB=1024B、1MB=1024KB

输入设备

输出设备

计算机的分类

嵌入式电脑

具有专一功能和实时计算性能

路由器

功能

用于连接不同的局域网

特点

常安装于局域网的边界，用来连接互联网

交换机

用于局域网内部的连接，常用于连接电脑和其他交换机

服务器

提供专门服务的高性能电脑

特点

一般连接到核心的交换机上

移动终端

组成：

与电脑的组成基本一致，工作原理与电脑近似

特点：

外部形态、内部组件、软件系统、交互方式的差异

无线路由器

一般用于家用，有有线端口，性能稍弱

无线AP

大部分用于企业或单位，用来发射无线信号，性能强

防火墙

一般安装在局域网边界，用于抵挡外部对局域网的攻击

电脑

人

开发、使用、运维系统的人员

数据

数据的概念

是对事物描述的记录

数据的表现形式

多样：文字、图片、音视频、符号等

进位计数值及转换

二进制、十进制、十六进制的相互转换

进位计数值

数码

基数

位权

数据编码

声音编码

未压缩存储容量计算：采样频率*量化位数*声道数*时长/8(B)

编码过程：采样->量化->编码

常见图像格式：.wav、.mp3

图像编码

未经压缩图片存储容量：分辨率*颜色深度/8(B)

编码过程：采样->量化->编码

常见图像格式：.bmp、.jpg、.png、.gif

字符编码

英文字符编码：ASCII码

汉字编码：输入码、机内码、输出码

数字化

数字化的目的

数字化的过程

数据压缩

压缩的本质

采用特殊的编码方式重新处理数据

分类

有损压缩：适用于图片、视频、音频

无损压缩：适用于文档及程序

大数据

特征

规模大

类型多

处理速度快

价值密度低

处理过程

数据采集->预处理->数据分析->挖掘与应用

作用和影响

有利的一面

优化社会管理模式

改善出行

实现个性化推送服务

......

不利的一面

个人隐私数据的泄露

数据窃取

网络欺诈

......

数据处理

1.数据采集

采集过程

明确数据需求->确定数据来源->选择采集方法->实施采集

采集方法

人工采集

互联网采集

获取步骤：获取网页->解析网页->保存数据

具体方法

requests库

BeautifulSoup库

Python代码实现采集

传感器采集

常见的传感器

温度传感器

压力传感器

光线传感器

湿度传感器

声音传感器

地磁传感器

pH传感器

加速度传感器

陀螺仪传感器

传感器处于物联网的感知层

2.数据整理

重复值处理

pandas.dataframe.drop_duplicates(subset=重复的列或行，keep='保留方式',inplace=True或False )方法

缺失值处理

缺失值的判断

pandas.dataframe.isnull( )方法

pandas.dataframe.notnull( )方法

处理

pandas.dataframe.dropna( )方法

异常值处理

1.参照缺失值的处理方法

2.用平均值填充缺失值

3.将含有异常值的记录删除

数据的读取

pandas.read_csv('文件名',encoding=''编码格式')方法

数据的保存

pandas.to_csv('保存的文件名' )方法

3.数据分析

数据分析方法

对比分析法

平均分析法

结构分析法

数据可视化

绘图工具库

matplotlib库

子库pyplot

导入pyplot库

import matplotlib.pyplot as plt

添加标签和图列

plt.title( )添加标签

plt.xlabel() 添加x轴名称

plt.ylabel() 添加y轴名称

plt.legend( ) 添加图例

散点图

绘制函数 plt.scatter(x,y )

特征：特征之间是否存在数值或数量的关联趋势，关联趋势是线性的，还是非线性的。

折线图

函数 plt.plot(x,y )

特征：查看Y轴代表的特征与X轴代表的特征之间的趋势。

柱形图

绘制函数 plt.bar( left,height)

特征：比较直观地显示处Y轴所代表的特征的分布状态。

饼图

绘制函数 plt.pie(x,labels=None )

特征：比较清晰的反映部分与部分、部分与总体的比例关系。

箱型图

绘制函数 plt.boxplot(x,whis=1.5)

特征：最大值、上四分位数、中位数、下四分位数、最小值、异常值

4.挖掘与应用

数据分析报告的种类

专题分析报告

是对社会现象的某一方面或某一个问题进行专门研究的一种数据分析报告，它的主要作用是为决策者制定某项政策、解决某个问题提供决策参考和依据。它具有两个特点：单一性和深入性，如《某年度共享单车新增移动应用程序注册用户专题分析报告》等。

综合分析报告

是全面评价一个地区、单位、部门的业务或其他方面发展情况的一种数据分析报告。它具有两个特点：全面性和联系性，如《世界人口发展报告》《全国经济发展报告》《某年度共享单车运营分析报告》等。

日常数据通报

是以定期数据分析报表为依据，反映计划执行情况，并分析其影响和形成原因的一种数据分析报告。它具有三个特点：进度性、规范性和时效性。

数据安全

安全防护

数据加密

数据脱敏

访问控制

数据备份

异地容灾

信息系统的开发流程

1.规划和分析

从用户需求出发，对信息系统的技术方案、实施过程、阶段划分、开发组织和队伍、投资规模和进度等进行全面规划。

信息系统基本架构

应用层

负责信息处理与输出

传输层

负责信息的传输

感知层

负责信息采集

2.总体设计

主要任务

完成系统总体结构和基本框架的设计

明确组成模块及模块间的关系

3.详细设计

主要任务

平台设计

主要任务

确定系统的软件和硬件环境配置

软件环境

Flask框架

flask模块的安装

pip install flask

flask模块导入

from flask import Flask

flask框架程序的启动

running on http://127.0.0.0:5000

实验包文件夹结构

flask框架中的路由

软件架构架构构）

数据库

SQLite

硬件环境

数据库设计

关系型数据库

字段的数据类型

Integer 整数

numeric 浮点数

text 字符型

记录

增加

INSERT INTO 表名（字段1,字段2....） VALUES (值1,值2....)

例 INSERT INTO cars （ChePai,ShiJian）VALUES ('沪ABC23',2023/06/30 08:00:00)

修改

UPDATE 表名 SET 字段1=值1，字段2=值2... WHERE 字段X=值X

例 UPDATE cars SET fee=10 WHERE ChePai='沪ABC23'

查询

SELETE 字段1，字段2... FROM 表名 WHERE 字段X=值X

例 SELETE ChePai,ShiJian,Fee FROM cars WHERE ChePai='沪ABC23'

删除

DELETE FROM 表名 WHERE 字段X=值X

例 DELETE FROM cars WHERE ChePai='沪ABC23'

代码设计

输入输出设计

界面设计

处理过程设计

4.运行与测试

5.系统优化

信息系统的安全风险与防范

安全风险

人为风险

信息泄露

软件漏洞

病毒

网络攻击

常用防范方法

安装防火墙

修补漏洞

数据加密

身份认证

防范病毒

与外部世界的连接

物联网

概念

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，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别，定位、跟踪监控和管理的一种网络。

结构

应用层

提供丰富的基于物联网的应用，是物联网与用户（包括人、其他系统）的接口。

网络层

网络层主要解决感知层所获得的长距离传输数据的问题。

它是物联网的中间层，相当于人体的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息，实现两个端系统之间的数据透明传送。

感知层

感知层是物联网的底层，主要解决物联网全面感知的核心能力。

物联网上有大量的多种类型传感器：每个传感器都是唯一的信息源。物联网中的射频识别器、全球定位系统、红外感应器等传感设备，可以识别和获取各类实物的数据信息，从而实现对物体的智能化控制。

常见传感器（常见的传感器）

信息社会

人工智能

计算机网络

上海高一信息技术必修1&2知识点

信息系统

组成要素

软件

分类

系统软件：操作系统、数据库系统

应用软件：除系统软件外的其他软件

程序

概念：解决某一问题的一组有序指令

指令：计算机执行某个操作的命令

编程解决问题的步骤：抽象与建模->设计算法->编写程序->调试运行

程序设计基础

算法

算法的特征

有穷性

确定性

可行性

有0或多个输入

至少有一个输出

算法的概念

在有限步骤内求解某一问题的方法和步骤

算法的描述

自然语言

特点：容易产生歧义、通俗易懂、不直观、不易修改

流程图

特点：形象直观、容易理解和修改

伪代码

介于自然语言和程序代码之间、不直观、不易修改

三种基本控制结构

顺序结构

分支结构

循环结构

常用算法

枚举法

核心：一一列举，逐个检验

特点：循环结构中嵌套分支结构

程序设计语言

机器语言

特点：计算机可直接执行

汇编语言

特点：需转换机器语言，计算机才可执行。

高级语言

特点：需转换机器语言，计算机才可执行

常见高级语言：C、C++、Java、Python

Python程序设计

数据类型

整型 int，如 8

浮点型 float，如 8.6

字符串型 str，如 'Stu2023'

布尔型 bool，True和False

常量、变量

常量

值是直接设置的，程序运行过程中，值不变的量。

变量的命令规则

1.由字母、数字、下划线组成

2.不能以数字开头

3.不能使用Python保留字

4.区分大小写

变量

程序运行过程中值可以被改变的量

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

内置函数

输入输出函数

input()、print()

转换函数

float(x)、int(x)、str(x)

其他函数

abs(x)、round(a,b)、len(x)、range(start,stop,step)

模块导入

import 模块名

from 模块名 import 函数名

列表

定义：用[ ]包围的数据集合

插入操作：list.insert(i,x)

附加操作：list.append(x)

删除操作：list.remove(x)

分支结构的Python实现

if 条件：程序段

if 条件：程序段 elif: 程序段 else: 程序段

循环结构的Python实现

for

for 变量 in 序列：程序段

while

while 条件：程序段

执行过程

取出指令->指令译码->执行指令

架构

C/S架构(客户机/服务器架构)

需要在客户机上安装对应的客户端软件

B/S架构(浏览器/服务器架构)

通过浏览器访问应用系统或服务器

软件逻辑层次

用户界面层

就是呈现给用户的界面，用于展示用户输入以及服务端返回的数据；交互式操作界面中，用户输入的数据和想要的数据展示。

业务逻辑层

负责核心的业务处理。用户输入的数据通过业务逻辑层的处理发给数据层；数据访问层返回的数据通过业务逻辑层发送给用户界面层进行展示。常做的操作是验证、计算、业务规则等。

数据访问层

负责操作数据库，按照设计的格式向数据库发送指令，进行数据访问。主要管理数据，实现对数据的增、删、改、查等操作。把业务逻辑层提交的用户输入的数据保存，把业务逻辑层请求的数据返回给业务逻辑层。

硬件

计算机五大逻辑部件

控制器

运算器

CPU

存储器

存储单位

常见的存储单位：bit、byte、KB、MB、GB、...

存储单位的换算：1B=8b、1KB=1024B、1MB=1024KB

输入设备

输出设备

计算机的分类

嵌入式电脑

具有专一功能和实时计算性能

路由器

功能

用于连接不同的局域网

特点

常安装于局域网的边界，用来连接互联网

交换机

用于局域网内部的连接，常用于连接电脑和其他交换机

服务器

提供专门服务的高性能电脑

特点

一般连接到核心的交换机上

移动终端

组成：

与电脑的组成基本一致，工作原理与电脑近似

特点：

外部形态、内部组件、软件系统、交互方式的差异

无线路由器

一般用于家用，有有线端口，性能稍弱

无线AP

大部分用于企业或单位，用来发射无线信号，性能强

防火墙

一般安装在局域网边界，用于抵挡外部对局域网的攻击

电脑

人

开发、使用、运维系统的人员

数据

数据的概念

是对事物描述的记录

数据的表现形式

多样：文字、图片、音视频、符号等

进位计数值及转换

二进制、十进制、十六进制的相互转换

进位计数值

数码

基数

位权

数据编码

声音编码

未压缩存储容量计算：采样频率*量化位数*声道数*时长/8(B)

编码过程：采样->量化->编码

常见图像格式：.wav、.mp3

图像编码

未经压缩图片存储容量：分辨率*颜色深度/8(B)

编码过程：采样->量化->编码

常见图像格式：.bmp、.jpg、.png、.gif

字符编码

英文字符编码：ASCII码

汉字编码：输入码、机内码、输出码

数字化

数字化的目的

数字化的过程

数据压缩

压缩的本质

采用特殊的编码方式重新处理数据

分类

有损压缩：适用于图片、视频、音频

无损压缩：适用于文档及程序

大数据

特征

规模大

类型多

处理速度快

价值密度低

处理过程

数据采集->预处理->数据分析->挖掘与应用

作用和影响

有利的一面

优化社会管理模式

改善出行

实现个性化推送服务

......

不利的一面

个人隐私数据的泄露

数据窃取

网络欺诈

......

数据处理

1.数据采集

采集过程

明确数据需求->确定数据来源->选择采集方法->实施采集

采集方法

人工采集

互联网采集

获取步骤：获取网页->解析网页->保存数据

具体方法

requests库

BeautifulSoup库

Python代码实现采集

传感器采集

常见的传感器

温度传感器

压力传感器

光线传感器

湿度传感器

声音传感器

地磁传感器

pH传感器

加速度传感器

陀螺仪传感器

传感器处于物联网的感知层

2.数据整理

重复值处理

pandas.dataframe.drop_duplicates(subset=重复的列或行，keep='保留方式',inplace=True或False )方法

缺失值处理

缺失值的判断

pandas.dataframe.isnull( )方法

pandas.dataframe.notnull( )方法

处理

pandas.dataframe.dropna( )方法

异常值处理

1.参照缺失值的处理方法

2.用平均值填充缺失值

3.将含有异常值的记录删除

数据的读取

pandas.read_csv('文件名',encoding=''编码格式')方法

数据的保存

pandas.to_csv('保存的文件名' )方法

3.数据分析

数据分析方法

对比分析法

平均分析法

结构分析法

数据可视化

绘图工具库

matplotlib库

子库pyplot

导入pyplot库

import matplotlib.pyplot as plt

添加标签和图列

plt.title( )添加标签

plt.xlabel() 添加x轴名称

plt.ylabel() 添加y轴名称

plt.legend( ) 添加图例

散点图

绘制函数 plt.scatter(x,y )

特征：特征之间是否存在数值或数量的关联趋势，关联趋势是线性的，还是非线性的。

折线图

函数 plt.plot(x,y )

特征：查看Y轴代表的特征与X轴代表的特征之间的趋势。

柱形图

绘制函数 plt.bar( left,height)

特征：比较直观地显示处Y轴所代表的特征的分布状态。

饼图

绘制函数 plt.pie(x,labels=None )

特征：比较清晰的反映部分与部分、部分与总体的比例关系。

箱型图

绘制函数 plt.boxplot(x,whis=1.5)

特征：最大值、上四分位数、中位数、下四分位数、最小值、异常值

4.挖掘与应用

数据分析报告的种类

专题分析报告

是对社会现象的某一方面或某一个问题进行专门研究的一种数据分析报告，它的主要作用是为决策者制定某项政策、解决某个问题提供决策参考和依据。它具有两个特点：单一性和深入性，如《某年度共享单车新增移动应用程序注册用户专题分析报告》等。

综合分析报告

是全面评价一个地区、单位、部门的业务或其他方面发展情况的一种数据分析报告。它具有两个特点：全面性和联系性，如《世界人口发展报告》《全国经济发展报告》《某年度共享单车运营分析报告》等。

日常数据通报

是以定期数据分析报表为依据，反映计划执行情况，并分析其影响和形成原因的一种数据分析报告。它具有三个特点：进度性、规范性和时效性。

数据安全

安全防护

数据加密

数据脱敏

访问控制

数据备份

异地容灾

信息系统的开发流程

1.规划和分析

从用户需求出发，对信息系统的技术方案、实施过程、阶段划分、开发组织和队伍、投资规模和进度等进行全面规划。

信息系统基本架构

应用层

负责信息处理与输出

传输层

负责信息的传输

感知层

负责信息采集

2.总体设计

主要任务

完成系统总体结构和基本框架的设计

明确组成模块及模块间的关系

3.详细设计

主要任务

平台设计

主要任务

确定系统的软件和硬件环境配置

软件环境

Flask框架

flask模块的安装

pip install flask

flask模块导入

from flask import Flask

flask框架程序的启动

running on http://127.0.0.0:5000

实验包文件夹结构

flask框架中的路由

软件架构架构构）

数据库

SQLite

硬件环境

数据库设计

关系型数据库

字段的数据类型

Integer 整数

numeric 浮点数

text 字符型

记录

增加

INSERT INTO 表名（字段1,字段2....） VALUES (值1,值2....)

例 INSERT INTO cars （ChePai,ShiJian）VALUES ('沪ABC23',2023/06/30 08:00:00)

修改

UPDATE 表名 SET 字段1=值1，字段2=值2... WHERE 字段X=值X

例 UPDATE cars SET fee=10 WHERE ChePai='沪ABC23'

查询

SELETE 字段1，字段2... FROM 表名 WHERE 字段X=值X

例 SELETE ChePai,ShiJian,Fee FROM cars WHERE ChePai='沪ABC23'

删除

DELETE FROM 表名 WHERE 字段X=值X

例 DELETE FROM cars WHERE ChePai='沪ABC23'

代码设计

输入输出设计

界面设计

处理过程设计

4.运行与测试

5.系统优化

信息系统的安全风险与防范

安全风险

人为风险

信息泄露

软件漏洞

病毒

网络攻击

常用防范方法

安装防火墙

修补漏洞

数据加密

身份认证

防范病毒

与外部世界的连接

物联网

概念

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，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别，定位、跟踪监控和管理的一种网络。

结构

应用层

提供丰富的基于物联网的应用，是物联网与用户（包括人、其他系统）的接口。

网络层

网络层主要解决感知层所获得的长距离传输数据的问题。

它是物联网的中间层，相当于人体的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息，实现两个端系统之间的数据透明传送。

感知层

感知层是物联网的底层，主要解决物联网全面感知的核心能力。

物联网上有大量的多种类型传感器：每个传感器都是唯一的信息源。物联网中的射频识别器、全球定位系统、红外感应器等传感设备，可以识别和获取各类实物的数据信息，从而实现对物体的智能化控制。

常见传感器（常见的传感器）

信息社会

人工智能

计算机网络

上海高一信息技术必修1&2知识点

信息系统

组成要素

软件

分类

系统软件：操作系统、数据库系统

应用软件：除系统软件外的其他软件

程序

概念：解决某一问题的一组有序指令

指令：计算机执行某个操作的命令

编程解决问题的步骤：抽象与建模->设计算法->编写程序->调试运行

程序设计基础

算法

算法的特征

有穷性

确定性

可行性

有0或多个输入

至少有一个输出

算法的概念

在有限步骤内求解某一问题的方法和步骤

算法的描述

自然语言

特点：容易产生歧义、通俗易懂、不直观、不易修改

流程图

特点：形象直观、容易理解和修改

伪代码

介于自然语言和程序代码之间、不直观、不易修改

三种基本控制结构

顺序结构

分支结构

循环结构

常用算法

枚举法

核心：一一列举，逐个检验

特点：循环结构中嵌套分支结构

程序设计语言

机器语言

特点：计算机可直接执行

汇编语言

特点：需转换机器语言，计算机才可执行。

高级语言

特点：需转换机器语言，计算机才可执行

常见高级语言：C、C++、Java、Python

Python程序设计

数据类型

整型 int，如 8

浮点型 float，如 8.6

字符串型 str，如 'Stu2023'

布尔型 bool，True和False

常量、变量

常量

值是直接设置的，程序运行过程中，值不变的量。

变量的命令规则

1.由字母、数字、下划线组成

2.不能以数字开头

3.不能使用Python保留字

4.区分大小写

变量

程序运行过程中值可以被改变的量

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

内置函数

输入输出函数

input()、print()

转换函数

float(x)、int(x)、str(x)

其他函数

abs(x)、round(a,b)、len(x)、range(start,stop,step)

模块导入

import 模块名

from 模块名 import 函数名

列表

定义：用[ ]包围的数据集合

插入操作：list.insert(i,x)

附加操作：list.append(x)

删除操作：list.remove(x)

分支结构的Python实现

if 条件：程序段

if 条件：程序段 elif: 程序段 else: 程序段

循环结构的Python实现

for

for 变量 in 序列：程序段

while

while 条件：程序段

执行过程

取出指令->指令译码->执行指令

架构

C/S架构(客户机/服务器架构)

需要在客户机上安装对应的客户端软件

B/S架构(浏览器/服务器架构)

通过浏览器访问应用系统或服务器

软件逻辑层次

用户界面层

就是呈现给用户的界面，用于展示用户输入以及服务端返回的数据；交互式操作界面中，用户输入的数据和想要的数据展示。

业务逻辑层

负责核心的业务处理。用户输入的数据通过业务逻辑层的处理发给数据层；数据访问层返回的数据通过业务逻辑层发送给用户界面层进行展示。常做的操作是验证、计算、业务规则等。

数据访问层

负责操作数据库，按照设计的格式向数据库发送指令，进行数据访问。主要管理数据，实现对数据的增、删、改、查等操作。把业务逻辑层提交的用户输入的数据保存，把业务逻辑层请求的数据返回给业务逻辑层。

硬件

计算机五大逻辑部件

控制器

运算器

CPU

存储器

存储单位

常见的存储单位：bit、byte、KB、MB、GB、...

存储单位的换算：1B=8b、1KB=1024B、1MB=1024KB

输入设备

输出设备

计算机的分类

嵌入式电脑

具有专一功能和实时计算性能

路由器

功能

用于连接不同的局域网

特点

常安装于局域网的边界，用来连接互联网

交换机

用于局域网内部的连接，常用于连接电脑和其他交换机

服务器

提供专门服务的高性能电脑

特点

一般连接到核心的交换机上

移动终端

组成：

与电脑的组成基本一致，工作原理与电脑近似

特点：

外部形态、内部组件、软件系统、交互方式的差异

无线路由器

一般用于家用，有有线端口，性能稍弱

无线AP

大部分用于企业或单位，用来发射无线信号，性能强

防火墙

一般安装在局域网边界，用于抵挡外部对局域网的攻击

电脑

人

开发、使用、运维系统的人员

数据

数据的概念

是对事物描述的记录

数据的表现形式

多样：文字、图片、音视频、符号等

进位计数值及转换

二进制、十进制、十六进制的相互转换

进位计数值

数码

基数

位权

数据编码

声音编码

未压缩存储容量计算：采样频率*量化位数*声道数*时长/8(B)

编码过程：采样->量化->编码

常见图像格式：.wav、.mp3

图像编码

未经压缩图片存储容量：分辨率*颜色深度/8(B)

编码过程：采样->量化->编码

常见图像格式：.bmp、.jpg、.png、.gif

字符编码

英文字符编码：ASCII码

汉字编码：输入码、机内码、输出码

数字化

数字化的目的

数字化的过程

数据压缩

压缩的本质

采用特殊的编码方式重新处理数据

分类

有损压缩：适用于图片、视频、音频

无损压缩：适用于文档及程序

大数据

特征

规模大

类型多

处理速度快

价值密度低

处理过程

数据采集->预处理->数据分析->挖掘与应用

作用和影响

有利的一面

优化社会管理模式

改善出行

实现个性化推送服务

......

不利的一面

个人隐私数据的泄露

数据窃取

网络欺诈

......

数据处理

1.数据采集

采集过程

明确数据需求->确定数据来源->选择采集方法->实施采集

采集方法

人工采集

互联网采集

获取步骤：获取网页->解析网页->保存数据

具体方法

requests库

BeautifulSoup库

Python代码实现采集

传感器采集

常见的传感器

温度传感器

压力传感器

光线传感器

湿度传感器

声音传感器

地磁传感器

pH传感器

加速度传感器

陀螺仪传感器

传感器处于物联网的感知层

2.数据整理

重复值处理

pandas.dataframe.drop_duplicates(subset=重复的列或行，keep='保留方式',inplace=True或False )方法

缺失值处理

缺失值的判断

pandas.dataframe.isnull( )方法

pandas.dataframe.notnull( )方法

处理

pandas.dataframe.dropna( )方法

异常值处理

1.参照缺失值的处理方法

2.用平均值填充缺失值

3.将含有异常值的记录删除

数据的读取

pandas.read_csv('文件名',encoding=''编码格式')方法

数据的保存

pandas.to_csv('保存的文件名' )方法

3.数据分析

数据分析方法

对比分析法

平均分析法

结构分析法

数据可视化

绘图工具库

matplotlib库

子库pyplot

导入pyplot库

import matplotlib.pyplot as plt

添加标签和图列

plt.title( )添加标签

plt.xlabel() 添加x轴名称

plt.ylabel() 添加y轴名称

plt.legend( ) 添加图例

散点图

绘制函数 plt.scatter(x,y )

特征：特征之间是否存在数值或数量的关联趋势，关联趋势是线性的，还是非线性的。

折线图

函数 plt.plot(x,y )

特征：查看Y轴代表的特征与X轴代表的特征之间的趋势。

柱形图

绘制函数 plt.bar( left,height)

特征：比较直观地显示处Y轴所代表的特征的分布状态。

饼图

绘制函数 plt.pie(x,labels=None )

特征：比较清晰的反映部分与部分、部分与总体的比例关系。

箱型图

绘制函数 plt.boxplot(x,whis=1.5)

特征：最大值、上四分位数、中位数、下四分位数、最小值、异常值

4.挖掘与应用

数据分析报告的种类

专题分析报告

是对社会现象的某一方面或某一个问题进行专门研究的一种数据分析报告，它的主要作用是为决策者制定某项政策、解决某个问题提供决策参考和依据。它具有两个特点：单一性和深入性，如《某年度共享单车新增移动应用程序注册用户专题分析报告》等。

综合分析报告

是全面评价一个地区、单位、部门的业务或其他方面发展情况的一种数据分析报告。它具有两个特点：全面性和联系性，如《世界人口发展报告》《全国经济发展报告》《某年度共享单车运营分析报告》等。

日常数据通报

是以定期数据分析报表为依据，反映计划执行情况，并分析其影响和形成原因的一种数据分析报告。它具有三个特点：进度性、规范性和时效性。

数据安全

安全防护

数据加密

数据脱敏

访问控制

数据备份

异地容灾

信息系统的开发流程

1.规划和分析

从用户需求出发，对信息系统的技术方案、实施过程、阶段划分、开发组织和队伍、投资规模和进度等进行全面规划。

信息系统基本架构

应用层

负责信息处理与输出

传输层

负责信息的传输

感知层

负责信息采集

2.总体设计

主要任务

完成系统总体结构和基本框架的设计

明确组成模块及模块间的关系

3.详细设计

主要任务

平台设计

主要任务

确定系统的软件和硬件环境配置

软件环境

Flask框架

flask模块的安装

pip install flask

flask模块导入

from flask import Flask

flask框架程序的启动

running on http://127.0.0.0:5000

实验包文件夹结构

flask框架中的路由

软件架构架构构）

数据库

SQLite

硬件环境

数据库设计

关系型数据库

字段的数据类型

Integer 整数

numeric 浮点数

text 字符型

记录

增加

INSERT INTO 表名（字段1,字段2....） VALUES (值1,值2....)

例 INSERT INTO cars （ChePai,ShiJian）VALUES ('沪ABC23',2023/06/30 08:00:00)

修改

UPDATE 表名 SET 字段1=值1，字段2=值2... WHERE 字段X=值X

例 UPDATE cars SET fee=10 WHERE ChePai='沪ABC23'

查询

SELETE 字段1，字段2... FROM 表名 WHERE 字段X=值X

例 SELETE ChePai,ShiJian,Fee FROM cars WHERE ChePai='沪ABC23'

删除

DELETE FROM 表名 WHERE 字段X=值X

例 DELETE FROM cars WHERE ChePai='沪ABC23'

代码设计

输入输出设计

界面设计

处理过程设计

4.运行与测试

5.系统优化

信息系统的安全风险与防范

安全风险

人为风险

信息泄露

软件漏洞

病毒

网络攻击

常用防范方法

安装防火墙

修补漏洞

数据加密

身份认证

防范病毒

与外部世界的连接

物联网

概念

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，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别，定位、跟踪监控和管理的一种网络。

结构

应用层

提供丰富的基于物联网的应用，是物联网与用户（包括人、其他系统）的接口。

网络层

网络层主要解决感知层所获得的长距离传输数据的问题。

它是物联网的中间层，相当于人体的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息，实现两个端系统之间的数据透明传送。

感知层

感知层是物联网的底层，主要解决物联网全面感知的核心能力。

物联网上有大量的多种类型传感器：每个传感器都是唯一的信息源。物联网中的射频识别器、全球定位系统、红外感应器等传感设备，可以识别和获取各类实物的数据信息，从而实现对物体的智能化控制。

常见传感器（常见的传感器）

信息社会

人工智能

计算机网络

上海高一信息技术必修1&2知识点

信息系统

信息社会

特征

·信息经济

·在线政务

·数字生活

·工具数字化

·内容数字化

·方式数字化

·网络社会

数字化生存

区分虚拟社会与现实社会

合理使用信息系统

负责地发布、使用与传播信息

保护个人隐私

保护知识产权

遵守信息社会道德准则核法律法规

人工智能

计算机网络

上海高一信息技术必修1&2知识点

信息系统

信息社会

人工智能

计算机网络

组成要素

1.计算机设备

嵌入式电脑

具有专一功能和实时计算性能

服务器

提供专门服务的高性能电脑

特点

一般连接到核心的交换机上

移动终端

特点：

外部形态、内部组件、软件系统、交互方式的差异

电脑

硬件参数

CPU

内存

一般4GB、8GB、16GB..

硬盘

一般500GB、1TB...

查看IP地址

ipconfig 或ipconfig /all

测试网络连通性

ping IP地址，如 ping 192.168.100.1

2.通信线路及连接设备

通信线路

有线

光纤

一般用于广域网和距离超过100米的局域网中

线路中传输的是光信号；

线路传输高速、稳定，抗干扰能力强

双绞线

一般用于局域网中

传输距离小于100米

抗干扰能力弱

无线

电磁波

红外线

连接设备

路由器

功能

用于连接不同的局域网

特点

常安装于局域网的边界，用来连接互联网

交换机

用于局域网内部的连接，常用于连接电脑和其他交换机

无线路由器

一般用于家用，有有线端口，性能稍弱

无线AP

大部分用于企业或单位，用来发射无线信号，性能强

防火墙

一般安装在局域网边界，用于抵挡外部对局域网的攻击

光电转换设备

将光信号和电信号相互转换的设备

3.网络协议

常见的网络协议

TCP/IP、HTTP、SMTP

概念

规定计算机之间如何进行数据交换的一组规则和标准。

分类

按照覆盖范围

LAN 局域网

WAN 广域网

因特网接入

宽带接入

光纤接入

移动通信技术接入

通过移动3G、4G、5G接入互联网

窄带接入

借助电话网络接入

带宽

定义

在单位时间内从网络中的某一节点到另一节点所能通过的“最高数据率”，单位是bps（b/s，每秒传输多少比特）

影响因素

1)带宽是否共享；

2)网络设备性能如何；

3)信号是否收到干扰；

4)网络连接中的时延问题。

计算下载时间

上海高一信息技术必修1&2知识点

信息系统

信息社会

人工智能

计算机视觉

机器学习

常见方法

监督学习

给机器学习的数据是带标记的

常见的监督学习

回归

将数据归到一条“线”上。

分类

数据准备

训练集 80%

测试集 20%

功能：将预测的结果分类

KNN算法

原理

找到距离测试样本最近的K个已标记训练数据，将这个K中的多数类别作为测试样本的类别

K值

一般取奇数值

鸢尾花类型的识别案例

非监督学习

给机器学习的数据是不带标记的

计算机网络