教材：高中信息技術(shù)教材里的數(shù)據(jù)科學(xué)

張記存

高中信息技術(shù)教材引導(dǎo)學(xué)生通過了解如何采集、存儲、組織、處理、分析與可視化表達(dá)數(shù)據(jù)，認(rèn)識數(shù)據(jù)對日常生活的影響，并形成數(shù)據(jù)的安全意識。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)是對客觀事物的符號表示。②特征：二進(jìn)制、語義性、分散性、多樣性與感知性。③來源：按照獲取渠道，可以將數(shù)據(jù)分為兩類——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、數(shù)字信號及相互轉(zhuǎn)換

模擬信號的值是隨時(shí)間連續(xù)變化的，波形光滑。數(shù)字信號隨時(shí)間的變化是非連續(xù)的，是離散的。通過一定的規(guī)則和方法可以實(shí)現(xiàn)模擬信號和數(shù)字信號的相互轉(zhuǎn)換，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的過程稱作模數(shù)轉(zhuǎn)換，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號稱為數(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，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/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)圖像被稱為幀。

數(shù)據(jù)存儲

計(jì)算機(jī)中存儲容量最小的單位是比特（bit）。8bit為一個(gè)基本單位，稱為字節(jié)（Byte）。常見的單位還有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)，通過驗(yàn)證將模型轉(zhuǎn)化為知識，為診斷過去、預(yù)測未來發(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、趨勢和規(guī)律等的表達(dá)方式稱為數(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，如硬盤驅(qū)動(dòng)器損壞、操作失誤等。

對于數(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，常見的數(shù)據(jù)校驗(yàn)方法有MD5等。