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高中教资科目三信息技术笔记

发表于 2026-02-07 00:00 27069 字 136 min read

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高中教资科目三信息技术学科知识与教学能力学习笔记

信息技术学科知识与教学能力（高级中学）考情介绍

一、考试时间

《信息技术学科知识与教学能力》（高级中学）科目的考试一般在每年 3 月和 9 月的某周末下午 16:00—18:00 进行，考试时间为 120 分钟，试卷满分为 150 分。

说明：2022 年（含）之前的下半年考试时间一般在 10 月。

二、考试题型

题型基本稳定，主要分为四种，题量及分值如下：

题型题量每题分值总分值所占比重
单项选择题1534530%
简答题3103020%
案例分析题2204027%
教学设计题1353523%
合计21—150100%

三、考试内容

考试内容涵盖信息技术学科专业知识和信息技术教育教学知识两大部分：

  • 学科专业知识：约占 43%，主要以单项选择题和简答题考查，集中在前 17 题。包含模块：信息系统、办公软件、多媒体技术、计算机网络技术、数据库技术、数据结构与算法、程序设计等。
  • 教育教学知识：约占 57%，主要以简答题、案例分析题和教学设计题考查，集中在后 4 题。包含模块：课程标准、教学评价、教学实施和教学设计等。

学科专业知识模块考频统计（近十次考试）

模块2019 下2020 下2021 上2021 下2022 上2022 下2023 上2023 下2024 上2025 上
信息系统4552443555
办公软件3300110010
多媒体技术4322331122
计算机网络技术3345445434
数据库技术1122222221
数据结构与算法1123333314
程序设计1123003231
缺题/常识题0000000000
总计17171717171717171717

注：

  1. 2025 年下半年真题搜集不全，故考情不做更新，但部分真题已修订于图书中。
  2. 2024 年下半年试题暂未收集到。
  3. 2020 上半年考试取消，当年仅举行一次考试。

四、备考建议

  1. 着重学习教学能力相关知识点，案例设计和教学分析答题方法。
  2. 记忆信息系统，计算机网络等高频考点的概念。
  3. 数据结构与算法，程序设计（限定 C/Pthon）对于科班生来说难度低，办公软件则考察较少，建议不用投入什么精力。

第一章 信息系统

第一节 信息系统基础

一、信息

（一）信息相关概念

  1. 数据：数据是对客观事物的符号表示。在计算机领域是指所有能输入计算机并被计算机程序处理的符号的总称，表现形式可以是文字、图像、音频、视频等。

  2. 信息：信息是有一定含义的数据，数据是信息的载体。

  3. 知识：知识是对信息的加工和沉淀，它包括对事实、信息的描述以及在教育和实践中获得的技能。

（二）信息的特征

普遍性、传递性、共享性、载体依附性、价值性、时效性、真伪性

二、信息技术

（一） 信息技术的概念

（二）信息技术的发展

  1. 语言的产生和应用：人类的信息能力有了一次质的飞跃。

  2. 文字的发明和使用：打破了时间和空间的局限。

  3. 印刷术和造纸术的发明：初步实现了广泛的信息共享。

  4. 电报、电话、广播、电视等电信技术的发明和应用：进一步突破了时间和空间的限制。

  5. 电子计算机和现代通信技术的应用。

（三）信息技术的关键技术

  1. 计算机技术：主要解决信息的存储、加工、处理等方面的问题。

  2. 通信技术：帮助人们高效地传递和交流信息。

  3. 传感技术：从信源获取信息，并对之进行处理和识别的技术。

  4. 微电子技术：以集成电路为代表的，制作和使用微型电子元件，实现电子系统功能的技术。

（四）信息获取的过程

  1. 确定信息需求：首先要从分析问题开始。

  2. 确定信息来源

  3. 采集信息

  4. 保存信息

  5. 评价信息

（五）网络信息的获取

  1. 搜索引擎的分类：全文搜索引擎（百度、谷歌），目录搜索引擎（雅虎、搜狐、新浪）

  2. 搜索引擎的使用技巧：提炼关键词、用好逻辑运算符（与或非）、强制搜索（“关键词”）

三、计算机系统

（一）计算机的诞生和发展

  1. 计算机的诞生：1946 年，ENIAC 于美国宾夕法尼亚大学诞生，使用电子管作为元器件，每秒 5000 次预算。

  2. 计算机的发展：电子管（1940s 到 1950s）-晶体管-中小规模集成电路-大规模和超大规模集成电路（1970s 至今）

（二）计算机系统工作原理

冯·诺依曼计算机的工作原理可概括为“存储程序”和“控制程序”

图1-1 冯·诺伊曼计算机结构示意图

（三）计算机硬件系统

  1. 中央处理器（CPU):

    • 主要由存储器和控制器组成

    • 性能指标

指标定义常见单位
① 字长CPU 能一次处理的二进制数的位数bit
② 主频CPU 内核运行时的时钟频率Mhz、Ghz
③ 运算速度每秒执行百万条指令
每秒执行百万次浮点运算		MIPS
MFLOPS
④ 内核数一块 CPU 上面能处理数据的芯片组的数量-

【补充】 G 十亿 T 万亿 P 千万亿

  1. 存储器

  2. 输入输出设备

  3. 系统主板

    • 常见部件：芯片组（决定主板性能）

    • 常见的外部接口：USB、VGA、DVI、HDMI、DP、PS/2、网卡 RJ-45、声卡 Type-C 接口具有更加纤薄的设计、更快的传输速度、以及可双面插入的特点

    • 总线：可分为数据总线、地址总线和控制总线

      image-20260128160147060

（四）计算机软件系统

  1. 系统软件：操作系统、语言处理系统、数据库管理系统、服务程序
  2. 应用软件：通用软件、专用软件

四、信息系统

（一）概念

本质：解决某实际需求、人机交互系统

工作流程：输入数据、加工处理、产生信息

（二）组成

  1. 用户：系统的使用者、管理者
  2. 硬件：系统的物理设备
  3. 软件：控制硬件并与用户交互
  4. 数据：系统处理的核心内容
  5. 网络：用于数据传输和资源共享

（三）功能

  1. 数据收集和输入功能
  2. 处理功能
  3. 存储功能
  4. 传输和输出功能
  5. 控制功能

第二节 数制与编码

此节以计算为主，略

第三节 新技术及应用

一、物联网

（一）物联网的体系结构

  1. 感知层：采集物理世界中的数据
  2. 网络层：基于现有的通信网和互联网建立
  3. 应用层：对感知和传输来的信息进行分析和处理

（二）物联网的特征

  1. 全面感知
  2. 可靠传送
  3. 智能处理

（三）物理网技术

  1. 传感器技术
  2. 射频识别技术（RFID)
  3. 位置服务技术
  4. 通信技术
    1. 短距离无线通信技术
    2. 移动通信技术
  5. 嵌入式系统技术

（四）物联网系统搭建

略

二、大数据

（一）特征

大数据具有“4V”特征：大量、多样、低价值密度、告诉

（二）数据处理

数据处理的一般过程

  1. 明确目标

  2. 数据采集

  3. 数据加工

  4. 数据分析

    数据分析方法有：平均分析法、对比分析法、分组分析法、相关分析法、交叉分析法

    分析工具有：Excel、SPSS、SAS、Stata、MATLAB、SQL、Pthon、R

三、云计算

（一）服务类型

  1. 基础设施即服务（IaaS）
  2. 平台即服务（PaaS）
  3. 软件即服务（SaaS）

（二）应用场景

例如：百度网盘、国家中小学智慧教育平台、腾讯会议等

四、人工智能

（一）基本内容

  1. 机器感知：像人一样具有视听嗅触味觉
  2. 机器思维：对已获取的知识进行有目的的处理
  3. 机器学习：模仿人的学习行为，主动获取新知识和新技能
  4. 机器行为：运用所拥有的知识，对获取的信息进行处理并做出反应

（二）人工智能系统

  1. 基本技术要素：算法、数据、算力
  2. 主要机构构成：
    1. 三大主要机构：感知机构、决策机构、执行机构
    2. 还需要反馈机制的配合
    3. 感知机构是基础、决策机构是核心、执行机构是动力、反馈机制是保障

（三）技术应用

  1. 模式识别：是使计算机具有模拟人类通过感官接触外界信息、识别和理解周围环境的感知能力
    1. 应用领域：人脸识别、指纹识别、字符识别、语音识别、动作识别
    2. 工作流程：数据采集、数据预处理、特征提取和选择、分类器设计、分类决策
  2. 自然语言处理：是使计算机具有处理语言的能力，主要应用有机器翻译和情感分析
  3. 智能代理：是使计算机能够自主执行任务、做出决策，以及在一定程度上模拟人类认知行为的技术。
  4. 专家系统；是一种基于知识的系统，核心是知识库和推理机。
  5. 机器博弈（人机博弈）：是运用计算机技术和博弈思想，使计算机像人类一样从事高度智能的博弈活动。
  6. 机器人

（四）算法原理

  1. 知识表示：如语义网络表示法，核心思想是将知识表示为节点和边组成的有向图

    图1-2 狗的语义网络

  2. 机器学习：计算机通过从数据中自动学习规律，从而在没有明确编程的情况下完成任务

    1. 监督学习：在带标签的数据集上训练
    2. 非监督学习：在无标签的数据集上训练，典型算法有K-Means 聚类,核心是将给定的无标签数据集划分为 K 个互不相交的簇（Cluster，使得同一簇内的数据点相似度最高，不同簇间的数据点相似度最低（即簇内紧凑，簇间分离）。

  3. 深度学习：通过构建多层神经网络模拟人脑神经元连接。

    1. 神经网络：典型的神经网络包括输入层、一个或多个隐藏层以及输出层，各层之间通过权重连接并使用非线性激活函数增强表达能力。
    2. 生成对抗网络：GAN 由生成器（Generator，G） 和判别器（Discriminator，D） 两个结构独立、目标对立的神经网络组成，二者通过交替训练实现共同进化。

五、扩展现实技术

（一）虚拟现实

虚拟现实技术（VR）是指利用计算机技术模拟出的一个逼真的三维空间虚拟世界

  1. 特点：沉浸性、交互性、构想性，又称为 3I 特征
  2. 应用场景：例如在虚拟的人体模型上进行手术练习、利用飞行仿真系统进行驾驶技术训练

（二）增强现实

增强显示（AR）是把真实环境和虚拟环境结合起来的一种技术。 例如：支付宝扫五福、AR 识字卡

（三）混合现实

混合现实（MR）融合了虚拟现实和增强现实的元素，实现了更深层次的虚拟与现实世界的集成和交互。、

例如：虚拟歌手全息演唱会、博物馆中的立体恐龙

第二章 办公软件

此章近年考察非常少，略。

第一节 Word 2010

第二节 Excel 2010

第三节 PowerPoint 2010

第三章 多媒体技术

本章音视频考察较多，PS 和动画以前考察频繁，近年考察较少，也可能在 2026 上半年出现

第一节 多媒体概述

一、多媒体的概念

（一）媒体的概念

  1. 媒体的概念：一是指用以存储信息的实体，如磁带、磁盘，光盘；另一种是信息的载体，即文字、声音、图像、动画、活动影像等

  2. 媒体的分类

    1. 感觉媒体
    2. 表示媒体
    3. 表现媒体
    4. 存储媒体
    5. 传输媒体

（二）多媒体

多媒体中的媒体是指信息的载体，即文字、声音、图形、图像、动画、视频等。

多媒体是对多种媒体进行综合处理，构成一个交互的统一整体，实现多种媒体的集成应用。

（三）流媒体

流媒体采用流式传输方式在互联网播放的媒体格式，可以边接收、边解压缩、边播放使用。

二、多媒体计算机系统

（一）硬件系统

  1. 音频卡（声卡）
  2. 视频卡
  3. 扫描仪：将文字或图像经数字化后输入计算机的设备，利用 CCD 将光信号转换成模拟电信号。
  4. 数码相机：利用 CCD 将镜头捕获的光信号转变为电信号，再经过模/数转换后编程数字信号加以储存。
  5. 数码摄像机

（二）软件系统

  1. 多媒体操作系统：如 Windows、MacOS

  2. 多媒体开发工具

    image-20260203204026449

（三）多媒体作品的格式

image-20260206180148424

四、多媒体数据的压缩和解压缩

（一）目的

  • 查找和消除信息的冗余量 ，节省存储空间；压缩比 = 压缩前 : 压缩后

  • 冗余类型有：

  1. 空间冗余：在图像中，相邻像素存在相似性

  2. 时间冗余：在音/视频中，相邻时间/帧内存在相似性

  3. 结构冗余：存在重复或有规律的结构性模式

  4. 编码冗余：由于数据编码方式的原因而产生的冗余

（二）分类

  1. 无损压缩：可逆，典型方法有哈夫曼编码和行程编码，主要用于文本数据的压缩；典型软件有 WINRAR、WinZip
  2. 有损压缩：不可逆，用于优化一些冗余或相关联的数据，广泛应用于语音，图像和视频数据的压缩。

第二节 图形图像基础

一、图形图像概念

一般而言，位图被称为图像，矢量图被称为图形

（一）位图

位图又称点阵图，每个色块就是一个像素。

  1. 优点：表现力强、色彩细腻、层次多且细节丰富
  2. 缺点：受分辨率影响，放大后会失真。占用存储空间较大
  3. 软件：PhotoShop、光影魔术手、美图秀秀
  4. 格式：.bmp .jpg .gif .psd .tif .png

（二）矢量图

矢量图使用直线和曲线定义图形，可以通过设置这些对象的属性来定义外观

  1. 优点：占用空间小，任意缩放都清晰，常用于设计标志，插画，卡通画，产品效果图，制作动画。
  2. 缺点：色彩单调，细节不够丰富
  3. 软件：Illustrator、CoreIDRAW 和 AutoCAD
  4. 格式：.ai .cdr .dwg

二、图形图像数字化

  1. 采样：将连续的模拟图像在空间上离散化，划分成有限数量的像素网格 → 图像分辨率

  2. 量化：对采样得到的像素值进行离散化，将其映射到有限的数值范围 → 颜色深度

  3. 编码：将量化后的值通过特定的编码方式，转换为计算机可存储的二进制格式

三、图像文件大小

（一）图像分辨率

  1. 图像分辨率

  2. 表示法 1：图像在宽和高方向上的像素乘积

  3. 表示法 2：图像在单位长度内含有的像素数量 （ppi）

  4. 作用：分辨率越高，包含的像素越多，图像越清晰

  5. 屏幕显示分辨率 指的是显卡在显示器屏幕的水平和垂直方向上现实的像素点数量

（二）颜色深度

指图像中每个像素所占的二进制位数（bit）

n 位可以表示 2n 种颜色【RGB ~ 24 位】

（三）文件大小

图像文件的大小 = 图像分辨率 × 颜色深度 ÷ 8 【公式中的单位均为国标单位】

第三节 音频基础

一、声音基本概念

略（中学物理和大物应该都学过）

二、音频的数字化

  1. 采样：将连续的模拟音频信号在时间上离散化，得到有限数量的振幅值 → 采样频率

  2. 量化：对采样得到的振幅值进行离散化，将其映射到有限的数值范围 → 量化位数

  3. 编码：将量化后的值通过特定的编码方式，转换为计算机可存储的二进制格式

三、音频文件大小

【1】音频文件大小 = 采样频率×量化精度×声道数×时间÷8

【2】音频文件大小 = 比特率×时间÷8

第四节 视频基础

一、视频基本概念

（一）帧和帧速率

（二）电视制式

  1. NTSC
  2. PAL
  3. SECAM

二、数字化及视频文件大小

【1】视频文件大小 = 图像分辨率×颜色深度×帧速率×时间÷8

【2】视频文件大小 = 比特率 × 时间 ÷8

第五节 PS 软件基础

近年都未考，这里只记录重点

五、图层及应用

（一）图层的概念

透明玻璃、相互独立（操作互不干扰）、相互作用（叠放效果）

（二）图层面板

在 PS 中，利用图层面板可以显示和编辑当前图像窗口中的所有图层，如创建、显示、删除、重命名图层，调整图层顺序，应用图层杨旭，创建图层组、图层蒙版等

image-20260207225051302

（三）图层的分类

  1. 背景图层：永远都在最下层，不能添加图层样式和图层蒙版，无法移动其中的图像，不能包含透明区域。可以转换为普通图层。
  2. 普通图层：最基本图层
  3. 文字图层：只能用来存放文本。图层缩略图为字母“T”

（四）图层的基本操作

  1. 选择、复制、删除图层

  2. 调整图层顺序：在图层面板中，图层是自上而下叠放的。

  3. 隐藏和显示图层：单击左边的眼睛图标，如上图所示。

  4. 锁定图层：图层面板中有四种锁定方式按钮

    1. 锁定透明像素：表示禁止在透明区绘画
    2. 锁定图像像素： 表示禁止编辑图像
    3. 锁定位置： 表示禁止移动图像
    4. 锁定全部：表示禁止进行任何操作

  5. 链接图层：选中多个图层，单击底部链接标志

    image-20260207230016370
    ，可进行统一操作，但删除不同时。

  6. 合并图层

（五）图层的高级操作

  1. 图层混合模式：用来设置当前图层如何与下方图层进行颜色混合，默认是正常模式，此时上层完全覆盖下层。

  2. 透明度

  3. 图层样式：标记 fx

    image-20260207230346137

  4. 蒙版：建立一个遮罩，遮盖当前图层不需要的元素

    1. 图层蒙版：左右排列，右侧为填充色：黑、白、灰三种 填充黑色的区域表示该层图像内容被完全遮挡 填充白色的区域表示该层图像内容被完全显示 填充灰色的区域表示该层图像内容半透明显示

    2. 矢量蒙版：绘制路径，转化为矢量模板，可隐藏当前图层中路径以外的区域。

    3. 剪贴蒙版：使用下面图层的形状来控制上层图像的显示区域

      image-20260207230649841

第六节 动画基础

近年都未考，这里只记录重点。下面介绍 Flash。

一、工具箱

二、时间轴面板

（一）时间轴

  1. 帧类型：Flash 动画最基本的单位：帧

  2. 关键帧：实心圆点，有内容

  3. 空白关键帧：空心圆点，无内容

  4. 普通帧：灰色背景，有内容

  5. 帧速率：默认的帧频为 12 fps

（二）图层

  1. 图层的类型：普通图层、引导图层、被引导图层、遮罩图层和被遮罩图层等。

  2. 图层的基本操作：除下面以外，还有创建、重命名、改变图层顺序

    1. 选择图层：当前图层，看颜色深浅和铅笔标志
    2. 删除图层：只看图层个数
    3. 隐藏和显示：看眼睛所在的列
    4. 锁定图层：看小锁所在的列

三、元件和实例

四、动画类型

image-20260207231715446

五、动画脚本命令

在 Flash 中，可以将动作命令添加在关键帧、影片实例和按钮实例上。

添加动作脚本后，时间轴对应的帧上会出现α标志

image-20260207232222890

（一）时间轴控制函数

play()：播放

stop()：停止

gotoAndPlay([scene,]frame)：跳转到指定的场景和指定的帧，并开始播放

gotoAndStop([scene,]frame)：跳转到指定的场景和指定的帧，并停止播放

stopAllSounds()：停止所有声音【补充】

（二）按钮控制函数

在按钮实例上添加动作脚本时，必须现为其添加 on 事件处理函数

on(鼠标事件)
{
要执行的语句
}

常见的鼠标触发事件有

  1. press：单击鼠标左键时触发动作。
  2. release：在按钮上按下鼠标左键，然后松开鼠标时触发。

第四章 计算机网络技术

本节高频考点：信息安全、协议簇、通信技术、网页设计

由于专业课学习过相关内容，大部分内容从略，略不代表不重要！

第一节 计算机网络概述

一、计算机网络定义

计算机网络是由若干自治计算机系统通过通信链路和交换设备，按协议互连，实现资源共享与信息传递的系统。

二、网络传输介质

（一）有线传输介质

  1. 双绞线

    1. 组成结构 4 组 8 根，两两绞在一起，RJ-45 接口

    2. 传输距离：100m，适用于短距离

    3. 线序标准：

      1. 568A：绿白、绿、橙白、蓝、蓝白、橙、棕白、棕

      2. 568B：橙白、橙、绿白、蓝、蓝白、绿、棕白、棕

        568B 口诀：橙绿蓝棕、白在前、46 交叉

        568A 与 568B：橙、绿互换

  2. 同轴电缆

  3. 光纤

（二）无线传输介质

  1. 无线电波：广播、电视、卫星、移动通信
  2. 微波：WiFi、雷达、蓝牙（10m）
  3. 红外线：遥控器
  4. 激光：卫星、水下潜艇

三、网络连接设备

（一）网络接口卡

网卡（NIC）具有唯一 MAC 地址，长度为 48 位。

（二）中继器和集线器

  1. 中继器：两个端口，完成信号的复制、调整和放大，扩大数据传输距离。
  2. 集线器（Hub）：实际是一个多端口中继器，是一个共享式设备。

（三）网桥和二层交换机

  1. 网桥：也叫桥接器，连接两个或多个在数据链路层以上具有相同或兼容协议的局域网的一种存储转发设备
  2. 二层交换机：实际是一个多端口网桥，基于 MAC 识别完成封装、转发数据包

（四）路由器和三层交换机

  1. 路由器：连接多个相同或不同类型网络的网络互联设备
  2. 三层交换机：在二层交换机技术上增加了三层路由模块·

（五）网关

网关用于将两个或多个在 OSI 参考模型的传输层及以上层次使用不同协议的网络连接在一起。

四、网络的组成及拓扑结构

（一）计算机网络的组成

  1. 资源子网：负责全网的数据处理业务，提供各种网络资源与网络服务
  2. 通信子网：承担全网的数据传输、转发、加工、转换等通信处理工作

（二）网络拓扑结构

  1. 总线型：使用单根传输线作为公共的传输通道。
  2. 环型：结点形成闭合的环。
  3. 星型：有中央结点。
  4. 树型：将多级星型网络按层次排列。最高层结点称为根节点。
  5. 网状：一般适用于广域网。

五、网络的分类

（一）按照覆盖范围

  1. 局域网
  2. 城域网
  3. 广域网

（二）按照传输介质

  1. 有线网
  2. 无线网

（三）按照网络传输技术

  1. 广播式网络
  2. 点对点式网络

（四）按照向用户提供的服务分类

可分为有线电视网（广播电视网）、电话网（电信网）、计算机网路（互联网）。这三个网络的融合，又被简称为“三网融合”。

第二节 网络体系结构

一、网络体系结构概述

略

二、OSI 参考模型和 TCP/IP 参考模型

image-20260208162245828

第三节 数据通信技术

一、数据通信系统

（一）基本概念

  1. 数据和信号
  • 信息：有意义的内容（如“边关十万敌军入侵”“上课/下课”）
  • 数据：信息的数字化表示
  • 信号：数据在传输介质中的载体（电信号、光信号、无线电波等）
  1. 通信
  • 定义：信息从信源通过信道传送到信宿的过程，消息需按协议格式封装。
  • 核心要素：
    • 信源：信息发送者
    • 信道：信息传递路径
    • 信宿：信息接收者
    • 协议：通信双方遵守的规则

（二）主要技术指标

比特率、信噪比、带宽和信道容量

传输速率相关定理

（1）奈氏准则（无噪声信道）

  • 核心公式：波特率 B = 2×W（W=信道带宽，单位 Hz）
  • 比特率与波特率关系：S = B×log₂N（N=码元状态数）
  • 意义：无噪声时，信道最大传输速率由带宽和码元状态决定

（2）香农定理（有噪声信道）

  • 核心公式：C = W×log₂(1＋S/N)（C=最大传输速率，S/N=信噪比）
  • 信噪比换算：信噪比(dB) = 10×log₁₀(S/N)
  • 意义：噪声存在时，传输速率受带宽和信噪比双重限制

二、数据传输方式

（一）按所需信道数分类

  1. 串行传输
  2. 并行传输

（二）按传输方向分类

  1. 单工
  2. 半双工
  3. 全双工

（三）按协调方式分类

  1. 异步传输：发送端可以在任意时刻发送数据
  2. 同步传输：发送端和接收端始终保持时钟同步

（四）按信号传输方式分类

  1. 基带传输：传输二进制，主要编码方式有非归零编码，曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码

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  1. 频带传输：利用模拟信道实现数字信号传输的方法。需要调制器和解调器。

三、数据交换技术

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四、差错控制技术

（一）奇偶校验码

略

（二）循环冗余码

略

第四节 Internet 协议及应用

一、网络层协议

（一）IPv4 地址

  1. IP 地址的表示：点分十进制
  2. IP 地址的分类：A-E 五类
  3. 特殊的 IP 地址：网络地址、广播地址、环回地址

（二）子网技术

略

（三）IPv6 进制

128 位，分 8 组表示，各组之间用冒号隔开。连续的 0 可以用::代替，但只允许出现一次

（四）地址解析协议

  1. ARP-地址解析协议：将 IP 地址转为 MAC 地址

  2. RARP-逆向地址解析协议：将 MAC 地址转为 IP 地址

（五）网际控制报文协议

ICMP 补充了 IP 协议不足：IP 无差错报告、无状态反馈，ICMP 提供错误报告、请求应答、报文控制功能

ICMP 报文大致分为两类：查询报文和差错报文

主要应用：

  • Ping：通过回声请求/应答报文检测主机可达性，统计往返时延
  • Tracert：发送不同 TTL 的 UDP 报文，通过 ICMP 超时报文获取路径上的路由器信息

二、传输层服务及协议

（一）服务

  1. 面向连接服务
  2. 无连接服务

（二）协议

该部分详细介绍可见计算机网络技术复习笔记

  1. TCP
  2. UDP

三、应用层协议及服务

协议中文含义端口号其它考点
DNS域名系统53常见域名、解析过程（递归查询、迭代查询）
HTTP超文本传输协议80协议名:// 主机名：端口号 / 路径 / 文件名
FTP文件传输协议21（控制）、20（数据）ftp:// 用户名：密码 @主机名 / 路径 / 文件名
SMTP简单邮件传输协议25邮件地址格式；SMTP 通信过程 3 阶段
POP3邮局协议第三版110邮件传输工作过程 3 步（与 SMTP 配合使用）
TELNET远程登录协议23明文传输，安全性较低
DHCP动态主机配置协议67（服务端）、68（客户端）三种分配机制：自动分配、动态分配、手动分配

第五节 网络组建技术

一、局域网概述

略

二、组建小型无线网络

（一）网络接入方式

  1. 家庭宽带接入方式
    1. 光纤接入
    2. ADSL:非对称数字用户线路,通过电话线路传输数据
  2. 无线网络接入技术
    1. 移动通信网络计入
    2. Wi-Fi 接入

（二）无线网络设备

  1. 无线网卡
  2. 调制解调器：光猫是一种光调制解调器
  3. 无线路由器
  4. 网络电缆

（三）无线网络的组建与配置

三、网络故障简介

略

四、常见的网络命令

  1. ipconfig/all
  2. ping
  3. traceroute

五、常见网络故障及排除

（一）物理故障

  1. 网卡故障：网卡禁用、网卡驱动程序异常、网卡硬件损坏
  2. 线路故障
    1. 网线未插好
    2. 网线连接方式错误：异种设备的连接，应该使用直通线；同种设备的连接，应该使用交叉线
    3. 网线线序混乱：检查网线内线序颜色的顺序。重新制作网线，或者更换线序正确的网线
  3. 路由器故障：ping 路由器地址。重启或更换路由器。

（二）逻辑故障

  1. Internet 协议问题：ping 127.0.0.1，若错误，则说明 TCP/IP 出现问题。重新安装协议
  2. TCP/IP 配置错误：IP 地址需网络号一样，主机号不同；IP 地址/子网掩码/默认网关，三者要匹配

第六节 信息系统安全

一、信息系统安全概述

（一）信息系统安全

  1. 系统安全
    1. 物理安全：对计算机设备的物理保护
    2. 运行安全：对计算机系统软件的安全保护
  2. 信息安全
    1. 数据安全
    2. 内容安全

（二）网络安全威胁

  1. 漏洞：系统或软件中的安全弱点，可能被黑客利用来进行攻击

  2. 非授权访问：未经允许的用户进入系统，可能会窃取或破坏信息

  3. 病毒：自我复制的恶意软件，可以破坏文件或影响计算机性能

  4. 恶意攻击：故意对计算机网络进行破坏或窃取数据的行为

  5. 线路窃听：截取网络上的数据传输，以获取敏感信息

  6. 冒充合法用户：通过盗用身份信息假装成合法用户，以获得非法访问权限

  7. 拒绝网络服务（DoS）：通过大量请求使网络服务过载，导致合法用户无法使用

（三）信息安全的特征

  1. 机密性（C）：不泄露给非授权的用户

  2. 完整性（I）：未经授权不能修改

  3. 可用性（A）：合法用户能及时获取信息

  4. 可控性：可以管理，确保只有授权用户才能操作

  5. 抗抵赖性：防止用户否认其活动行为（又称不可否认性）

二、信息安全防护措施

（一）安装防火墙

防火墙是位于内外网之间的网络安全屏障，通过预设规则对网络数据包进行过滤与管控，以阻挡非法访问、恶意攻击，保护内部网络安全。

（二）身份认证

身份认证是指证实主体的真实身份与其所声称的身份是否相符的过程。身份认证是访问控制的前提，用于防止假冒身份的行为。

常用的身份认证方法有口令认证、USB Key、持证认证和生物识别。

（三）数据加密

数据加密：明文、密文
  1. 单向加密：单向函数，无解密环节
  2. 双向加密：密钥
    • ✅ 对称加密：加密和解密是同样的密钥
    • ✅ 非对称加密：加密和解密是不同的密钥，公钥加密+私钥解密
数字签名：用于证明发送方的身份
  • 私钥签名+公钥加密；公钥验证+私钥解密
数字证书：用于保证公钥的正确性
  • 由第三方证书颁发机构（CA）颁发

（四）规范使用行为

略

三、信息安全相关的法律法规

略

第七节 网页设计基础

一、HTML 基础

二、HTML 标签

（一）文本类标签

  1. 标题标签

  2. 段落标签：

  3. 特殊文本标记：

    image-20260208165104077

（二）图像标签

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（三）超链接标签 <a>

1. 基础语法示例
<!-- 1. 跳转到外部网站 -->
<a href="https://www.baidu.com/">跳转到百度</a>

<!-- 2. 跳转到本地文件（相对路径），新窗口打开 --> 
<a href="./01-标签的写法.html" target="_blank">跳转到01-标签的写法</a>

<!-- 3. 空链接（开发初期占位使用，无跳转行为） -->
<a href="#">空链接</a>
2. 核心属性说明

（1）href 属性（目标资源地址）

属性值格式作用说明
#空链接，开发初期占位，点击不会跳转
http://xxxx链接到互联网网页（如 https://www.baidu.com）
file://xxxx链接到本地计算机文件（绝对路径格式）
mailto:xxxx链接到电子邮件地址（如 mailto:test@163.com）

（2）target 属性（跳转方式）

属性值作用说明
_self在当前标签页加载目标资源（默认值，可省略）
_blank在新的标签页加载目标资源

（四）表格标签

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（五）表单标签

image-20260208170313506

（六）画布标签

  1. 创建画布

    <canvas id="myCanvas" width="200" height="100">
</canvas>

  2. 添加边框

    <canvas id="myCanvas" width="200" height="100"
        style="border:1px solid #000000;">
</canvas>

  3. 使用 JavaScript 来绘制图像

    <script>
    var c = document.getElementById("myCanvas");
    var ctx = c.getContext("2d");
    ctx.fillStyle = "#FF0000";
    ctx.fillRect(0, 0, 150, 75);
</script>

效果显示：在画布上绘制一个红色矩形。

（七）多媒体类标签

  1. 嵌入音频

    <audio src="音频地址" controls="controls" loop>说明文字</audio>

    添加音频的另外两种方法：

    仅适用于 IE 浏览器 loop 属性表示播放的次数，若值为 infinite 或-1 则表示无限循环 2. autostart 属性表示是否自动播放，若值为 true 则表示自动播放 loop 属性表示播放的次数，若值为 true 则表示无限循环

  2. 嵌入视频

    <video src="视频地址" controls="controls" loop>说明文字</video>

三、CSS

（一）在 HTML 中添加样式

  1. 行内样式 直接写在 HTML 标签的style属性中，仅作用于当前标签。 示例：<div style="color: red;">内容</div>，优先级最高但复用性差。

  2. 内嵌样式 写在 HTML 的<style>标签内（通常在<head>中），作用于当前页面。 示例：<style>div{color: red;}</style>，适合单页面简单样式。

  3. 链接样式 通过<link>标签引入外部.css文件，是最常用的方式。 示例：<link rel="stylesheet" href="style.css">，可多页面复用样式。

（二）CSS 的选择器

  1. 标签选择器 直接使用 HTML 标签名作为选择器，选中页面所有该标签元素。 示例：p{color: blue;}，会选中页面所有<p>标签并设置字体颜色。

  2. 类选择器 以.开头，通过class属性绑定元素，可复用在多个元素上。 示例：.box{font-size: 14px;}，所有class="box"的元素都会应用样式。

  3. ID 选择器 以#开头，通过id属性绑定元素，页面中 ID 需唯一。 示例：#title{font-weight: bold;}，仅作用于id="title"的元素。

  4. 伪类选择器 用于选择元素的特殊状态，以:开头，分为静态和动态两类。

    1. 静态伪类选择器 主要针对链接的未访问/已访问状态，如:link（未访问）、:visited（已访问）。 仅适用于<a>标签，样式一旦设置不易修改。

    2. 动态伪类选择器 针对元素交互状态，如:hover（鼠标悬浮）、:active（点击时）、:focus（获焦）。 适用于按钮、输入框等元素，提升交互体验。

四、JavaScript

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第五章数据库技术

本章整体考察较少，相对而言，关系 DB、SQL 考察较多。

由于专业课学习过相关内容，大部分内容从略，略不代表不重要！

第一节 数据库基础

一、认识数据库

  1. 数据
  2. 数据库
  3. 数据库系统（DBS）
  4. 数据库管理系统（DBMS）：建议、运用、管理和维护数据库，并对数据库进行统一控制的系统软件

二、数据库技术的发展

人工管理阶段->文件系统阶段->数据库系统阶段

三、数据库系统

（一）三级模式

  1. 模式：数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述
  2. 外模式：数据库用户的数据视图
  3. 内模式：最靠近物理存储的一层

（二）两级映像

  1. 外模式/模式映像
  2. 模式/内模式映像

（三）DBMS 的主要功能

  1. 数据定义：DBMS 提供数据定义语言（DDL），定义数据库的结构、完整性约束和用户的权限等。

  2. 数据操纵：DBMS 提供数据操纵语言（DML），可实现对数据的插入、删除、修改和查询等操作。

  3. 数据控制 / 数据保护：主要包括数据的安全性控制、数据的完整性控制、数据的并发控制、数据的备份与恢复控制。

  4. 数据维护：主要包括数据库出现故障后的恢复、数据库的重组、性能的监视等。由使用程序来完成。

第二节 数据模型

一、认识数据模型

（一）数据模型的类型

  1. 概念模型
  2. 逻辑模型
  3. 物理模型

（二）数据模型的组成要素

  1. 数据结构
  2. 数据操作
  3. 数据的完整性约束

二、概念模型

  1. 相关术语：实体、属性、实体型、实体集
  2. 实体间的联系：一对一、一对多、多对多
  3. ER 图：用矩形表示实体、椭圆形表示属性、菱形表示联系

三、逻辑模型

  1. 层次模型：树形结构表示实体类型和实体间的联系
  2. 网状模型：用网状结构表示
  3. 关系模型：规范化的二维表

第三节 关系数据库

一、关系模型

（一）基本概念

  1. 关系：行和列组成的二维表
  2. 属性：二维表中的列；列的个数称为关系的元数
  3. 域：具有相同数据类型的值得集合
  4. 元组：二维表中的行
  5. 分量：一个元组中的每一个属性值，称为一个分量
  6. 关系模型：二维表得结构称为关系模型

（二）关系的码

  1. 候选码
  2. 主码
  3. 外码

二、E-R 图和关系模式的转换

略

三、关系模型的完整性约束

  1. 实体完整性
  2. 参照完整性
  3. 用户自定义完整性

四、关系代数

关系操作采用集合操作的方式，即操作的对象和结果都是集合

（一）传统的集合运算

  1. 并
  2. 差
  3. 交
  4. 广义笛卡尔积

（二）专门的代数运算

  1. 选择
  2. 投影
  3. 连接

第四节 Access 数据库

一、创建数据表

（一）数据类型

文本、备注、数字、日期/事件、货币、自动编号

（二）字段属性

不同数据类型的字段有不同的属性，例如数字数据类型中的小数位置属性。

（三）数据表之间的关系

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二、编辑数据表记录

添加、删除、修改

三、创建查询

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第五节 SQL 基础

一、SQL 的特点

  1. 综合能力强：可独立完成数据库生命周期全流程（建库、定义、查询、更新、维护等），模式修改不影响数据运行；
  2. 非过程化：只需说明“做什么”，无需指定存取路径，由系统自动优化执行；
  3. 面向集合：操作对象、结果均为元组集合，一次可处理多条数据；
  4. 使用方法灵活：既支持联机交互，也可嵌入 C/Java 等高级语言；
  5. 简单应用：核心功能仅需 9 个动词（查询 SELECT、定义 CREATE/DROP/ALTER、操纵 INSERT/UPDATE/DELETE、控制 GRANT/REVOKE）。

二、数据表的基本操作

（一）数据类型

类型含义
CHAR(n)长度为 n 的定长字符串
VARCHAR(n)最大长度为 n 的变长字符串
INT/INTEGER长整数
SMALLINT短整数
NUMERIC(p,d)定点数，共 p 位数字，小数后 d 位
DATE日期类型，格式 YYYY-MM-DD
TIME时间类型，格式 HH:MM:SS

（二）数据定义

  1. 创建数据表 语法：CREATE TABLE <表名>(列名 数据类型 [约束], ... [表级约束]); 约束示例：主键（PRIMARY KEY）、唯一值（UNIQUE）、非空（NOT NULL）、外键（FOREIGN KEY REFERENCES 表名(列名)） 示例：CREATE TABLE Student(Sno CHAR(9) PRIMARY KEY, Sname VARCHAR(20) UNIQUE, Sbirthdate DATE);

  2. 修改数据表 语法：ALTER TABLE <表名> [ADD 列名 类型] [ALTER COLUMN 列名 类型] [DROP 列名] [ADD 约束]; 示例：ALTER TABLE Student ADD S_entrance DATE;（新增列）、ALTER TABLE Student ALTER COLUMN Sbirthdate VARCHAR(20);（修改列类型）

  3. 删除数据表 语法：DROP TABLE <表名> [RESTRICT|CASCADE]; 说明：RESTRICT（有依赖时无法删除）、CASCADE（级联删除依赖对象） 示例：DROP TABLE Student CASCADE;

（三）数据操纵

  1. 插入数据 语法：INSERT INTO <表名> [(列名1,...)] VALUES (值1,...); 示例：INSERT INTO Student(Sno,Sname,Sbirthdate) VALUES ('20180009','陈冬','2000-05-22');

  2. 修改数据 语法：UPDATE <表名> SET 列名=表达式 [WHERE 条件]; 示例：UPDATE Student SET Sbirthdate='2001-03-18' WHERE Sno='20180001';

  3. 删除数据 语法：DELETE FROM <表名> [WHERE 条件]; 示例：DELETE FROM Student WHERE Sno='20180007';（删除单条）、DELETE FROM SC;（删除全表数据）

（四）单表查询

  1. 基本语法格式：

    SELECT [ALL|DISTINCT] 目标列 [别名]
FROM 表名
[WHERE 条件表达式]
[GROUP BY 列名 [HAVING 条件]]
[ORDER BY 列名 [ASC|DESC]]

  2. 无条件查询

    • 查询指定列：SELECT Sno,Sname FROM Student;
    • 查询所有列：SELECT * FROM Student;
    • 去重查询：SELECT DISTINCT Grade FROM SC;（DISTINCT 去重，默认 ALL 保留重复）

  3. 条件查询 常用运算符：

    类型运算符/谓词示例
    比较=,>,<,>=,<=,!=,<>“Grade > 90、Sbirthdate >= '2000-01-01'
    多重条件AND,OR,NOTSmajor='计算机' AND Age<=20
    确定范围BETWEEN AND, NOT BETWEEN ANDAge BETWEEN 20 AND 23
    确定集合IN, NOT INSmajor IN ('计算机','信息安全')
    字符匹配LIKE, NOT LIKE（%任意字符串，_任意单个字符）Sname LIKE '刘%'、Cno LIKE '81__6'
    空值IS NULL, IS NOT NULLGrade IS NULL（不能用=NULL）

  4. 聚集函数

    函数功能示例
    COUNT(*)统计元组总数SELECT COUNT(*) FROM Student;
    COUNT(列名)统计列中非空值个数SELECT COUNT(DISTINCT Sno) FROM SC;
    SUM(列名)求和SELECT SUM(Ccredit) FROM Course;
    AVG(列名)求平均值SELECT AVG(Grade) FROM SC WHERE Cno='81001';
    MAX(列名)/MIN(列名)求最大/最小值SELECT MAX(Grade) FROM SC;
    -- 计算课程号为81001的课程平均成绩（自动跳过空值）
SELECT AVG(Grade) AS 81001课程平均成绩
FROM SC
WHERE Cno = '81001';

  5. 分组查询

    • 语法：GROUP BY 列名 [HAVING 条件]（HAVING 筛选分组结果，可含聚集函数）
    • 示例：SELECT Cno,COUNT(Sno) FROM SC GROUP BY Cno HAVING COUNT(Sno)>10;（查询选课人数超 10 的课程）

  6. 排序查询

    • 语法：ORDER BY 列名 [ASC|DESC]（ASC 升序默认，DESC 降序）
    • 示例：SELECT * FROM SC ORDER BY Cno ASC, Grade DESC;（按课程号升序、成绩降序）

第六节 关系数据库的设计

本节考察很少，可以忽略

一、设计基础

（一）设计步骤

略

（二）设计方法

  1. 基于 E-R 图模型的数据库设计方法 先通过 E-R 图进行概念结构设计，再将 E-R 图转换为关系模式，是最常用的数据库设计方法。
  2. 基于 3NF 的数据库设计方法 从已知的函数依赖集出发，直接将关系模式分解为满足 3NF 的关系集合，保证数据冗余最小。

二、函数依赖

（一）定义

设关系模式 R(U)，U 是属性集，X、Y 是 U 的子集。若对于 R 的任意两个元组，只要 X 属性值相同，Y 属性值必相同，则称X 函数决定 Y，或Y 函数依赖于 X，记为 X→Y。 → 通俗理解：知道 X 的值，就能唯一确定 Y 的值（如学号→姓名，学号确定则姓名唯一）。

（二）推理规则（Armstrong 公理及推论）

  1. 自反律（IR1）：若 Y⊆X⊆U，则 X→Y（如{学号,姓名}→{姓名}）；
  2. 增广律（IR2）：若 X→Y，则 XZ→YZ（Z 是 U 的子集，如学号→姓名 → 学号+班级→姓名+班级）；
  3. 传递律（IR3）：若 X→Y、Y→Z，则 X→Z（如学号→系别、系别→系主任 → 学号→系主任）；
  4. 合并律（IR4）：若 X→Y、X→Z，则 X→YZ（如学号→姓名、学号→性别 → 学号→姓名性别）；
  5. 伪传递律（IR5）：若 X→Y、WY→Z，则 XW→Z（如学号→系别、系别+课程→成绩 → 学号+课程→成绩）；
  6. 分解律（IR6）：若 X→Y、Z⊆Y，则 X→Z（如学号→姓名性别 → 学号→姓名）。

（三）类型

  1. 完全函数依赖：Y 依赖于 X，且 X 的任何真子集都不能决定 Y（如{学号,课程号}→成绩，单独学号/课程号都不能确定成绩）；
  2. 部分函数依赖：Y 依赖于 X，但 X 的某个真子集就能决定 Y（如{学号,课程号}→姓名，仅学号就能确定姓名，姓名部分依赖于该属性集）；
  3. 传递函数依赖：X→Y（Y 不⊆X，Y↛X），Y→Z（Z 不⊆Y），则 Z 传递依赖于 X（如学号→系别、系别→系主任 → 系主任传递依赖于学号）。

三、候选码的求解

候选码是关系模式中能唯一标识元组的最小属性集（无冗余），求解步骤：

  1. 划分属性类型：
    • L 类：仅出现在函数依赖左部的属性（必在候选码中）；
    • R 类：仅出现在右部的属性（必不在候选码中）；
    • N 类：不在函数依赖中出现的属性（必在候选码中）；
    • LR 类：左右都出现的属性（需验证）。
  2. 组合验证：将 L 类+N 类属性组合，验证其是否能决定所有属性（即闭包=U），最小的那个就是候选码。 → 示例：R(U={A,B,C,D}, F={A→B, C→D})，L 类={A,C}，N 类=∅，候选码为{AC}（AC 的闭包=ABCD）。

四、范式

（一）第一范式（1NF）

  • 定义：关系中每个属性都是不可再分的原子值（无重复列、无嵌套结构）；
  • 反例：“联系方式”列包含电话+邮箱（可拆分），不满足 1NF；
  • 要求：最基础范式，所有关系模式都需满足。

（二）第二范式（2NF）

  • 定义：满足 1NF + 消除非主属性对候选码的部分函数依赖；
  • 前提：候选码为复合属性集（单属性候选码的关系天然满足 2NF）；
  • 做法：拆分表，将部分依赖的属性单独建表（如原表{学号,课程号,姓名,成绩}拆为：学生表{学号,姓名}、选课表{学号,课程号,成绩}）。

（三）第三范式（3NF）

  • 定义：满足 2NF + 消除非主属性对候选码的传递函数依赖；
  • 做法：拆分表，将传递依赖的属性单独建表（如原表{学号,系别,系主任}拆为：学生表{学号,系别}、系表{系别,系主任}）。

（四）BC 范式（BCNF）

  • 定义：满足 3NF + 消除主属性对候选码的部分/传递依赖（更严格的 3NF）；
  • 核心：所有函数依赖的左部都包含候选码（X→Y 中，X 必是候选码/超码）；
  • 示例：关系模式 R({学号,教师,课程}, F={教师→课程, (学号,课程)→教师})，候选码为{学号,课程}、{学号,教师}，满足 3NF 但不满足 BCNF（教师→课程中，教师不是候选码），需拆分表。

第六章 数据结构与算法

本节 算法基础、线性表、树和二叉树考察较多

由于专业课学习过相关内容，大部分内容从略，略不代表不重要！

第一节 算法基础

一、初识算法

略

二、问题求解方法

解析法、穷举法、迭代法、递归法

三、算法的表示

自然语言、伪代码、流程图

四、算法的分析

第二节 数据结构基础

一、相关术语

二、数据结构三要素

（一）数据逻辑结构

元素间固有关系，与在计算机中存储位置无关

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（二）数据物理结构

数据在计算机中存储的方式

  1. 顺序存储
  2. 链式存储

第三节 线性表

一、定义

具有相同数据类型的 n 个数据元素的有限序列，可表示为为 L=（a1，a2，……，an）

特点 1：元素个数有限，可以为 0 特点 2：元素具有顺序性，即有先后次序 特点 3：每个元素占相同大小的存储空间 特点 4：除 a1 外，其它元素有且仅有一个直接前驱 特点 5：除 an 外，其它元素有且仅有一个直接后继

二、线性表的顺序存储

线性表的顺序存储又称顺序表

特点：【随机访问/存取】

  • 即 根据序号可方便找到该元素
  • 存储地址：LOC(ai)=LOC(a1)+(i−1)×lLOC(a_i) = LOC(a_1) + (i-1) \times l
  • 查找值：L.data[i]、L.data[i-1]

基本操作有：初始化、获取表长、取值、插入、删除

三、线性表的链式存储

线性表的链式存储又称单链表

双链表：节点有两指针

循环链表：最后一个节点的指针不是 NULL

四、栈与队列

（一）栈

定义：在表的同一端进行插入和删除运算的线性表

  1. 循序存储：初始 S.top=-1,进栈栈顶指针+1 再送值到栈顶元素，出栈先取出元素值，再将指针-1
  2. 链式存储：单链表，没有头节点，Lhead 指向栈顶元素

（二）队列

定义：允许一端进行插入，另一端进行删除的线性表。

  1. 顺序队列：初始 Q.front=Q.rear=0,进出队先送/取值，再指针+1。存在假溢出现象
  2. 循环队列：首尾相连的环状空间
  3. 链队列：同时带有队头指针和队尾指针的单链表

第四节 树和二叉树

一、树、

略

二、二叉树

（一）基本概念

  1. 定义：每个节点最多有 2 棵子树，二叉树的子树严格区分左子树和右子树
  2. 特殊二叉树：满二叉树，完全二叉树

（二）性质

  1. 在二叉树的第 k 层上至多有 (2^{k-1}) 个节点（(k \ge 1)）。

  2. 深度为 h 的二叉树至多有 (2^h - 1) 个节点（(h \ge 1)）。

  3. 对于任意一棵二叉树：

  • 叶子节点数：(n_0)
  • 度为 2 的节点数：(n_2)

则满足： [ n_0 = n_2 + 1 ]

（三）存储结构

顺序存储、链式存储

（四）二叉树的遍历

  1. 先序遍历
  2. 中序遍历
  3. 后序遍历

三、树和二叉树的应用

从未考查过，但也可以复习一下

（一）二叉排序树

  1. 二叉排序树的定义

    • 左子树所有结点值 < 根结点值
    • 右子树所有结点值 > 根结点值
    • 左右子树也都是二叉排序树

  2. 二叉排序树的查找

    • 与根比较，小于查左子树，大于查右子树
    • 查找效率与树的形态有关

（二）哈夫曼树和哈夫曼编码

  1. 哈夫曼树的定义

    • 带权路径长度（WPL）最小的二叉树
    • 只有度为 0 和度为 2 的结点，没有度为 1 的结点

  2. 哈夫曼树的构造

    • 选两个权值最小的结点，构造一棵新二叉树
    • 新根权值为两结点之和，重复直到只剩一棵树

  3. 哈夫曼编码

    • 左 0 右 1（或约定），从根到叶子的路径为编码
    • 前缀编码：任一编码不是另一编码的前缀

第五节 图

本节主要以单选题考旅行商问题，时间充裕也可复习一下图的概念和遍历方法

一、图的基本概念

(一) 图的定义

图是由顶点集合 V和边集合 E组成的非线性数据结构，记为 (G=(V,E))。顶点表示数据元素，边表示元素之间的关系，用于描述多对多的关联关系。

(二) 图的相关术语

  1. 有向图：边有方向，称为弧，由起点指向终点。
  2. 无向图：边无方向，两点之间互相连通。
  3. 完全图：无向完全图中任意两点都有边；有向完全图两点间有两条方向相反的弧。
  4. 子图：顶点和边都取自原图，是原图的一部分。
  5. 邻接、依附、关联：两点有边则邻接，边依附于顶点，边与顶点相互关联。
  6. 度：与顶点相连的边数；有向图分为入度和出度。
  7. 路径：从一个顶点到另一个顶点经过的顶点序列。
  8. 连通、连通图：无向图中任意两点可达，称为连通图。
  9. 强连通、强连通图：有向图中任意两点互相可达，称为强连通图。
  10. 权和网：边带有数值称为权，带权的图称为网。

二、图的存储

(一) 邻接矩阵

邻接矩阵用二维数组存储图。用矩阵元素表示两点之间是否有边及权值，查询边是否存在非常高效。缺点是空间复杂度高，适合稠密图。

(二) 邻接表

邻接表是数组+链表的组合结构。数组存储顶点，每个顶点后挂链表存储邻接点。节省空间，适合稀疏图，遍历邻接点方便，但判断两点是否有边较慢。

三、图的遍历

(一) 深度优先搜索（DFS）

深度优先搜索类似于树的先序遍历，采用递归或栈实现。从起点出发，沿着一条路径一直走到尽头，再回溯走其他分支，特点是先深入后回溯。

(二) 广度优先搜索（BFS）

广度优先搜索类似于层次遍历，使用队列实现。从起点开始，先访问当前顶点的所有邻接点，再依次访问下一层顶点，按层扩散，保证先近后远。

四、图的应用（旅行商问题）

旅行商问题是经典的图应用问题，描述为：一个商人从某城市出发，经过每座城市一次且仅一次，最后回到起点，求总路程最短的回路。在图论中，TSP 等价于在一个带权完全图中，寻找一个权值最小的哈密顿回路,该问题属于 NP 难问题，通常采用近似算法求解，考试重点考查两种策略。

  1. 最短链接策略
1. 将所有边按权重从小到大排序
2. 初始化：每个城市都是独立片段
3. while 边数 < n:
4.     取当前最短的边 (u, v)
5.     如果加入这条边满足以下条件，则加入:
        a) u 和 v 的度数都 < 2 (每个城市最多连两条边)
        b) 加入后不会形成"小回路"(除非是最后一条边闭合大回路)
6. 最后形成的就是一个哈密顿回路
  1. 最近邻点策略
1. 任选一个城市作为起点，标记为已访问
2. while 还有未访问的城市:
3.     从当前城市出发，找到距离最近的未访问城市
4.     移动到该城市，标记为已访问，累加距离
5. 最后从最后一个城市返回起点，闭合回路

两种策略都是近似算法，不一定得到全局最优解，但能在合理时间内给出可用解，是旅行商问题在考试与实际应用中的常用解法。

第六节 查找和排序算法

一、数据查找算法

数据查找算法是用于从一组数据（查找表）中找出满足指定条件的数据元素的算法，核心目标是提高查找效率，以下两种为最基础、最常用的查找算法，简单介绍其核心逻辑与适用场景。

（一）顺序查找

又称线性查找，是最简单的查找算法。

核心逻辑：从数据序列的起始位置开始，依次将每个元素与目标值进行比较，直到找到目标值（查找成功），或遍历完所有元素仍未找到（查找失败）。

适用场景：适用于小规模数据、无序数据序列，实现简单，无需对数据进行预处理，但查找效率较低（最坏情况下需遍历所有元素）。

（二）二分查找

又称折半查找，是高效的查找算法。

核心逻辑：前提是数据序列必须是有序的，每次取序列中间位置的元素与目标值比较：

  • 若中间元素等于目标值 → 查找成功
  • 若目标值小于中间元素 → 在序列左半部分继续查找
  • 若目标值大于中间元素 → 在序列右半部分继续查找

重复上述过程，直至查找成功或确定无目标值（查找失败）。

适用场景：适用于大规模有序数据序列，查找效率远高于顺序查找，但需提前对数据进行排序预处理。

二、数据排序算法

数据排序算法是将一组无序的数据元素，按照指定的规则（如升序、降序）重新排列为有序序列的算法。不同排序算法的时间复杂度、空间复杂度及稳定性不同。

📌 所有示例均以无序序列 [5, 3, 8, 4, 2] 为例，排序目标为升序排列。

（一）插入排序

核心思想：将数据序列分为”有序区”和”无序区”，初始时有序区只包含第一个元素；依次从无序区中取出一个元素，插入到有序区的合适位置（保证插入后有序区仍有序），重复该过程，直至无序区为空。

1. 直接插入排序

核心逻辑：直接将无序区的每个元素，与有序区的元素从后向前依次比较，找到插入位置后直接插入，实现最简单。

排序过程示例（序列：[5, 3, 8, 4, 2]）：

步骤有序区无序区操作说明
初始[5][3, 8, 4, 2]-
1[3, 5][8, 4, 2]取 3，插入到 5 前面
2[3, 5, 8][4, 2]取 8，直接插入末尾
3[3, 4, 5, 8][2]取 4，插入到 3 和 5 之间
4[2, 3, 4, 5, 8][]取 2，插入到最前面

补充说明：

  • 时间复杂度：O(n²)（最坏/平均）
  • 空间复杂度：O(1)
  • 稳定性：✅ 稳定排序
  • 适用场景：小规模数据或接近有序的数据
2. 希尔排序

核心逻辑：又称”缩小增量排序”，是直接插入排序的优化版。通过”增量”将数据序列分组，对每组分别进行直接插入排序；逐步缩小增量，重复分组和排序操作，直至增量为 1。

排序过程示例（序列：[5, 3, 8, 4, 2]，n=5，增量序列：2、1）：

初始：[5, 3, 8, 4, 2]，gap=2

① 按增量分组：
   组①[5,8,2]（下标0,2,4）→ 排序后 [2,5,8]
   组②[3,4]（下标1,3）→ 本身有序

② 合并：[2, 3, 5, 4, 8]

③ gap=1，对整个序列直接插入排序：
   [2] → [2,3] → [2,3,5] → [2,3,4,5] → [2,3,4,5,8]

最终结果：[2, 3, 4, 5, 8]

补充说明：

  • 时间复杂度：O(n²)（最坏）、O(nlog₂n)（平均）
  • 空间复杂度：O(1)
  • 稳定性：❌ 不稳定排序
  • 适用场景：中等规模数据，效率优于直接插入排序

（二）交换排序

核心思想：通过交换无序区中元素的位置，将不符合排序规则的元素调整到合适位置，逐步缩小无序区范围。核心是”比较+交换”。

1. 冒泡排序

核心逻辑：重复遍历待排序序列，依次比较相邻的两个元素，若前一个元素大于后一个元素（升序）则交换；每完成一次遍历，会将无序区中最大的元素”冒泡”到末尾。

排序过程示例（序列：[5, 3, 8, 4, 2]）：

初始：[5, 3, 8, 4, 2]

第1轮：[3,5,8,4,2]→[3,5,4,8,2]→[3,5,4,2,8]  ✓8归位
第2轮：[3,4,5,2,8]→[3,4,2,5,8]                ✓5归位
第3轮：[3,2,4,5,8]→[3,2,4,5,8]                ✓4归位
第4轮：[2,3,4,5,8]                              ✓3归位

最终结果：[2, 3, 4, 5, 8]

补充说明：

  • 时间复杂度：O(n²)（最坏/平均）
  • 空间复杂度：O(1)
  • 稳定性：✅ 稳定排序
  • 适用场景：小规模数据，实现简单但效率较低
2. 快速排序

核心逻辑：采用”分治法”思想：

  1. 选择基准值（pivot）
  2. 分区：小于基准值的放左边，大于的放右边
  3. 递归处理左右子序列，直至子序列长度为 1

排序过程示例（序列：[5, 3, 8, 4, 2]，pivot=5）：

初始：[5, 3, 8, 4, 2]

① 分区（pivot=5）：
   左指针找>5，右指针找<5，交换后：
   [2, 3, 4, |5|, 8]
   左子序列[2,3,4]  右子序列[8]

② 递归左子序列[2,3,4]（pivot=2）：
   [2, |3,4|] → 已有序

③ 递归右子序列[8]：单个元素，无需处理

合并：[2, 3, 4, 5, 8]

补充说明：

  • 时间复杂度：O(nlog₂n)（平均）、O(n²)（最坏）
  • 空间复杂度：O(log₂n)（递归栈）
  • 稳定性：❌ 不稳定排序
  • 适用场景：大规模数据，实际应用效率较高

（三）选择排序

核心思想：每次从无序区中找到”最小元素”（升序），将其与无序区的第一个元素交换位置，使该元素进入有序区。核心是”先选择，再交换”。

1. 简单选择排序

核心逻辑：直接遍历无序区，找到最小元素，与无序区第一个元素交换，每次遍历最多交换 1 次。

排序过程示例（序列：[5, 3, 8, 4, 2]）：

轮次无序区最小元素交换操作结果序列
1[5,3,8,4,2]22↔5[2, 3, 8, 4, 5]
2[3,8,4,5]3无需交换[2, 3, 8, 4, 5]
3[8,4,5]44↔8[2, 3, 4, 8, 5]
4[8,5]55↔8[2, 3, 4, 5, 8]

补充说明：

  • 时间复杂度：O(n²)（最坏/平均）
  • 空间复杂度：O(1)
  • 稳定性：❌ 不稳定排序
  • 适用场景：小规模数据，交换次数少
2. 堆排序

核心逻辑：基于”堆”（完全二叉树）实现，升序排序采用大顶堆：

  1. 将无序序列构建成大顶堆（堆顶为最大元素）
  2. 堆顶与堆尾交换，最大元素归位
  3. 调整剩余元素重新成大顶堆，重复步骤 2-3

前置知识：父节点下标 i → 左子 2i+1，右子 2i+2（从 0 开始）

排序过程示例（序列：[5, 3, 8, 4, 2]）：

① 构建大顶堆：
   初始：[5,3,8,4,2]
   调整下标1(3)：3<4 → 交换 → [5,4,8,3,2]
   调整下标0(5)：5<8 → 交换 → [8,4,5,3,2] ✓大顶堆完成

② 交换堆顶与堆尾，调整堆：
   [8,4,5,3,2] → 交换8↔2 → [2,4,5,3,|8|]
   调整[2,4,5,3]成大顶堆 → [5,4,2,3,|8|]

③ 重复：
   [5,4,2,3,|8|] → 交换5↔3 → [3,4,2,|5,8|] → 调整 → [4,3,2,|5,8|]
   [4,3,2,|5,8|] → 交换4↔2 → [2,3,|4,5,8|] → 调整 → [3,2,|4,5,8|]
   [3,2,|4,5,8|] → 交换3↔2 → [|2,3,4,5,8|]

最终结果：[2, 3, 4, 5, 8]

补充说明：

  • 时间复杂度：O(nlog₂n)（最坏/平均）
  • 空间复杂度：O(1)
  • 稳定性：❌ 不稳定排序
  • 适用场景：大规模数据，效率高于简单选择排序

（四）归并排序

核心思想：采用”分治法”，核心是”先分后合”：

  1. 分：将序列递归拆分为长度为 1 的子序列
  2. 合：将两个有序子序列合并为一个有序序列（双指针比较）
  3. 重复合并，直至得到完整有序序列

排序过程示例（序列：[5, 3, 8, 4, 2]）：

① 拆分阶段：
   [5,3,8,4,2]
   ├── [5,3] ──┬─ [5]
   │           └─ [3]
   └── [8,4,2] ──┬─ [8]
                 └─ [4,2] ──┬─ [4]
                            └─ [2]

② 合并阶段：
   [5]+[3] → [3,5]
   [4]+[2] → [2,4]
   [8]+[2,4] → [2,4,8]
   [3,5]+[2,4,8] → [2,3,4,5,8] ✓

最终结果：[2, 3, 4, 5, 8]

补充说明：

  • 时间复杂度：O(nlog₂n)（最坏/平均）
  • 空间复杂度：O(n)（需额外合并空间）
  • 稳定性：✅ 稳定排序
  • 适用场景：大规模数据，尤其要求稳定排序的场景

📊 算法对比速查表

算法平均时间复杂度最坏时间复杂度空间复杂度稳定性适用场景
顺序查找O(n)O(n)O(1)-小规模/无序数据
二分查找O(log₂n)O(log₂n)O(1)-大规模有序数据
直接插入排序O(n²)O(n²)O(1)✅小规模/近有序数据
希尔排序O(nlog₂n)O(n²)O(1)❌中等规模数据
冒泡排序O(n²)O(n²)O(1)✅小规模数据
快速排序O(nlog₂n)O(n²)O(log₂n)❌大规模数据（常用）
简单选择排序O(n²)O(n²)O(1)❌小规模数据
堆排序O(nlog₂n)O(nlog₂n)O(1)❌大规模数据
归并排序O(nlog₂n)O(nlog₂n)O(n)✅大规模+稳定排序需求

第七节 程序基础

一、相关术语

（一）程序

程序就是一系列操作步骤。计算机程序就是由人事先规定的让计算机完成某项工作的操作步骤，是指令的有序集合。

  1. 对数据的描述：指定数据的类型、结构、取值范围等，即数据结构。
  2. 对数据操作的描述：指定对数据进行处理的步骤与方法，即算法。

（二）程序设计

程序设计是指利用计算机语言，将解决问题的思路转化为计算机可执行程序的过程，包含以下阶段：

  1. 分析阶段：明确需求、确定问题、分析可行性。
  2. 设计阶段：设计算法、数据结构与程序整体结构。
  3. 编码阶段：使用程序设计语言编写源代码。
  4. 测试阶段：通过测试用例检查程序功能、性能等是否符合要求。
  5. 调试和运行阶段：修正程序错误，优化程序并投入运行。

（三）程序设计语言

程序设计语言是人与计算机之间交流的工具，是用于编写计算机程序的符号、语法和规则的集合。 作用：将人的逻辑意图转化为计算机可识别、可执行的指令。

二、计算机语言

  1. 机器语言
  • 由二进制代码 0 和 1 组成，是计算机唯一能直接识别和执行的语言。
  • 优点：执行效率最高、速度最快。
  • 缺点：可读性极差、难以记忆、编程复杂、可移植性差。
  1. 汇编语言
  • 用助记符代替机器语言的二进制指令（如 ADD、MOV），属于符号化的机器语言。
  • 本质仍面向硬件，与机器语言一一对应。
  • 优点：比机器语言易读、执行效率高。
  • 缺点：通用性差、依赖硬件、开发效率低。
  1. 高级语言
  • 接近自然语言与数学表达式，不依赖具体硬件，可移植性强。
  • 必须经过编译或解释后，计算机才能执行。
  • 常见：Python、Java、C、C++、C# 等。
  • 优点：易学易用、开发效率高、可读性强、可移植性好。

三、程序设计方法

（一）结构化程序设计

结构化程序设计又被称为面向过程的程序设计，其编程思想是以事件/过程为中心，将问题分解为一系列过程或函数来实现。

  1. 自顶向下、逐步求精：从整体到局部，逐层分解问题。
  2. 单入单出的控制结构：只使用顺序、选择、循环三种基本控制结构。
  3. 模块化设计：将复杂程序拆分为多个功能独立的模块。

（二）面向对象程序设计

面向对象程序设计的编程思想是以对象为中心，将数据与操作封装为对象，通过对象间的交互实现功能。

  1. 基本概念

    • 对象：现实世界中具体的事物，是数据和操作的封装体。
    • 类：对具有相同属性和行为的对象的抽象，是对象的模板。
    • 属性：对象的静态特征（如姓名、年龄）。
    • 方法：对象的动态行为（如说话、运行）。

  2. 基本特征

    • 封装：将对象的属性和方法结合，隐藏内部实现，只对外提供接口。
    • 继承：子类可以继承父类的属性和方法，提高代码复用性。
    • 多态：同一操作作用于不同对象，产生不同结果，增强程序灵活性。

第七章 Python 程序设计

略，近年题目也可使用 C 语言

第二部分 信息技术教育教学知识

第一章 课程标准

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一、课程性质与课程理念

（一）课程性质

普通高中信息技术课程是一门旨在全面提升学生信息素养，帮助学生掌握信息技术基础知识与技 能、增强信息意识、发展计算思维、提高数字化学习与创新能力、树立正确的信息社会价值观和责 任感的基础课程。

（二）基本理念

  1. 坚持立德树人的课程价值观，培养具备信息素养的中国公民
  2. 设置满足学生多元需求的课程结构，促进学生的个性化发展
    • 必修（数据与计算、信息系统与社会）、选择性必修、选修
  3. 选择体现时代性和基础性的课程内容，支撑学生信息素养的发展
    • 学科大概念：数据、算法、信息系统和信息社会
    • 实现信息技术知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的统一
  4. 培育以学习为中心的教与学关系，在问题解决过程中提升信息素养
  5. 构建基于学科核心素养的评价体系，推动数字化时代的学习创新

二、学科核心素养与课程目标

（一）学科核心素养

1. 信息意识
  • 定义：是指个体对信息的敏感度和对信息价值的判断力。
  • 具备信息意识的学生能够：
    • 根据解决问题的需要，自觉、主动地寻求恰当的方式获取与处理信息；
    • 能够敏锐感觉到信息的变化，分析数据中所承载的信息，采用有效策略对信息来源的可靠性、内容的准确性、指向的目的性做出合理判断，对信息可能产生的影响进行预期分析，为解决问题提供参考；
    • 在合作解决问题的过程中，愿意与团队成员共享信息，实现信息的更大价值。
  • 核心要点：
    1. 自觉主动地获取信息
    2. 判断和评估信息的价值
    3. 共享和合作的解决问题
2. 计算思维
  • 定义：是指个体运用计算机科学领域的思想方法，在形成问题解决方案的过程中产生的一系列思维活动。
  • 具备计算思维的学生：
    • 在信息活动中能够采用计算机可以处理的方式界定问题、抽象特征、建立结构模型、合理组织数据；
    • 通过判断、分析与综合各种信息资源，运用合理的算法形成解决问题的方案；
    • 总结利用计算机解决问题的过程与方法，并迁移到与之相关的其他问题解决中。
  • 核心要点：
    1. 分析问题并建立模型
    2. 设计算法，解决问题
    3. 对过程进行总结并迁移
3. 数字化学习与创新
  • 定义：是指个体通过评估并选用常见的数字化资源与工具，有效地管理学习过程与学习资源，创造性地解决问题，从而完成学习任务，形成创新作品的能力。
  • 具备数字化学习与创新的学生：
    • 能够认识数字化学习环境的优势和局限性，适应数字化学习环境，养成数字化学习与创新的习惯；
    • 掌握数字化学习系统、学习资源与学习工具的操作技能，用于开展自主学习、协同工作、知识分享与创新创造，助力终身学习能力的提高。
  • 核心要点：
    1. 适应环境并养成创新习惯
    2. 掌握其技能并助力终身学习
4. 信息社会责任
  • 定义：是指信息社会中的个体在文化修养、道德规范和行为自律等方面应尽的责任。
  • 具备信息社会责任的学生：
    • 具有一定的信息安全意识与能力，能够遵守信息法律法规，信守信息社会的道德与伦理准则，在现实空间和虚拟空间中遵守公共规范，既能有效维护信息活动中个人的合法权益，又能积极维护他人合法权益和公共信息安全；
    • 关注信息技术革命所带来的环境问题与人文问题；对于信息技术创新所产生的新观念和新事物，具有积极学习的态度、理性判断和负责行动的能力。

（二）课程目标

  • 旨在全面提升全体高中学生的信息素养。
  • 课程通过提供技术多样、资源丰富的数字化环境，帮助学生掌握数据、算法、信息系统、信息社会等学科大概念。
  • 了解信息系统的基本原理，认识信息系统在人类生产与生活中的重要价值。
  • 学会运用计算思维识别与分析问题，抽象、建模与设计系统性解决方案。
  • 在数字化学习与创新过程中形成对人与世界的多元理解力。
  • 理解信息社会特征，自觉遵循信息社会规范，负责、有效地参与到社会共同体中，成为数字化时代的合格中国公民。

2025 版：

  1. 树立正确价值观，形成信息意识。
  2. 初步具备解决问题的能力，发展计算思维。
  3. 提高数字化合作与探究的能力，发扬创新精神。
  4. 遵守信息社会法律法规，践行信息社会责任。

三、课程结构

（一）设计依据

  1. 以立德树人为课程设计的指导思想
  2. 按照普通高中课程方案设置课程结构与内容
  3. 参照国际信息技术教育研究的最新成果
  4. 依据信息技术学科的自身发展特征

(二)结构

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  1. 必修课程 是全面提升高中学生信息素养的基础，强调信息技术学科核心素养的培养，渗透学科基础知识与 技能，是每位高中学生必须修习的课程，是选择性必修和选修课程学习的基础。
  2. 选择性必修（不用背） 是根据学生升学、个性化发展需要而设计的，分为升学考试类课程和个性化发展类课程。选择性 必修课程旨在为学生将来进入高校继续开展与信息技术相关方向的学习以及应用信息技术进行创新、 创造提供条件。
  3. 选修 是为满足学生的兴趣爱好、学业发展、职业选择而设计的自主选修课程，为学校开设信息技术 校本课程预留空间。

四、课程内容（有余力背）

（一）必修课程

  • 模块 1：数据与计算

    • 通过本模块的学习，学生能认识到数据在信息社会中的重要价值，合理处理与应用数据，掌握算法与程序设计的基本知识，根据需要运用数字化工具解决生活与学习中的问题，认识到人工智能在信息社会中越来越重要的促进作用，逐步成为信息社会的积极参与者。
    • 本模块包括“数据与信息”“数据处理与应用”“算法与程序实现”三部分内容。

  • 模块 2：信息系统与社会

    • 通过本模块的学习，学生能了解人、信息技术与社会的关系，认识信息系统在社会中的作用，合理使用信息系统解决生活、学习中的问题，理解信息安全对当今社会的影响，能安全、守法地应用信息系统。
    • 本模块包括“信息社会特征”“信息系统组成与应用”“信息安全与信息社会责任”三部分内容。

（二）选择性必修课程

  • 模块 1：数据与数据结构

    • 通过本模块的学习，学生能进一步了解数据（包括大数据）的作用，在掌握常用数据结构的概念、特点、操作、编程实现方法等内容的基础上，能对简单的数据问题进行分析，选择恰当的数据结构，并用一种程序设计语言编程实现，在问题解决过程中对数据抽象、数据结构的思想与方法有初步的认识。
    • 本模块包括“数据及其价值”“数据结构”“数据结构应用”三部分内容。

  • 模块 2：网络基础

    • 通过本模块的学习，学生应了解计算机网络的核心概念与发展历程，了解常用网络设备的功能，能通过网络命令查询网络及设备的工作状态、发现联网故障，认识物联网对社会发展的影响，能使用典型的网络服务解决生活与学习中的问题，利用信息技术分享网络资源，具备网络应用安全意识。
    • 本模块包括“网络基本概念”“网络协议与安全”“物联网”三部分内容。

  • 模块 3：数据管理与分析

    • 通过本模块的学习，学生应了解数据管理与分析技术，能根据需求分析，形成解决方案；能选择一种数据库工具对数据进行管理，从给定数据中提取有用信息并应用于实际问题解决中；在活动过程中形成对数据特征、数据价值、数据管理思想与分析方法的认识。
    • 本模块包括“数据需求分析”“数据管理”“数据分析”三部分内容。

  • 模块 4：人工智能初步

    • 通过本模块的学习，学生应该了解人工智能的发展历程及概念，能描述典型人工智能算法的实现过程，通过搭建简单的人工智能应用模块，亲历设计与实现简单智能系统的基本过程与方法，增强利用智能技术服务人类发展的责任感。
    • 本模块包括“人工智能基础”“简单人工智能应用模块开发”“人工智能技术的发展与应用”三部分内容。

  • 模块 5：三维设计与创意

    • 通过本模块的学习，学生能够理解基于数字技术进行三维图形和动画设计的基本思想与方法，能够结合学习与生活的实例设计三维作品并发布，体验利用数字技术进行三维创意设计的基本过程与方法。
    • 本模块包括“三维设计对社会的影响”“三维作品设计与创意”“三维作品发布”三部分内容。

  • 模块 6：开源硬件项目设计

    • 通过本模块的学习，学生能搜索并利用开源硬件及相关资料，体验作品的创意、设计、制作、测试、运行的完整过程，初步形成以信息技术学科方法观察事物和求解问题的能力，提升计算思维与创新能力。
    • 本模块包括“开源硬件的特征”“开源硬件项目流程”“基于开源硬件的作品设计与制作”三部分内容。

（三）选修课程

  • 模块 1：算法初步

    • 通过本模块的学习，学生应该理解利用算法进行问题求解的基本思想、方法和过程，掌握算法设计的一般方法；能描述算法，分析算法的有效性和效率，利用程序设计语言编写程序实现算法；在解决问题的过程中能自觉运用常见的几种算法。
    • 本模块包括“算法基础”“常见算法及程序实现”“算法应用”三部分内容。

  • 模块 2：移动应用设计

    • 通过本模块的学习，学生能够了解常用移动终端的功能与特征，形成移动学习的意识，掌握移动应用设计与开发的思想方法，根据需要设计适当的移动应用，创造性地解决日常学习和生活中的实际问题。
    • 本模块包括“移动技术对社会的影响”“移动应用功能设计与开发”“移动应用中的信息安全”三部分内容。

五、学业质量

  1. 学业质量是学生在完成本学科课程学习后的学业成就表现。
  2. 学业质量标准是以本学科核心素养及其表现水平为主要维度，结合课程内容，对学生学业成就表 现的总体刻画。
  3. 依据不同水平学业成就表现的关键特征，学业质量标准明确将学业质量划分为不同水平，并描述 了不同水平学习结果的具体表现。

六、实施建议

（一）教学建议

  • 凸显“学主教从、以学定教、先学后教”的专业路径
    1. 领会学科核心素养内涵，全面提升学生信息素养
    2. 把握项目学习本质，以项目整合课堂教学
      • 基于项目的学习是指学生在教师引导下发现问题，以解决问题为导向开展方案设计、新知学习、实践探索，具有创新特质的学习活动。
      • 开展项目学习时，要创设适合学生认知的活动情境，引导他们利用信息技术开展项目实践、形成作品。
    3. 重构课堂教学组织方式，加强学生探究性学习
      • 学生是项目的设计者、实施者和项目成果的推介者，教师是引领者和咨询者。
    4. 创设数字化学习环境，为学生提供丰富的课程资源

（二）评价建议

  • 评价的主要目的是促进学生的学习，改善教师的教学，完善教学方案的设计。
  • 教学评价应遵循以下原则：
    1. 强调评价对教学的激励、诊断和促进作用，发挥评价的导向功能
    2. 评价应面向全体学生，尊重学生的主体地位，促进学生的全面发展
    3. 评价应公平公正，注重过程性评价与总结性评价相结合
    4. 评价应科学合理，提高评价的信度和效度

（三）学业水平考试命题建议

1. 学业水平合格性考试
  • 是对学生基础知识和基本技能掌握情况的标准参照考试，考核内容以必修课程两个模块为基础。
2. 学业水平等级性考试
  • 主要用于学生升学，考查知识与技能、能力，把对能力的考核放在首要位置。
3. 命题建议
  1. 关注品德教育，有机渗透情感、态度与价值观教育。
  2. 以考查学科核心素养为出发点，注重基础知识与基本技能的考核。
  3. 围绕学科核心素养设计命题指标，关注学生发展，突出能力考核。
  4. 试题设计要体现学以致用思想，注重信息技术与现实生活的结合。

第二章 教学评价

第一节 评价功能和类型

一、评价功能

  1. 诊断功能【识别问题】
  • 教师可了解学生的水平与现存问题，为针对性指导提供依据；学生能明确自身与目标的差距，找准后续学习的发力点。
  1. 改进功能【采取行动】
  • 借助评价的反馈信息，调节教学活动、帮助师生反思不足、优化教学策略，最终让教与学在动态优化中不断提升。
  1. 激励功能【激发动力】
  • 以评价激发并维持学生内在学习动力，调动潜力，提升学习积极性与创造性。
  1. 导向功能【明确方向】
  • 将评价标准提前告知学生，引导其向预定目标发展，使学习逐步接近目标。

二、评价类型

分类维度类型特点
按评价主体分自我评价对自己进行评价；增进自我理解和自我改善，但可能带有主观倾向
他人评价别人对自己评价；反馈客观全面，可信度高，但易受评价者的偏好影响
按评价方式分定量评价用数据指标进行评价，如分数、等级、正确率等
（补充）定性评价用描述语言进行评价，如评语、观察记录、学习档案袋等
按评价功能分诊断性评价教学活动前，了解学生的准备情况，以此决定采用的教学方式
形成性评价教学过程中，监测学习进度，提供反馈，及时调整和优化教学策略
终结性评价教学活动后，重点评估学习结果，用于划分等级、评定教学的有效性

第二节 评价实施

一、布鲁姆学习目标（理解）

1. 认知目标
  • 强调对知识的理解和运用，包括：记忆、理解、应用、分析、综合、评价。
  • 可采用的评价方式：考试（笔试）、作业
2. 技能目标
  • 强调学生的实际操作能力，包括：操作技能、分析问题、解决问题、创新能力。
  • 可采用的评价方式：实践考核（上机）、项目评估（作品）
3. 情感目标
  • 关注学生的情感和态度，包括：积极的态度、正确的价值观、创造性思维、团队合作。
  • 可采用的评价方式：问卷调查、观察记录

二、评价量规表

1. 评价指标
  • 依据教学目标对评价内容进行细化分解，设定了多个评价维度。每个维度还应具有清晰、可操作的要求，确保学生明确预期。
2. 评价系数
  • 依据各评价内容在学习目标中的重要性，合理分配权重比例。
3. 评价主体
  • 为体现评价主体多元化和以学生为中心的评价理念，设置自评、组评、师评（≤50%）。
4. 评价方式
  • 在定量评分的基础上，为了更公平和更全面的反映评价结果，还应设置定性评价方式，如评语、改进建议等。
【作品类评价指标】
评价项评价标准
主题与功能围绕主题展开，作品结构完整，能够实现预期功能与表达效果。
技术与实现能选用恰当的工具实现，技术应用合理，体现较高的技术熟练度。
界面与美观界面设计协调美观，排版布局合理，能呈现良好视觉效果。
创造与特色对素材进行有创意加工，表达形式新颖，体现作品个性与独特性。
过程参与度制作态度积极认真，全过程主动参与，能协助完成共同目标。
【项目类评价指标】
环节评价要点
项目引入选题源于现实问题，主题明确，有信息价值与可行性。
项目规划明确项目目标与团队分工，制定初步实施方案。
项目探究团队协作良好，分工明确，沟通顺畅；能有效获取和处理信息。
项目实施能运用数字化工具与计算思维，按计划推进项目任务。
项目总结能有逻辑且可视化地呈现项目方案成果，并进行反思，提出改进建议。

第三章 教学实施

本章必考，一般出现在 19 题

第一节 教学准备

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一、学情分析

  • 分析内容

    • 基础维度：知识基础、学习能力、学习兴趣、学习习惯以及个体差异等
    • 专业维度：信息素养水平、数字工具使用经验、逻辑思维能力等

  • 分析途径

    • 问卷调查、前置作业、学习成果分析等

二、教学资源

（一）内容资源（课前预设的）
  1. 微课视频
    • 针对某一小知识点或技能操作的短视频，时长 5~10min
    • 学生可以自主步调学习
  2. 导学案 / 学习任务单 / 学习单
    • 引导学生自学和时间的材料
  3. 板书
    • 知识框架、重难点、解释说明
  4. 其它
    • 课件、习题集、量规表……
（二）数字化资源
  1. 硬件设备
    • 教师机、学生机、移动终端、实践设备
  2. 软件工具
    • 学习软件：办公软件类、多媒体类、编程类……
    • 教学辅助软件：电子白板软件、课堂管理软件……
  3. 在线平台
    • 国家中小学智慧教育平台、在线文档协作/编程平台……
（三）动态资源
  • 也称生成性资源，是在课堂教学中师生互动生成的资源，具有即时性和灵活性
  • 如：学生的提问、讨论记录、学生作品、课堂观察记录……

三、设计教学活动

  • 核心理念：以“学生”为中心、“教-学-评”一体化
  • 基本环节（单课时、大单元）
    • 导入新课：引入学习主题、激发学习兴趣、营造良好学习氛围
    • 新课讲授：运用多种教学策略，引导学生理解和掌握知识点
    • 课堂小结：对所学的关键内容进行系统梳理，帮助学生回顾要点
    • 课后作业：检验巩固所学知识、促进知识的迁移与应用

四、课后反思

  • 途径/手段：教学日志记录、同行研讨交流、学生反馈收集等
  • 主要内容
    1. 教学准备的充分性：教学目标、内容、资源是否匹配目标与学生实际
    2. 教学目标的达成度：学生是否掌握核心知识与能力，成效是否达标
    3. 教学策略的适切性：教学方法是否契合学生特点，能否激发学习兴趣与主动性
    4. 学生反馈的积极性：学生课堂参与度、成果及课堂氛围，对教学的接受度与满意度
    5. 教师的专业成长：总结教学经验与不足，明确后续优化方向

五、教学注意事项

（1）课前准备阶段

  • 检查教学所需的设备和网络环境，确保计算机、网络及相关软件运行正常
  • 提前准备好课件、素材、任务单等教学资源，并上传至教学平台或分发给学生
  • 确保教室或机房整洁、安全、通风良好

（2）课堂实施阶段

  • 维持良好的课堂秩序，特别是在机房教学中，应关注学生是否专注、是否存在违规操作
  • 做好技术应急准备，针对网络故障、软件打不开等问题，备有可行的替代方案
  • 对于学生操作能力的差异，教师应给予适当关注和个别辅导，帮助学生顺利完成学习任务

（3）课后整理阶段

  • 及时保存学生的学习成果和操作数据，如作品、记录、平台数据等
  • 督促学生规范关机、归位设备、清理无效文件，维护良好教学环境

第二节导入新课

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一、常用方法

  1. 开门见山
    • 教师用简明扼要的语言直接概述新课主要内容，采用简洁语言快速进入新知识点。
  2. 温故知新
    • 教师通过与学生一起复习与新知识有关的旧知识，自然过渡到新知识的介绍。
  3. 创设情境
    • 构建与新课紧密相关的情境（如生活实例、作品、游戏）等，引发学生思考进而过渡新课。

二、教学组织

  1. 营造氛围【前】
    • 教师通过创设情境、提出问题，吸引学生的注意力，使其产生进一步探索的欲望。
  2. 学生参与【中】
    • 在学生被吸引后，教师应引导他们主动参与，如展开讨论、互动活动等。
  3. 点明关联【后】
    • 教师对前面的讨论或活动进行总结归纳，提炼出本节课的内容，并自然过渡到新课内容。

三、设计意图

  1. 初步感知
    • 导入与本节课的教学主题/核心内容（描述具体内容）紧密相关，帮助学生快速明确学习内容，使其对本节课的教学内容有初步的认知，为后续学习奠定基础。
  2. 激发兴趣
    • 通过具体导入形式（描述具体导入形式，如营造的 ×× 情境），激发学生的学习兴趣，使他们对即将学习的内容产生好奇心，主动投入新知识的探索。
  3. 引发思考
    • 通过在导入环节设置的问题或探究活动（描述具体问题或探究活动），引导学生对新知识进行初步思考，鼓励他们用已有知识尝试探究，培养探索意识。
  4. 搭建桥梁
    • 借助旧知回顾/问题引导（描述具体方式，如旧知回顾、问题引导等），帮助学生在已有认知的基础上构建新知识，使其理解更加自然，增强知识的连贯性和系统性。

第三节 新课讲授

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一、常用方法

① 讲授法：教师语言连贯地向学生讲授知识，是以教师为主体的一种教学方法。

② 演示操作法：教师通过实际操作演示教学内容，帮助学生直观理解和掌握技能。

③ 自主探究法：学生在教师引导下独立思考、主动探索问题，培养自主学习能力。

④ 合作探究法：学生通过小组合作，共同分析问题、交流思路，完成探究性学习任务。

⑤ 提问启发法：教师向学生提出问题，要求学生回答，通过问答的形式来引导学生获取知识。

⑥ 任务驱动法：教师设计一个或多个与教学内容相关的任务；在任务驱动下，学生主动分析需解决的问题；在教师帮助下，通过合作完成任务并掌握相关知识。

  • 教学过程：创设情境→提出任务→分析任务→完成任务→总结评价。

⑦ 项目学习法：围绕真实待解决项目，引导学生亲历全流程环节；项目以任务为基础，通过完成一系列关联任务，学生在解决问题中提升信息素养。

  • 教学过程：项目引入→项目规划→项目探究→项目实施→项目总结。

二、方法选择依据

依据说明
依据教学目标不同层次的教学目标需要匹配相应的教学方法
依据教学内容特点教学内容的性质、结构和复杂程度直接影响教学方法的选择
依据学生实际特点学生的知识基础、认知水平、学习风格会影响他们对不同教学方法的接受度
依据教师的自身素质教学方法的有效实施依赖于教师的专业素养、教学风格和技能水平
依据教学环境条件教学环境（如课堂设备、技术支持、教学资源等）对教学方法的实施有影响

三、教学组织

时间段解释说明
前-有方向通用符合学情、难度适宜/有梯度、呈现范例/评价表
分组形式-组内异质、人数-4~6、分工-明确
讲演把握时机和时长、少而精
中-有参与学生带着问题/任务参与其中
教师及时进行巡视并给予针对性的指导
后-有反馈通用对学生的回答进行反馈和补充、组织学生展评成果
讲演给学生留时间进行练习

四、设计意图

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（一）发挥主体地位
  1. 切入点 采用任务驱动、探究式学习或合作学习等方式，让学生成为课堂的主动探索者。
  2. 参考话术 （1）提供实践操作机会，引导学生主动探索，在动手实践中理解知识。 （2）鼓励学生自主或合作探究，培养学生的自主学习意识。 （3）让学生成为知识建构的主动者，而非被动接受者。
（二）激发学习动机

通过创设项目情境、设置挑战或提供多样化学习方式，激发学生的学习兴趣，使其主动投入学习。

（三）指明学习方向

通过设定清晰的学习目标、分解任务或提供示范，引导学生掌握有效的学习方法，提高学习效率。

（四）面向全体学生

通过多样化的教学策略，关注不同层次学生的学习需求，确保每位学生都能积极参与，并获得成长机会。

（五）促进深度学习

通过问题驱动、项目实践或跨学科融合等方式，引导学生深入理解知识、灵活运用知识解决实际问题。

（六）培养信息素养
  1. 切入点 引导学生在信息社会中合理使用技术，提升信息素养，使其具备适应未来社会的综合能力。
  2. 参考话术 （1）核心素养 ① 信息意识：促进学生对信息的有效筛选和分析，提高其对信息价值的判断力和批判性思维能力。 ② 计算思维：引导学生对任务/项目完成分解、抽象等流程，制定方案并解决实际问题，提升逻辑思维能力。 ③ 数字化学习与创新：鼓励学生在数字化环境中进行合作交流，提高团队协作能力和创新表达能力。 ④ 信息社会责任：增强学生的信息伦理意识和社会责任感，培育学生具备负责任的数字公民素养。 （2）其他能力 ① 合作能力 ② 迁移能力 ③ 实践能力……
背诵版

① 发挥主体地位【学生参与】：提供动手探究的机会、让学生成为知识建构的主动者，而非被动接受者。 ② 激发学习动机【学生乐学】：营造轻松/有挑战的氛围、引起求知欲望、获得成就感、激发内在兴趣。 ③ 指明学习方向【帮助引导】：明确学习目标、有清晰的学习路径、减少盲目摸索时间、提升学习效率。 ④ 面向全体学生【兼顾全体】：关注全体和个体差异、兼顾不同层次的学生、促进全员成长、因材施教。 ⑤ 促进深度学习【真正掌握】：在探究中提升思维深度、深入理解知识本质、促进知识的迁移与应用。 ⑥ 培养信息素养【各种能力】：4 个核心素养、合作交流能力、动手实践能力、反思和优化能力。

第四节 总结和作业

一、常见方法

（一）课堂总结
  1. 练习应用法 通过实际操作、任务完成、题目练习等方式巩固知识，可设置不同层次的练习，兼顾学生差异。
  2. 作品展评法 组织学生展示作品或项目成果，阐述设计思路与实现过程，开展自评、互评、教师评价。
  3. 知识梳理法 借助思维导图、关键词整理等工具，通过提问引导、小组讨论，系统梳理知识结构。
（二）课后作业
  1. 动手操作类 完善本节课作品或成果，学有余力的学生可额外完成拓展任务。
  2. 搜集资料类 查阅相关学习资料，形成书面报告或思维导图。
  3. 预习新课类 提前预习下一节新课内容，为后续学习做好准备。

二、设计意图

  1. 增强应用意识 运用所学知识解决实际问题，将理论转化为实操技能，促进知识迁移与内化。
  2. 加深知识掌握 通过练习活动夯实知识理解，及时发现薄弱环节、查漏补缺，提升掌握程度。
  3. 反思优化学习 发现学习中的错误与不足，总结经验、优化学习策略，提高学习效率。
  4. 构建体系结构 将零散知识点梳理为清晰脉络，归纳总结、理清逻辑，提升整体认知水平。
  5. 拓展及预习 探索延伸知识，拓宽视野，培养独立思考与自主学习能力； 提前熟悉核心概念，保障学习连贯性，为新课学习奠定基础。

第四章 教学设计

第一节 教学目标

一、主要内容

  1. 教学目标：知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观
  2. 核心素养：核心意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任

二、书写模板

  1. 学生能够_____ ①______，并能运用信息意识对获取的信息进行分析和评估。

    • 空①：基本句式结构为“动词+宾语”，宾语是本课的知识、概念、原理、作品等，不可省。

  2. 学生能够运用计算思维对 **②_** 进行分析，设计步骤/算法/方案解决问题，并能对整个过程进行总结和反思。

    • 空②：为本课的任务、项目或问题，可细节可笼统。

  3. 学生能够运用 **③_** 数字化学习工具，管理学习过程和学习资源，积极开展小组交流和协作学习以及参与创新活动。

    • 空③：为本课用到的工具、平台、资料，可细节可笼统。

  4. 学生能够养成良好的协作意识，保持积极乐观的学习态度，负责任地共享信息和资源。

第二节 教学重难点

一、主要内容

  1. 教学重点：一般为本课的基本概念、操作步骤
  2. 教学难点：一般是概念的理解、操作的易错点、知识的灵活应用

二、书写模板

（1）___________ 的概念理解 / 制作 / 选择 / 区分 / 异同

（2）根据实际情况灵活选择 / 运用 ___________

第三节 教学过程

一、导入新课

【前：氛围】教师展示与课程主题相关的情境：_______。

【中：互动】提出问题 / 任务：_______。

【后：过渡】教师对讨论内容进行总结，点明与新知之间的联系，自然引出新课主题。

二、新课讲授

模板 1：以教师为主

【前：方向】教师讲解并演示 _______，请学生认真观察并记录以下任务答案：

【中：互动】①用到的命令 / 工具 / 设备是什么 ? ②总结教师演示的关键步骤。

【后：反馈】教师对学生的回答进行反馈和补充，最后请学生完成 _____。

模板 2：以学生为主

【前：方向】教师提供相应的微课、学习任务单等教学辅助支架。

【中：互动】学生合作完成相应的任务：_______。

【后：反馈】教师及时巡视并指导，最后师生共同总结涉及的知识和技能要点。

三、巩固总结

本小节考频较低

（一）出示例题

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（二）比赛活动类模板
（三）展评作品类

四、课后作业

本小节高中未考过

（一）动手操作类

模板二：布置分层任务。

  • 基础任务（必做）：结合 __________（指定知识 / 提供素材）， 完成 _______ （任务），

​ 确保掌握核心技能。

  • 拓展任务（选做）：对于学有余力的同学，可尝试 _______（任务），进一步提升实践能力。

  • 提交要求：在规定时间内，将任务成果上传至班级学习平台。

（二）搜集资料类
（三）预习新课类

第四节 板书设计

提纲式、流程式、表格式、图画式

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