信息技术 必修二 第二章 知识梳理
文字稿：
● 第二章 分析信息系统
● 第一节 信息系统中的计算机
● 一、信息系统中计算机的作用
● 计算机
● 计算功能
● 可进行数据加工运算
● 存储功能
● 可实现数据的保存和访问
● 输入输出功能
● 可通过人机界面或输入输出接口与外界进行数据交换
● 嵌入式系统
● 嵌入式系统是一种嵌入机械或电气系统内部的计算机系统
● 具有专一功能和实时计算性能
● 其中的计算机称作：
● 嵌入式计算机
● 通常体积小巧、功耗较低
● 举例
● 智能停车系统中的车牌号码识别系统
● 拍摄识别设备的内部集成嵌入式计算机，专用于车牌号码图像的文字识别转换
● 实例：智能停车系统
● 入口拍摄识别设备中嵌入式计算机&车位视频服务器
● 为专门针对图像和视频处理设计的专用计算机，负责控制数据采集过程，并将采集的数据进行预处理
● 中心服务器
● 性能较高的计算机，负责系统核心数据的集中存储访问和计算加工
● 自助查询机
● 为一种计算机终端，其外形设计、输入输出设备配置都符合用户查询操作的需要，可便捷地完成和用户的交互工作
● 移动终端（如手机）
● 可查询停车信息，实现智能寻车功能
● 替代了寻车查询终端
● 通过扫描自助缴费机的二维码完成缴费
● 甚至可直接查询并支付停车费用，替代了自助缴费机
● 二、计算机的工作原理
● 1、计算机的基本结构
● 分类1
● 五大逻辑部件组成
● 运算器
● 为计算机对数据进行加工处理的部件，可以完成二进制数据的各类运算
● 控制器
● 负责控制计算机各个部件协调工作，例如从存储器中读取指令，并控制运算器完成指令的运行
● 存储器
● 保存数据、指令和运算结果
● 输入设备
● 为计算机和外部的接口，接受外界数据的输入
● 输出设备
● 为计算机和外部的接口，将处理的结果输出至外部
● 分类2
● 主机
● 存储器
● CPU（中央处理器）：集成以下两者的大规模集成电路芯片
● 运算器
● 控制器
● 其它设备
● 外部设备（外设）
● 2、程序执行过程
● 指令
● 让计算机执行某个操作的命令
● 一般由一串二进制代码组成
● 程序
● 根据解决某一问题或完成某一任务的具体步骤，将一条条指令进行有序的排列，这一指令序列称为程序
● 程序运行执行一条指令：
● 第一步
● 取出指令
● 计算机首先从存储器相应位置取出一条指令至控制器
● 第二步
● 对指令译码
● 控制器识别指令中需要执行的操作以及待运算的数据
● 第三步
● 执行指令
● 由控制器据此发送相应命令，在相关存储单元读取必要的数据，最后交由运算器执行相应的算术运算或逻辑操作，并将结果写入相应的存储单元
● 3、移动终端的结构与特点
● 移动终端常包括智能手机、PAD、支付时使用的POS（销售终端）机、车载电脑、可穿戴式智能设备等
● （1）外部形态的差异
● 外部尺寸、重量均较小，便于携带
● （2）内部组件的差异
● 多采用集成化程度较高或者体积较小的组件，以节约内部空间
● 如处理器与内存（两者集成在一起）、闪存、各种控制芯片……
● 独特的硬件组件
● 支持移动通信网络的处理单元、通信模块等组件
● 感知地理位置的传感器组件、识别指纹的传感器组件等
● （3）软件系统的差异
● 彼此不兼容，对多任务的支持较弱
● （4）交互方式的差异
● 输入环节
● 多使用触摸屏
● 借助多种传感器
● 输出环节
● 屏幕显示+提示音+震动等方式
● 第二节 信息的输入输出
● 信息的输入输出过程，是信息系统与外界进行信息交换的过程
● 一、常见的输入输出方式
● 1、输入方式
● （虚拟）键盘
● 语音识别
● 手写识别
● 自动识别
● 指纹识别
● 人脸识别……
● 2、输出方式
● 扬声器
● 显示器
● 自动控制……
● 3、移动终端在输入输出中的应用
● 二维码
● ETC（电子不停车收费系统）
● NFC（近场通信）
● 二、传感器及其应用
● 传感器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
● 移动终端
● 光线传感器
● 重力传感器
● 方向传感器
● 定位传感器
● 距离传感器
● 指纹传感器
● 图像传感器……
● 1、信息系统中传感器的应用
● 用于车辆停放的探测
● 地磁传感器
● 超声波传感器
● 车位相机
● 2、传感器的种类与工作原理
● 常见传感器及其运用
● 温度传感器
● 采集温度
● 应用：检测设备温度、环境温度是否处于正常范围内等
● 气压传感器
● 采集大气压强
● 应用：户外运动海拔高度测量等
● 光传感器
● 采集光照强度
● 应用：智能照明系统等
● pH传感器
● 采集pH
● 应用：水质监控、生产过程监控等
● 工作目标
● 进行信息的转换
● 主要构成
● 敏感与转换元件
● 信号调节电路
● 举例：地磁传感器的信息转换过程
● 第一步
● 敏感与转换元件直接感受对应的环境信息，即磁场变化信息，将之转换成电流、电压等电信号
● 第二步
● 信号调节电路将此信号转换成便于传输的电信号
● 第三步
● 模数转换电路将传输过来的电信号转换为计算机系统中可以识别的二进制数据
● 3、体验数据采集
● 详见书P55、56
● 第三节 信息系统中的计算机网络
● 一、计算机网络
● 1、网络基础知识
● 计算机网络是指利用各种通信线路及连接设备，把地理上分散的、彼此独立的多台计算机连接起来，遵循某种约定进行通信，实现资源的共享及相互协同工作的系统。
● 依据网络覆盖地域的大小，网络可分为：
● 局域网
● 广域网（WAN）
● 是一种跨越较大地域的计算机网络的集合，可连接多个地区、城市和国家，或横跨大洲，提供远距离通信
● 广域网包括大大小小不同的子网，子网可以是局域网，也可以是小型的广域网
● 2、通信线路与网络连接设备
● 连接方式
● 无线连接方式
● 如移动终端通过Wi-Fi连接学校网络或使用4G移动通信技术连接互联网
● 有线连接方式
● 如学校计算机实验室中的台式计算机就常常利用线缆和网络上的其他设备连接在一起
● （1）通信线路及选择
● 光纤
● 原理：将数据发送至光发送机，光发送机把电信号转换为光信号，再把光信号导入光纤
● 不受外界电磁场的干扰
● 可稳定、长距离地传输大量的数据
● 双绞线（网线）
● 原理：使用铜电缆传送电信号，线缆的两端安装连接网卡和网络设备的接头，可很方便地通过插接连接相关设备
● 有效传输距离在100m以内
● 使用成本低、加工方便
● 无线网络
● 原理：利用无线电波、红外线等实现连接和数据传输
● 目前常用Wi-Fi技术构建无线局域网，使用无线接入点（AP）设备可允许多种设备同时连接入网
● 无需线缆连接，降低了相关成本，并可快速实现网络搭建
● 一般只支持AP附近较小范围的连接，约为几十米到一百米
● Wi-Fi连接易受外界电磁干扰，导致网络连接的稳定性下降
● 移动通信网络
● 原理：配有SIM卡的移动终端以无线方式连接至移动通信的基站，基站通过光纤接入主干网络。通过设置大量的基站，便能覆盖城镇中绝大部分的区域，为当前最广泛使用的网络连接方式之一
● （2）连接设备及选择
● 交换机
● 为局域网连接设备
● 交换机是将若干台计算机连接在一起，方便它们之间互相通信的设备
● 交换机通常有多个端口，每个端口都可以通过一根网线与另一端的计算机设备相连，交换机内部的线路和组件将计算机连接起来，并保证网络中任意两台计算机可以相互通信
● 路由器
● 为广域网和局域网相连的设备
● 是应用于不同网络之间，连接多个网络的网际设备
● 主要作用是路径选择，即将经过路由器的数据根据它的目的地址，找到一条最佳传输路径，转发到目标网络中去，从而实现不同网络间的计算机设备互访
● 通过路由器，一个个分散的、不同类型的网络最终连接成一个庞大的广域网络
● 无线路由器：
● 可看作以下两者合二为一的产品
● 路由器
● 无线AP
● （3）网络传输协议
● 网络协议
● 计算机网络包含的一系列标准和规范
● 指所有软件、硬件所共同遵守的一种数据编码的格式和传输数据的方式的集合
● 最主要的协议之一
● TCP/IP协议
● IP协议
● 互联网协议
● 负责把数据从一台计算机通过网络发送到另一台计算机，数据被分割成一小块一小块的IP数据包，然后发送出去。
● 通信的时候，双方必须知道对方的标识
● 互联网上每台计算机的唯一标识就是IP地址
● TCP协议
● 传输控制协议
● 建立于IP协议之上
● 负责在两台计算机之间建立可靠链接，若IP数据包丢失，会自动重发，从而保证数据包被完整接收
● 数据传输全过程：
● 数据分组，编号（TCP）
● ↓
● ←-----------------┐
● 数据包添加地址（IP）
● |
● ↓
● 发送数据缺损信息，并重发（TCP）
● 选择传输路径（IP）
● ↑
● ↓
● |
● ◇校验
● --错误--------------┘
● ↓正确
● 发送正确接受信息（TCP）
● ↓
● 数据包组合（TCP）【此处详见思维导图】
● 二、因特网接入方式与带宽
● 1、因特网接入方式
● 接入因特网
● 指利用因特网服务提供商（ISP）提供的接入服务，通过公用或私有的线路将设备或局域网连接到因特网，并允许访问因特网所提供的各类服务与丰富的信息资源的过程
● 互联网
● 是由多个不同的计算机网络通过一组通用的网络协议相互连接而形成的规模更大的网络
● 因特网
● 采用TCP/IP协议，是全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的特定计算机网络，也是世界上最大的一个互联网。
● 宽带
● 指提供以较快速度访问网络资源的接入方式
● 主要宽带接入方式
● 光纤接入（需使用光电转换路由器）
● 第四代移动通信技术（4G）
● 第五代移动通信技术（5G）
● 2、带宽与影响网络传输的因素
● 带宽
● 指在单位时间内从网络中某一点到另一点所能通过的“最高数据率”，即单位时间内能在线路上传送的数据量
● 1Mbps=1MB/s
● 带宽提供了理论上最高传输速率的上限
● 影响网络传输的因素
● 带宽是否共享
● 是否与他人共享带宽、与多少人共享带宽将影响网络的传输速率
● 网络设备性能如何
● 低性能的网络设备会制约实际使用网络的体验
● 信号是否收到干扰
● 网络的传输线路可能会受到外部干扰，导致传输速率下降、稳定性不高等问题
● 网络连接中的时延问题
● 网络时延
● 指一个数据包从发出端到接收端所要用的时间
● 其中多个交换机、路由器的设备性能
● 网络拥塞
● 电信号、光信号传输的时间
● 三、搭建小型无线网络
● 详见书P67、68
● 命令提示符（cmd）中：
● IP地址获取：ipconfig
● 测试是否连通：“ping”+空格+IP地址
● 第四节 信息系统中的数据库应用
● 一、数据库的作用与基本操作
● 数据库系统
● 数据库
● 提供数据存储的场所
● 数据库管理系统
● 提供数据库中数据的查询、保存、修改、删除等操作
● 关系型数据库（“二维表”）
● 每一行
● “记录”
● 每一列
● “字段”
● 多张数据表构成数据库
● 每张数据表有自己的名称
● 每张数据表通过唯一性的字段关联起来（如学籍号）
● 注意事项
● 保证数据一致性
● 避免数据重复
● 四项基本操作（注意单（双）引号）
● 增加新记录
● Insert into 表名(字段名1，2，……) values (值1，2，……)
● 修改记录
● Update 表名 set 字段名=值 where <条件>
● 查询记录
● Select 字段名 from 表名 where <条件>
● 删除记录
● Delete from 表名 where <条件>
● 二、数据库应用实践
● 详见书P71、72
● 第五节 信息系统中的数据处理与软件
● 一、信息系统中的数据处理与软件设计
● 1、信息系统中的数据处理
● 信息系统核心功能的实现，是通过事先设计的算法，对数据进行加工，以获得符合需要的数据结果
● 在信息系统的数据输入、输出、传输、存储中，也都有着对数据多样化的加工处理过程
● 2、数据处理与信息系统软件设计
● 应用软件
● 主要实现核心功能及输入输出部分的数据加工处理
● 计算机中系统软件
● 常常为数据传输和存储中的相关处理提供支持
● 举例：操作系统、数据库系统等
● 软件的逻辑层次
● 用户界面
● 提供各种终端设备上用户的输入、输出、查询等界面，有桌面程序、网页、移动应用程序等多种不同的界面形式
● 业务逻辑
● 负责核心的业务处理，如计算停车费用等
● 数据访问
● 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
● 图示
● 移动终端界面
● 停车场管理员界面
● 自助查询界面
● ↑
● ↑ ↓
● ↑
● └--------------->
● 业务逻辑
● <-----┘
● ↑ ↓
● 数据访问
● ↑ ↓
● 数据库【此处详见思维导图】
● 二、开发一款网络应用软件
● 详见书P77~82
● HTML（超文本标记语言）
● 是为网页浏览器设计的一种标记语言
● 是Web开发中最基础的内容
● 在网页布局中起到框架结构的作用
● 通过结合CSS和JavaScript可以创造出绚丽的网页
● 在浏览网页时，浏览器会解释HTML和CSS、JavaScript文件，显示最终页面
使用软件：幕布 & B站
（由于以上均为手打，难免会有疏忽，如有错误，还请在评论区中指出
(๑•̀ㅂ•́)و✧ (´▽`ʃ♡ƪ) (●'◡'●) (☆▽☆) *★,°*:.☆(￣▽￣)/$:*.°★* 。 ）
