1、第一章第一章 数据与信息数据与信息 1. 数据是对客观事物的符号表示，如图形符号、 数字、 字母等。其中，数字是最简单的一种数据，是对数据的一种传统和狭义的理解。 2. 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， 是用于输入到计算机中进行处理， 具有一定意义的数字、 字母、 符号和模拟量等的通称 3. 信息自古就有，人类的生活一直与信息密切相关。 4. 信息是用来消除随机不确定的东西。 5. 信息是不能独立存在的，必须依附于一定的载体。如果存储信息的载体遭到破坏，那么其承载的信息就会消失 6. 信息具有载体依附性、时效性、共享性、可加工处理性、真伪性、价值性 7
2、. 知识是人类在社会实践中所获得的认识和经验的总和， 也是人类在实践中认识客观世界（包括人类自身）的成果 8. 知识是可以继承和传递的。 9. 信息是数据经过储存、分析及解释后所产生的意义，通常是在某一特定情境脉络下的具体呈现。 10. 智慧是一种更高层次的综合能力，主要表现为收集、加工、应用、传播知识的能力， 以及对事物发展的前瞻性看法。 11. 传感器是一种能感受被测撮并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置， 通常由敏感元件和转换元件组成。 12. 信息可用模拟信号或数字信号表达。模拟信号以连续变化的物理量存在，模拟信号经过采样量化后可以得到数字信号。数字信号在取值上是离散的、不连
3、续的信号，在信息技术中，这种信号表示的数据是 指可被计算机存储、处理的二进制数据。模拟信号与数字信号可相互转换，如将语音通过计算机的麦克风、声卡等设备存储在 计算机中，这一过程实现了模拟信号转换成数字信号，其中用到的主要设备是模数转换器 (ADC)。模拟信号与数字信号可以相互转换，将模拟信号转换成数字信号的过程称为数字化，自然界中存在的都是模拟信号，计算机中存在的都是数字信号。 13. 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。 14. 采样是将信号从连续的区域(空间)域上的模拟信号转换到离散时间(信号)域上的离散信号的过程，通过采样器实现。采样的间隔时间越小，采集到的样本数量就
4、越多，声音保真率越高、容量越大 15. 量化是指将信号的连续取值近似为有限个离散值的过程。 16. 数据在计算机内部是以二进制方式进行存储和处理的。 17. 在信息技术中， 人们通常采用二进制、 八进制、 十进制、 十六进制来表示信息。 18. 任何一种进制都包含两个基本要素：基和权 19. 为了区别各种进位制的数码， 通常用一个下标来表示该数的进制（十进制数可以省略） ， 也可以在该数的最后以字母来表示， 见表 1.1。 进制位 二 十 十六 八 标识 B D H O 表 1.1 20. 二进制二进制 由两个基本数码：0, 1。采用逢二进一的进位规则。 21. 十六进制十六进制 由十六个基本
5、数码组成 即 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F 22. 二进制、八进制、十进制、十六进制关系如表 1.2 十进制 二进制 八进制 十六进制 0 0 0 0 1 1 1 1 2 10 2 2 3 11 3 3 4 100 4 4 5 101 5 5 6 110 6 6 7 111 7 7 8 1000 10 8 9 1001 11 9 10 1010 12 A 11 1011 13 B 12 1100 14 C 13 1101 15 D 14 1110 16 E 15 1111 17 F 表 1.2 23. 进制转换 十进制转 R 进制（R 为任一一种进制）采用除
6、R 取余，R 进制转十进制采用按权相加法。 24. 十进制转十六进制：十进制转十六进制： 例如 十进制 170 转换为十六进制：采用短除法，最后将余数倒着连起来。得到结果 AA 25. 十进制转二进制：十进制转二进制： 例如十进制 17 转换为二进制：采用短除法，最后将余数倒着连起来。得到结果 10001 26. 二进制转十进制：二进制转十进制： 例如二进制 1010111 转换为十进制： 采用按权相加法， 把每一位数乘以他的权值最后相加得到十进制数得到结果：87 27. 十六进制转十进制：十六进制转十进制： 例如十六进制数 123ABC 转换为十进制数：采用按权相加法，把每一位数乘以他的权值
7、最后相加得到十进制数得到结果：1194684 28. 编码是信息按照某种规则或格式，从一种形式转换为另一种形式的过程。解码是编码的逆过程。 29. 计算机对信息进行存储、计算机对信息进行存储、 加工、加工、 传递等处理，传递等处理， 实际上是对信息的载体一数据进行处理实际上是对信息的载体一数据进行处理。数据的表现形式可以是文本、 图形、 图像、声音、 视频等， 但不管是哪种形式的数据， 最终存储在计算机中的都是经过一定规则编码后的二进制数字存储在计算机中的都是经过一定规则编码后的二进制数字。 30. 常见的字符编码有 ASCII、 Unicode 及各种汉字编码。 31. 基本的基本的 ASC
8、II 码共有码共有 128 个，个， 用用 l 个字节中的低个字节中的低 7 位编码。二进制范围为位编码。二进制范围为 00000000,.,01111111, 即十六进制的即十六进制的 007F。 32. 计算机中的汉字也是采用二进制进行编码的。汉字编码分为外码、 交换码、 机内码和 字形码。其中， 外码也叫输入码， 是用来将汉字输入到计算机中的一组键盘符号。常用的输入码有拼音码、 五笔字形码等。 33. 每 一个汉字都有确定的二进制代码， 在计算机内部汉字代码都用机内码， 在磁盘上记录汉字代码也使用机内码. 34. 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
9、则排列， 用以表达一组信息的图形标识符。我国普遍采用的我国普遍采用的 EAN13 条形码条形码。 35. Base64 编码是计算机中常见的一种编码方式， 规则是把 3 个字节 (24 位） 的数据按 6 位1 组分成 4 组 (24+ 6=4)， 然后将每组数据分别转换为十进制， 将这些十进制数所对应的字符连接， 即为 Base64 编码。如下图 图 1.1 36. 二维条码二维码(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， 二维码的信息存储蜇更大，功能也更加强大。 37. 不随
10、意扫描非官方的二维码或安装未经验证的应用，是信息社会的基本常识。 38. 将模拟声音数字化需要经过采样、量化、编码三个过程。 39. 音频信号数字化过程中，声音的保真度不仅受到采样频率的影响，也依赖于量化值。量化值一般用二进制数表示，其二进制位数决定了量化的精度，也称作量化位数。量化位数越大，量化精度也越高。 40. Wave 格式格式音频文件的存储容量可以通过下面的公式进行计算： 存储容存储容量量采样频率采样频率(Hz)x 量化位数量化位数(bit)X 声道数声道数 x 时长时长(s)（单位：位）（单位：位） 41. 其他压缩后的音频文件（mp3、aac）等容量计算公式： 存储容存储容量量采
11、样频率采样频率(Hz)x 量化位数量化位数(bit)X 声道数声道数 x 时长时长(s) x 压缩比压缩比（单位：位）（单位：位） 42. 数字图像包括矢量图形与位图图像。 43. 矢量图形保存的文件大小一般比位图要小，并且文件大小与图形的大小无关，在图像处理软件中任意放大矢量图形，不会失真。 44. 位图图像又称栅格图或点阵图，像素是组成位图 图像的基本单位。点越多，图像越真实， 越能体现细节，同时也需要更多的存储空间。位图放大后会失真 45. 图像的量化是指要使用多大范围的数值来表示图像采样之后每个像素的颜色信息。 一般用二进制数来表示其长度也称为颜色的位深度。如 256 种颜色的图像，它
12、的位深度为 8 位。 46. 图像容量计算（BMP 格式） ： 存储容存储容量量总像素总像素（水平像素（水平像素*垂直像素）垂直像素）x 颜色位深度（单位：位）颜色位深度（单位：位） 47. 静态的图像连续播放就形成视频。PAL 制式的视频每秒播放 25 帧图像， 而 NTSC 制式的视频每秒播放 30 帧图像。 48. 数据管理是利用计算机硬件和软件技术对数据进行有效收集、存储、 处理和应用的过程。 49. 计算机数据的管理巳经经历了人工管理、 文件管理和数据库管理三个阶段。 50. 日常使用的计算机中， 数据一般以文件的形式存储。 根据编码规则的不同，文件的格式也不相同， 用以区分不同类型
13、的存储数据， 如文本、 图像、 音频等。 51. 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。 52. 非结构化数据， 是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。 53. 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。 54. 威胁数据安全的因素有很多， 如硬盘驱动器损坏、 操作失误、 黑客入侵、 感染计算 机病毒、遭受自然灾害等，都有可能造成计算机中数据的损坏。 55. 数据存储在特定的介质上，保护数据的安全也需要保护存储数据的介质。 56. 对于政府和企业的数据， 目前主要采用主动防护
14、的手段， 如通过磁盘阵列、 数据备份、 异地容灾等手段， 保证数据的安全。 57. 常见的数据校验方法有 MD5、 CRC、 SHA-1 等。 58. 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。 59. 数据概念的数据一般具有数据规模大、 处理速度快、 数据类型多、 价值密度低四个特征， 可以用 4 个 V 来概括， 即数瘟 (Volume)、速度 (Velocity)、多样(Variety) 和价值 (Value)。