第2單元編程計(jì)算第1單元初識(shí)數(shù)據(jù)與計(jì)算第3單元認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)第4單元計(jì)算與問(wèn)題解決第5單元數(shù)據(jù)分析與人工智能信息技術(shù)（必修1）5.1走近數(shù)據(jù)分析學(xué)習(xí)目標(biāo)★了解數(shù)據(jù)分析的幾種常用方法。★體驗(yàn)對(duì)比分析和平均分析的—般分析過(guò)程。★了解大數(shù)據(jù)的含義，認(rèn)識(shí)大數(shù)據(jù)分析在信息社會(huì)的重要作用。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市人口和機(jī)動(dòng)車(chē)輛日益增多，城市交通擁堵現(xiàn)象日益嚴(yán)重?？茖W(xué)地發(fā)展和管理公共交通是解決問(wèn)題的有效途徑之一。如何合理安排公交車(chē)輛的發(fā)車(chē)頻率，方便乘車(chē)人選擇交通線(xiàn)路等，都可以通過(guò)數(shù)據(jù)分析來(lái)實(shí)現(xiàn)。本節(jié)我們將圍繞“感受智能公交”項(xiàng)目展開(kāi)學(xué)習(xí)。新課導(dǎo)入

某同學(xué)每天7：00乘坐27路車(chē)去學(xué)校，17：00放學(xué)回家，感覺(jué)往返途中車(chē)，不擁擠；媽媽8：00乘坐49路車(chē)上班，18：00下班，總是抱怨乘車(chē)人太多。你覺(jué)得是什么原因？可以通過(guò)數(shù)據(jù)驗(yàn)證你的想法嗎？任務(wù)一體驗(yàn)公交出行師生討論，提出假設(shè)假設(shè)1：可能49路車(chē)8：00與18：00左右客流量比27路7：00與17：00客流量大。假設(shè)2：

可能8：00與18：00剛好是49路車(chē)的高峰期，而7：00與17：00不是27路車(chē)的高峰期。假設(shè)3：可能某一段時(shí)間內(nèi)49路車(chē)的平均客流量要更大。27路與49路公交線(xiàn)路客流量表時(shí)間段27路49路時(shí)間段27路49路6:00-7:00456115:00-16:0058987:00-8:0012017016:00-17:00701028:00-9:0016021117:00-18:001201259:00-10:0014314918:00-19:0012112310:00-11:005312219:00-20:00655711:00-12:00729920:00-21:00503012:00-13:00596521:00-22:00302513:00-14:005810022:00-23:00161314:00-15:005696假設(shè)1：哪些時(shí)間段，49路車(chē)比27路車(chē)客流量更大呢？你準(zhǔn)備如何進(jìn)行比較？27路與49路公交線(xiàn)路客流量表時(shí)間段27路49路時(shí)間段27路49路6:00-7:00456115:00-16:0058987:00-8:0012017016:00-17:00701028:00-9:0016021117:00-18:001201259:00-10:0014314918:00-19:0012112310:00-11:005312219:00-20:00655711:00-12:00729920:00-21:00503012:00-13:00596521:00-22:00302513:00-14:005810022:00-23:00161314:00-15:005696對(duì)比分析中的橫向?qū)Ρ确治鍪侵冈陬?lèi)似的或同類(lèi)的事物之間進(jìn)行比較，從而揭示兩類(lèi)事物之間的關(guān)系。蛋白質(zhì)排序?qū)Ρ葦?shù)據(jù)，分析方法問(wèn)題1：你知道數(shù)據(jù)如何處理能更直觀看出嗎？以圖形、圖像和動(dòng)畫(huà)等方式可以更為直觀、生動(dòng)地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)以及分析數(shù)據(jù)的結(jié)果，揭示數(shù)據(jù)之間的關(guān)系、趨勢(shì)和規(guī)律等，這種表達(dá)方式被稱(chēng)為數(shù)據(jù)可視化表達(dá)。圖表是最常用的數(shù)據(jù)可視化表達(dá)方式之一。假設(shè)2：如果你想知道49路車(chē)和27路車(chē)的高峰期，你會(huì)對(duì)哪些數(shù)據(jù)進(jìn)行比較呢？對(duì)同一事物不同時(shí)間客流量進(jìn)行對(duì)比分析，這種分析方式被稱(chēng)為縱向?qū)Ρ确治觥?7路與49路公交線(xiàn)路客流量表時(shí)間段27路49路時(shí)間段27路49路6:00-7:00456115:00-16:0058987:00-8:0012017016:00-17:00701028:00-9:0016021117:00-18:001201259:00-10:0014314918:00-19:0012112310:00-11:005312219:00-20:00655711:00-12:00729920:00-21:00503012:00-13:00596521:00-22:00302513:00-14:005810022:00-23:00161314:00-15:005696對(duì)比數(shù)據(jù)，分析方法問(wèn)題：采用什么類(lèi)型的數(shù)據(jù)可視化方式展現(xiàn)49路車(chē)與27路車(chē)的高峰期，比較好？

柱形圖能清楚表示每個(gè)項(xiàng)目的具體數(shù)目，體現(xiàn)不同項(xiàng)目之間的比較；餅圖反映各部分在總體中所占的比例；折線(xiàn)圖反應(yīng)事物隨時(shí)間變化的情況。例如比較不同線(xiàn)路的平均客流量。通過(guò)求得的平均數(shù)來(lái)代表車(chē)輛在一定時(shí)間內(nèi)的一般客流量水平，這樣比較平均數(shù)，就可以知道那條線(xiàn)路客流量更大，這種分析方式稱(chēng)為平均分析法。數(shù)據(jù)計(jì)算，平均分析假設(shè)3：可能某段時(shí)間49路車(chē)的平均客流量大于27路，那么同學(xué)們認(rèn)為，這個(gè)平均客流量如何求解比較合適？怎么能更直觀表現(xiàn)出來(lái)？27路與49路公交線(xiàn)路客流量表時(shí)間段27路49路時(shí)間段27路49路6:00-7:00456115:00-16:0058987:00-8:0012017016:00-17:00701028:00-9:0016021117:00-18:001201259:00-10:0014314918:00-19:0012112310:00-11:005312219:00-20:00655711:00-12:00729920:00-21:00503012:00-13:00596521:00-22:00302513:00-14:005810022:00-23:00161314:00-15:005696善于學(xué)習(xí)，更善于總結(jié)你認(rèn)為橫向?qū)Ρ确治龇ㄅc縱向?qū)Ρ确治龇ㄓ惺裁磪^(qū)別？與平均分析法呢？數(shù)據(jù)分析方法應(yīng)用實(shí)例適用范圍作用橫行對(duì)比分析縱向?qū)Ρ确治銎骄治霾糠质澄镏袪I(yíng)養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)成分對(duì)比表一天中氣溫的變化情況不同食物中蛋白質(zhì)含量的對(duì)比；49路車(chē)與27路車(chē)客流量的對(duì)比同類(lèi)事物比較事物間大小、數(shù)量關(guān)系一天氣溫變化情況；49路車(chē)客流高峰期單一事物展現(xiàn)變化過(guò)程同類(lèi)事物水果類(lèi)食物中蛋白質(zhì)含量的平均值；國(guó)家人口的平均壽命衡量平均水平數(shù)據(jù)分析報(bào)告數(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。通過(guò)報(bào)告不僅把數(shù)據(jù)分析的起因、過(guò)程、結(jié)果及建議完整地展現(xiàn)出來(lái)，還可以為決策者提供科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臎Q策依據(jù)。例如在數(shù)據(jù)分析報(bào)告中，首先要明確數(shù)據(jù)分析的目的和背景，闡述目前存在的問(wèn)題及通過(guò)分析希望解決的問(wèn)題；其次需要描述數(shù)據(jù)來(lái)源和數(shù)據(jù)分析的思路、方法和模型；最后要重點(diǎn)呈現(xiàn)數(shù)據(jù)分析的過(guò)程、結(jié)論和建議?！顒?dòng)1我在哪里假如來(lái)到一個(gè)陌生的地方，需要知道自己所處的具體位置，手機(jī)里的地圖軟件可以很方便地幫助你定位、計(jì)算并推薦去目的地的路線(xiàn)。打開(kāi)地圖軟件，屏幕上的藍(lán)色標(biāo)記就是使用者所處的位置很多地圖軟件還提供了“全景”模式。選擇“查看全景”可以展示實(shí)地拍攝的“全景”照片，如圖所示。在照片上滑動(dòng)手指，可以多角度查看場(chǎng)景。點(diǎn)擊移動(dòng)方向箭頭，場(chǎng)景則根據(jù)位置改變。任務(wù)二體驗(yàn)實(shí)時(shí)公交

讓我們估算一下全景模式下照片數(shù)據(jù)的“體量”。根據(jù)全景照片的拍攝規(guī)則，一個(gè)拍攝點(diǎn)需要多角度拍攝數(shù)張照片進(jìn)行拼接。如果一個(gè)拍攝點(diǎn)需要拍攝8張照片，每張照片的大小約為4MB,1個(gè)拍攝點(diǎn)的照片數(shù)據(jù)量是多少？考慮到地圖的連續(xù)性，如果相鄰拍攝點(diǎn)間隔為16米，那么一條長(zhǎng)1千米的街道需要多少?gòu)堈掌?？?shù)據(jù)量是多少？如果是一個(gè)城市呢？一個(gè)拍攝點(diǎn)需要拍攝8張照片每張照片的大小約為4MB8x4=32（MB）每16米有一個(gè)景點(diǎn)1000÷16≈62（個(gè)）62x32=1984（MB）想一想，一個(gè)城市有多少個(gè)街道？大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)是以容量大、類(lèi)型多、存取速度快、應(yīng)用價(jià)值高為主要特征的數(shù)據(jù)集合，它正快速發(fā)展為對(duì)數(shù)量巨大、來(lái)源分散、格式多樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和關(guān)聯(lián)分析，從中發(fā)現(xiàn)新知識(shí)、創(chuàng)造新價(jià)值、提升新能力的新一代信息技術(shù)和服務(wù)業(yè)態(tài)。大數(shù)據(jù)的意義在于，我們有可能從如此龐雜的數(shù)據(jù)中挖掘出有價(jià)值的數(shù)據(jù)，并運(yùn)用于管理、農(nóng)業(yè)、融、醫(yī)療和教育等各個(gè)社會(huì)領(lǐng)域，為社會(huì)發(fā)展服務(wù)?；顒?dòng)2

公交車(chē)距離我多遠(yuǎn)

在地圖軟件中輸入起點(diǎn)和終點(diǎn)，點(diǎn)擊搜索按鈕就可以獲得所需的公交方案。但是在公交站臺(tái)等車(chē)，久等不來(lái)總令人焦急。實(shí)時(shí)公交信息查詢(xún)軟件則可以實(shí)時(shí)反饋公交車(chē)輛的運(yùn)行信息，提升乘客的出行效率，如圖所示。“體驗(yàn)公交出行”案例與“實(shí)時(shí)公交”案例對(duì)比，同學(xué)們認(rèn)為，要做到實(shí)時(shí)得出公交信息，百度地圖需要獲取與分析那些類(lèi)型的數(shù)據(jù)信息？公交車(chē)的位置信息數(shù)據(jù)、公交線(xiàn)路數(shù)據(jù)、站點(diǎn)停留數(shù)據(jù)等等。大數(shù)據(jù)分析的應(yīng)用面對(duì)海量的數(shù)據(jù)，為了搜索、處理、分析、歸納和總結(jié)其深層次的規(guī)律，大數(shù)據(jù)分析應(yīng)運(yùn)而生。大數(shù)據(jù)分析是指對(duì)規(guī)模巨大的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。它的應(yīng)用日益豐富，例如實(shí)時(shí)公交系統(tǒng)根據(jù)用戶(hù)當(dāng)前位置，迅速定位最近的公交站點(diǎn)，查找系統(tǒng)中公交車(chē)輛的位置數(shù)據(jù)，選出經(jīng)過(guò)該站點(diǎn)所有線(xiàn)路車(chē)輛的即將到站信息，使用戶(hù)可以直觀地在手機(jī)上查看車(chē)輛實(shí)時(shí)位置。用戶(hù)和車(chē)輛的位置信息通常通過(guò)衛(wèi)星定位系統(tǒng)、Wi-Fi熱點(diǎn)和基站的位置確定。（軟件界面）

（公交查詢(xún)）

（線(xiàn)路查詢(xún)）

（時(shí)間及距離查詢(xún)）

實(shí)時(shí)公交信息查詢(xún)軟件可以實(shí)時(shí)反饋公交車(chē)輛的運(yùn)行信息，提升乘客的出行效率。

體驗(yàn)一款實(shí)時(shí)公交軟件，輸入起點(diǎn)和終點(diǎn)，獲取所需的公交方案，并了解公交車(chē)和你之間的距離并填寫(xiě)下表。（高德實(shí)時(shí)公交）實(shí)時(shí)公交信息查詢(xún)軟件使用體驗(yàn)序號(hào)體驗(yàn)并思考問(wèn)題結(jié)果1查看該軟件為用戶(hù)提供了哪些實(shí)用功能？路線(xiàn)、時(shí)間及距離查詢(xún)2如果有條件，乘公交車(chē)出行時(shí)使用該軟件，并回答以下問(wèn)題：1.它所提供的公交車(chē)運(yùn)行信息是否及時(shí)準(zhǔn)確？2.它是否可以提供多種出行方案？基本準(zhǔn)確

可以提供多種出行方案3定位公交車(chē)位置信息需要哪些技術(shù)？它們各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？GPS/北斗定位技術(shù)、3G/4G通信技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)技術(shù)大數(shù)據(jù)分析帶來(lái)價(jià)值的同時(shí)，也在隱私保護(hù)、安全問(wèn)題等方面帶來(lái)危機(jī)。因此，合理、健康地使用大數(shù)據(jù)，遵循“數(shù)據(jù)道德”是我們的必備品質(zhì)。

存儲(chǔ)是分布的呀！“分布式”的存儲(chǔ)為以后“分布式處理”做準(zhǔn)備，“分布”是高效處理的前提，否則大數(shù)據(jù)處理怎么這么快。處理也是分布！在分析之前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)整化是處理階段的重要工作。一切為了提高效率！大數(shù)據(jù)分析的方法有很多，統(tǒng)計(jì)分析和數(shù)據(jù)挖掘也是大數(shù)據(jù)分析。大數(shù)據(jù)采集分布式文件存儲(chǔ)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)分布式處理分析拓展知識(shí)大數(shù)據(jù)分析的流程

因?yàn)榇髷?shù)據(jù)的量大到不能再使用常規(guī)的方法進(jìn)行存儲(chǔ)和處理，所以大數(shù)據(jù)分析和普通的數(shù)據(jù)分析也有所區(qū)別。大數(shù)據(jù)分析的一般流程可以表示如圖：1.某根據(jù)對(duì)上一年各個(gè)季度原材料供應(yīng)商a送貨量及時(shí)率的分析及建模，預(yù)測(cè)本季度該供應(yīng)商的訂單履約率下降2%。該過(guò)程最有可能用到的數(shù)據(jù)分析方法有？()a.平均分析b.縱向?qū)Ρ确治鯿.橫向?qū)Ρ确治鰀.一般分析2.某企業(yè)通過(guò)分析及統(tǒng)計(jì)不同的客戶(hù)對(duì)于同一內(nèi)容的刷新時(shí)間、處理時(shí)間及解決問(wèn)題的時(shí)間等，推測(cè)一般用戶(hù)的使用時(shí)間。該過(guò)程最有可能用到的數(shù)據(jù)分析方法有？（）A.平均分析B.縱向?qū)Ρ确治鯟.橫向?qū)Ρ确治鯠.一般分析鞏固提升BAC案例分析：根據(jù)大數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)人們的出行規(guī)律在美國(guó)舊舉行的kdd2016學(xué)術(shù)會(huì)議上，羅格斯大學(xué)的熊輝等學(xué)者向大家報(bào)告了他們的研究論文。論文指出，北京在2014年的前9個(gè)月就有350名扒手在地鐵交通系統(tǒng)上被抓，490名扒手在公交車(chē)上被抓。因此，他們認(rèn)為可以通過(guò)對(duì)北京智能公交一卡通數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，根據(jù)異常交通記錄分析來(lái)抓小