浙教版信息技术选修1数据与数据结构全册课件.pptx

第一章 数据与数据的组织1.1数据选择性必修1数据与数据结构情境导入春运里的数据情境导入春运里的数据春运数据告诉我们那些信息？运输结构提档升级到大城市过年成为新时尚春节高峰日运力发挥到极致境外旅游过年成为新选择数据？数据的表现形式文字图形图像视频音频数字、数值144数据的表现形式数字144 数字本身没有意义，没有量的含义，数字只有在具体的情境中才具有实际的意义数据的表现形式符号形式数字由数字符号组成的数据，其符号形式不能进行算术运算的数据数据的表现形式数值 数值指的是由数字符号组成的、具有量的意义的、可以进行算术运算的数据甲乙144KMt速度=144KM/t丙xKM甲地到丙地的距离=144KM+xKM数据的表现形式其他表现形式 随着微电子技术及数据处理技术的发展，计算机能处理的数据已经扩展到图形、图像、视频、音频等形式，并能在快速处理这些数据的基础上作出即时的互动反应，甚至能做出一些人类特有的智能化行为小组讨论 为什么现实中我们很少会关注“数字”和“数值”的差别，但在计算机科学领域，却必须严格地区分并且在编程时还要定义各种数据类型？小组讨论程序“加法”实例小组讨论数字化时代中，数据更多地指用计算机进行处理的符号表示的总称。

计算机面对孤立的符号144时，无法判别这个符号所处的具体情境，或者说计算机不知道这个144是符号还是数值，这就需要人类事先给予界定并以某种方式告诉计算机在编程时，给变量和常量设定数据类型就能实现这样的目标数据促进了人类社会的发展因为生产生活的需要，人类一直以来都在尝试对客观世界进行数据表示：肢体计数石子和贝壳计数结绳计数筹码计数结绳计数筹码计数数据促进了人类社会的发展劳伦兹SZ密码机电子计算机巨人（Colossus）上的一个零件 在第二次世界大战中，密码破译工作涉及的数据数量和计算量都非常巨大，为了及时破译敌军密码，英国发明了电子计算机巨人（Colossus）数据促进了人类社会的发展 电子计算机的出现引领人类社会进入了信息时代，随着计算机系统软硬件的不断升级改良和人类运用计算机进行数据处理能力的提高，计算机越来越被广泛地应用到数据处理事务中，并从数据中挖掘有用的信息用于社会生产弹道研究及现实数据处理的需要ENIAC电子计算机数据促进了人类社会的发展 医药生产厂根据药品的销售库存数据规划下一年各种药品的生产量，以确保既满足患者的需要又不致产生过多的库存政府部门可以根据分析结果进行社会的规划决策 根据当前学校学生数量和未来人口增长趋势，教育部门判断是否需要增设新学校。

数据促进了人类社会的发展人类社会是在数据的表示和分析中不断发展前进的大数据推动人类进入一个崭新的时代 运用大数据技术，分析病人特征数据和疗效数据，找到针对特定病人的最佳治疗途径，以减少过度治疗、避免治疗不足大数据推动人类进入一个崭新的时代城市人口生活空间分布图城市人口工作空间分布图 根据信号在真实地理空间上的覆盖情况，完整、客观地还原出用户的现实活动轨迹，从而挖掘得到人口生活空间分布与工作空间分布等特征信息，为城市规划提供可靠的参考信息大数据推动人类进入一个崭新的时代什么是大数据？收集的数据有时并不直接具备价值和意义，要从收集的数据中得到有价值的信息，必须根据需要建立计算模型，然后设计算法对数据进行在加工与分析前，还需要对数据进行有效的组织，使数据变得“干净”而又有“组织”数据挖掘数据挖掘大数据不单指数据的海量，而是针对具有“4V”特征的数据大数据技术是指提高对这些数据的“加工能力”，通过“加工”实现数据“增值”的一系列硬件和软件技术的综合课堂小结学习评价对自己和同伴的表现进行客观的评价，并思考后续完善的方向5=优秀，4=超出一般水平，3=满意，2=有待改进，1=不太理想）评分项自我评价同学互评能理解数字、数值和数据对的基本含义5 4 3 2 15 4 3 2 1能理计算机领域中，严格区分数据类型的意义5 4 3 2 15 4 3 2 1能理解大数据的4V特征及大数据技术的作用5 4 3 2 15 4 3 2 1能从现实中寻找一个计算机处理数据的实例5 4 3 2 15 4 3 2 1课堂作业1.思考教材“思考与练习”从现实中寻找一个计算机处理数据的实例，找出其中的“数字”“数值”和“数据”。

进一步地，分析“数字”“数值”和“数据”之间的关系2.思考教材“实践与体验”中“剩余行驶时间预估”，简要阐述你所体验和了解的导航仪预估剩余时间的原理和方法，提出一些导航时间预估改进建议3.（选做）学校的图书借阅系统，要记录同学们的图书借阅情况，需要记录哪些数据？1.2 数据的组织浙江省高中信息技术 选择性必修一 数据与数据结构数据结构的概念数据结构的概念数据元素数据类型数据结构1.数 据 元 素数据元素是数据的基本单位有些情况下，数据元素也称为元素、结点、顶点、记录等有时一个数据元素可以由若干个数据项（也称字段、域）组成，数据项是具有独立含义的最小数据表示单位1.2.1数据结构的概念数据项数据元素数据元素1.数 据 元 素Q1:这张表一共有多少个数据元素？1.2.1数据结构的概念10个Q2:第三个数据元素的第三个数据项的名称为什么？值为什么？最新价格（元/股）9.922.数 据 类 型数据类型指的是具有相同性质的计算机数据的集合及在这个数据集合上的一组操作数据类型可以分为基本数据类型（也称为原子数据类型）和结构数据类型1.2.1数据结构的概念基本数据类型由计算机编程环境提供，编程者可以在编程时直接用系统提供的标识符进行定义，如Python编程语言中的整型、实型、布尔型等。

结构数据类型是在程序设计时利用基本数据类型构造出的、复合的新类型，这种新类型由用户根据实际需要定义，能较好地描述数据元素数据项组成以及数据元素之间的逻辑关系，方便用户根据数据之间逻辑关系的特点进行数据处理，如很多编程语言中提供的记录类型、集合等基本数据类型结构数据类型3.数 据 结 构数据结构指的是数据之间的相互关系，即数据的组织形式它包括了以下三个方面的内容：数据元素之间的逻辑关系，也称为数据的逻辑结构数据元素及其关系在计算机存储器内的表示，也称为数据的存储结构或物理结构数据的运算，即对数据施加的操作1.2.1数据结构的概念课堂练习B BB B常见的数据结构常见的数据结构数组链表队列栈树现实中表示一批数据，有时不仅需要描述数据对象本身，还需要描述数据所处的位置或者数据之间的前后顺序关系，便可以用数组这种数据结构来实现（存储的都是同种数据类型）排队：常见的数据结构数组这批数据序列可用这批数据序列可用数组数组a1.数 组所处位置(下标)数据本身(元素)1234李彤张强胡洁杜刚a1=李彤李彤a2=张强张强a3=胡洁胡洁a4=杜刚杜刚常见的数据结构数组1.数 组也可以通过变量名后面的下标依次按顺序遍历序列中的每个元素。

例例：用：用sg数组来存放身高信息，数组来存放身高信息，sg=165,169,185,179,172,191sg0=165(下标从下标从0开始开始)用数组组织数据时，可以快速通过下标精准地访问序列中的某个元素方法一：方法一：sg=165,169,185,179,172,191for i in range(6):print(sgi)方法二：方法二：sg=165,169,185,179,172,191for i in sg:print(i)常见的数据结构数组1.数 组例例：sname=a,b,c,d,e在python语言中没有数组这种数据结构，但是列表可以完成数组的功能元素顺序索引逆序索引访问元素访问元素“b”？在元素在元素“c”和元素和元素“d”中间插入元素中间插入元素“x”？问题一：现实生活中，有哪些数据适合用数组来存储？问题与讨论？特点：同种数据类型超市商品的价格统计全班同学的生日杭州到全国各省会城市的机票价格问题二：排队时，你是如何记住自己的位置的？常见的数据结构数组2.链 表 吴坚知道自己排在首位，王林知道排在自己前面的是吴坚，黄刚知道排在自己前面的是王林，李丰知道排在自己前面的是黄刚。

有了这些相邻人员之间的链接关系，即使休息时大家分散在各处，一旦需要集合，大家可以根据链接关系快速地按照原顺序排成队伍虽然整队前后每个人员的站位地点发生改变，但相互之间排队的顺序关系是不变的常见的数据结构数组2.链 表抽象化后的排队链接关系 组织、处理一批数据时，若不关心数据实际所处的具体位置，而只需知道数据之间相互链接的顺序时，可以借鉴上面的方法在计算机科学中，这种方法的具体实现形式就是链表常见的数据结构数组2.链 表单向链表头节点，便可以从head指向的头节点开始依次遍历链表中的每个节点思考：该链表的指针指向的是前面还是后面？常见的数据结构数组2.链 表链表内存存放方式：head(头节点)tailNone数据域指针域My_list基本元素：（1）节点：每个节点有两个部分，左边称为数值域，存放用户数据；右边部分称为指针域，用来存放指向下一个元素的指针（地址）2）head：head节点永远指向第一个节点（3）tail：tail永远指向最后一个节点（4）None：链表中最后一个节点的指针域为None值常见的数据结构数组2.链 表单向链表双向链表单链表的基础上，增加一个指向前趋节点的链接基于单向链表的循环链表单链表的基础上，在链表的首尾之间增加链接问题与讨论？何为单向链表、双向链表、基于单向链表的循环链表？单向链表双向链表基于单向链表的循环链表问题与讨论？数组的特点？不仅需要描述数据对象本身，还需要描述数据所处的位置或者数据之间的前后顺序关系链表的特点？只需知道数据之间相互链接的顺序在数组中插入元素和在链表中插入元素的差别？数组：整体后移空出位置插入链表：改变指针常见的数据结构数组3.队 列有序排队上车的乘客有序排队接客的出租车 乘客排队时先到的总是从队伍的头部出去（出队）上车，而后到的乘客则必须在队伍的尾部加入（入队）。

同时，为了确保有序，人们总是规定不能从队伍的中间部位插队常见的数据结构数组3.队 列概 念：队列是一种先进先出的线性表，允许插入的一端称为队尾，允许删除的一端称为队首队列元素：队列中的数据元素入 队：在队列中插入一个元素的过程出 队：从队列中删除一个元素的过程出队入队队首元素队尾元素常见的数据结构数组3.队 列 用计算机程序处理数据时，有时也需要将数据进行“排队”，并遵循现实中排队的规律，对数据进行“先进先出”FIFO（First In First Out）且中间不能“插队”的组织和操作，计算机科学家由此发明了“队列”这种数据结构常见的数据结构数组4.栈 弹匣的装弹过程（入栈）栈的示例弹匣子弹进出弹匣的过程具有下列特点：整个装置只有一端开放（最上端），而且进、出只能在这一端进行弹匣中的子弹成一纵队排列任何子弹进出弹匣的规律是“先进后出、后进先出”，即最先装入弹匣的子弹最后才能被弹出，而最后装入弹匣的子弹则最先被弹出常见的数据结构数组4.栈 栈的示例弹匣子弹是数据元素弹匣是栈结构子弹只从一个头即栈顶进出装弹过程是Push入栈开枪过程是Pop出栈在这里，压与弹体现这两个字的真正含义常见的数据结构数组4.栈 概 念：栈是一种先进后出的操作受限的线性表，仅允许在表的一端进行插入或删除。

栈 顶：进行插入或删除操作的一端栈顶元素：位于栈顶位置的元素栈 底：不进行操作的一端栈底元素：位于栈底位置的元素栈底元素栈顶元素问题与讨论？问题与讨论？问题与讨论？队列的特点？先进先出，不能插队栈的特点？先进后出，后进先出队列和栈有什么共同点？都是线性关系常见的数据结构数组5.树 一个元素前面（或上面）只有一个元素，而后面（或下面）却有多个（0个或多个）元素相邻，所有的数据元素之间的特征就像一棵倒放的树常见的数据结构数组5.树 概念：树是由n（n0）个节点构成的一个有限集合以及在该集合上定义的一种节点关系节点：集合中的元素空树：n=0的树子树：树中某个节点下面的所有节点所构成的树。