普通高中教科书·信息技术选择性必修3 数据管理与分析.pdf

普 通 高 中 教 科 书选择性必修信息技术普通高中教科书信息技术3数据管理与分析Shuju Guanli yu Fenxi选择性必修 选择性必修3信息技术普通高中教科书数据管理与分析广东教育出版社广东教育出版社批准文号：粤发改价格2017434号 举报电话:12358定价：11.13元ook2020信息技术选择性必修1-6封面.indd 32020/5/28 下午2:31信息技术广东教育出版社普 通 高 中 教 科 书徐福荫 主编广州数据管理与分析Shuju Guanli yu Fenxi3选择性必修 ook2020信息技术-8扉页.indd 52020/5/28 下午2:52图书在版编目(CIP)数据信息技术选择性必修3：数据管理与分析/徐福荫主编广州：广东教育出版社，2019.12（2021.1重印）普通高中教科书ISBN 978-7-5548-3030-7.信.徐.计算机课高中教材.G634.671中国版本图书馆CIP数据核字（2019）第202794号 编写单位 广东教育出版社 主 编 徐福荫 副 主 编 朱光明 黄国洪 本册主编 周云虹 王兴芳 核心编写人员（以姓氏笔画为序）丁 辉 邓毅怡 梁爱梅 彭丽欧 责任编辑 严洪超 责任技编 杨启承 陈 瑾 装帧设计 何 维信息技术 选择性必修3 数据管理与分析XINXI JISHU XUANZEXING BIXIU 3 SHUJU GUANLI YU FENXI广 东 教 育 出 版 社 出 版（广州市环市东路472号12-15楼）邮政编码：510075网址：http:/广东新华发行集团股份有限公司发行广东新华印刷有限公司南海分公司印刷（佛山市南海区盐步河东中心路）890毫米1240毫米16开本9.5印张190 000字2019年12月第1版2021年1月第3次印刷ISBN 978-7-5548-3030-7定价：11.13元批准文号：粤发改价格2017434号 举报电话：12315著作权所有请勿擅用本书制作各类出版物违者必究如有印装质量或内容质量问题，请与我社联系。质量监督电话：020-87613102 邮箱：gjs-购书咨询电话：020-877724389Z343.indd 22020/12/3 17:04:211 1前 言信息技术作为当今先进生产力的代表，已经成为我国经济发展的重要支柱和网络强国的战略支撑。信息技术涵盖了获取、表示、传输、存储和加工信息在内的各种技术。自电子计算机问世以来，信息技术沿着以计算机为核心、到以互联网为核心、再到以数据为核心的发展脉络，深刻影响着社会的经济结构和生产方式，加快了全球范围内的知识更新和技术创新，推动了社会信息化、智能化的建设与发展，催生出现实空间与虚拟空间并存的信息社会，并逐步构建出智慧社会。数据管理与分析技术已经广泛应用于人们的日常生活与学习中,成为解决问题的重要方式。有效地管理与分析数据可帮助人们获取有价值的信息，为决策形成提供重要依据。本教科书是针对数据管理技术与数据分析方法的应用而设置的选择性必修模块。通过本教科书的学习，同学们能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解决实际问题中；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。本教科书按“数据需求分析”“数据管理”“数据分析”三部分内容展开，围绕信息技术学科核心素养设计了“中学生膳食和运动习惯的数据管理与分析调查”“中学生体质健康数据管理系统的需求分析与数据建模”“中学生体质健康数据管理系统的数据管理”“中学生体质健康数据管理系统的数据分析”“体验电子商务数据的管理与分析新技术应用”项目范例，教师围绕“情境主题规划探究实施成果评价”的项目范例主线开展教学活动，帮助同学们掌握本教科书的基础知识、方法和技能，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，从而促进同学们的信息素养提升。本教科书要求同学们对现实世界中的真实性问题进行自主、协作、探究学习。同学们围绕“项目选题项目规划方案交流探究活动成果交流活动评价”的项目学习主线开展学习活动，体验“做中学、学中创、创中5Z343.indd 12019/4/1 10:04:34乐”的项目学习理念和“从实践入手、先学后教、先练后讲”的项目学习策略，将知识建构、技能培养与思维发展融入运用数字化工具解决问题和完成任务的过程中，从而促进信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任的信息技术学科核心素养达成。本教科书设置了“项目范例”“项目选题”“项目规划”“方案交流”“探究活动”“项目实施”“成果交流”“活动评价”等学习栏目，指导同学们开展项目学习活动。其中，“项目范例”是教师通过“情境”“主题”“规划”“探究”“实施”“成果”“评价”等活动，引导同学们了解开展项目学习活动的全过程；“项目选题”是同学们从真实世界选择自己感兴趣的项目主题；“项目规划”是同学们根据项目选题，制订自己的项目方案；“方案交流”是同学们展示交流自己设计的项目方案，师生共同探究、完善其方案；“探究活动”是同学们通过“问题”“观察”“分析”“阅读”“思考”“交流”“实践”“实验”“体验”“调查”“讨论”“拓展”等活动，获取知识和技能的过程；“项目实施”是同学们运用在项目学习过程中所获得的知识和技能来完成项目方案；“成果交流”是教师组织同学们展示交流项目成果，共享创造、分享快乐；“活动评价”是教师组织同学们开展项目评价活动。本教科书各章首页的导言，叙述了本章的学习目的与方式、学习目标与内容，让同学们对整章有个总体认识。每章设置了“本章扼要回顾”，通过知识结构图把每章的主要内容及它们之间的关系描述出来，有助于同学们建立自己的知识结构体系。每章结尾的“本章学业评价”设计了基于学业质量水平的测试题，并通过本章的项目活动评价，让同学们综合评价自己在信息技术知识与技能、解决实际问题的过程与方法，以及相关情感态度与价值观的形成等方面，是否达到了本章的学习目标。此外，本教科书为同学们提供了配套学习资源包，里面含有中学生体质健康数据管理系统、MariaDB数据与分析的各Python程序设计的源代码等，为同学们提供数据采集、管理、分析和可视化表达所需的实验数据和环境。当然，同学们还可以自己收集素材，让自己的项目学习作品更有特色。2前言7Z343.indd 22019/9/26 11:29:571 1第一章 数据管理与分析应用概述 1项目范例 中学生膳食和运动习惯的数据管理与分析调查.21.1 数据管理与分析技术.51.1.1.数据管理技术与方法.51.1.2.数据分析技术与方法.101.2 数据管理与分析的重要性及应用价值.131.2.1.数据管理与分析的重要性.131.2.2.数据管理与分析的应用价值.15第二章 需求分析与数据建模 23项目范例 中学生体质健康数据管理系统的需求分析与数据建模.242.1 项目需求分析与解决方案.272.1.1.项目需求分析.272.1.2.项目解决方案.302.2 数据的采集与分类.342.2.1.数据采集的途径.342.2.2.数据的分类.36目 录目 录CONTENTS7Z343.indd 12019/10/9 18:21:402.3 建立关系数据模型.382.3.1.概念模型与E-.R方法.392.3.2.从概念模型到关系数据模型的转换.41第三章 数据管理 49项目范例 中学生体质健康数据管理系统的数据管理.503.1 关系数据库的建立.533.1.1.创建数据库和数据表.533.1.2.修改表的结构.563.1.3.建立表之间的联系.583.1.4.数据库事务的处理.583.2 数据的查询.653.2.1.数据库基本的查询方法.653.2.2.使用结构化查询语言SQL查询数据.713.3 数据的备份与恢复.753.3.1.数据丢失的风险及原因.753.3.2.常见的数据备份与恢复方法.77第四章 数据分析 84项目范例 中学生体质健康数据管理系统的数据分析.854.1数据分析概述.884.1.1.数据分析的方法.884.1.2.数据分析的工具.894.1.3.数据导入.902目录7Z343.indd 22019/10/9 18:21:423 34.1.4.数据导出.914.2 数据处理.934.2.1.数据清洗.934.2.2.数据的合并.964.2.3.数据的计算.994.2.4.数据分组.994.3 描述性分析.1004.3.1.基本统计.1004.3.2.平均值分析法.1024.3.3.分组分析法.1034.3.4.对比分析法.1044.3.5.交叉分析法.1044.3.6.相关分析.1054.3.7.常用的数据分析方法对比.1074.4 数据的可视化表达.1084.4.1.常用图形的绘制.1084.4.2.数据可视化实例1回归分析.1154.4.3.数据可视化实例2聚类分析.118第五章 数据管理与分析的发展趋势 124项目范例 体验电子商务数据的管理与分析新技术应用.1255.1 数据管理与分析的新发展.1275.1.1.数据的多样性与应用场景.1275.1.2.数据管理技术新进展.1285.1.3.数据分析技术新进展.132目录7Z343.indd 32019/10/9 18:21:425.2数据挖掘与大数据的意义.1345.2.1.数据挖掘的意义.1345.2.2.大数据的意义.136附录1 部分术语、缩略语中英文对照表.142附录2项目活动评价表.143目录47Z343.indd 42019/10/9 18:21:421 1第一章数据管理与分析应用概述随着互联网技术、多媒体技术与通信技术的迅猛发展，数据呈现爆炸式增长，数据管理与分析技术已经广泛应用于人们的生活中，成为信息社会中解决问题的重要方式。本章将通过“数据管理与分析调查”项目，进行自主、协作、探究学习，让同学们认识到数据是一种重要的资源；通过科学管理与分析数据，可以使数据实现其应有价值；感受数据管理与分析技术的重要性，从而将知识建构、技能培养与思维发展融入运用数字化工具解决问题和完成任务的过程中，促进信息技术学科核心素养达成，完成项目学习目标。数据管理与分析技术 数据管理与分析的重要性及应用价值5Z343.indd 12019/4/1 10:04:3722第一章 数据管理与分析应用概述中学生膳食和运动习惯的数据管理与分析调查项目范例情 境为了促进学生体质健康发展，激励学生积极进行身体锻炼，根据教育部国家学生体质健康标准（2014年修订），国家要求各地区和各学校开展相关调研工作，并做好数据管理与分析工作。为了认识中学生的膳食和运动习惯，促进学生体质健康发展，为学校食堂和学生膳食个人习惯等方面做出相应的改善建议和措施，某中学进行了一次全校“中学生膳食和运动习惯”的调查活动。主 题中学生膳食和运动习惯的数据管理与分析调查规 划根据项目范例的主题，在小组中组织讨论，利用思维导图工具，制订项目范例的学习规划，如图1-1所示。图1-1“中学生膳食和运动习惯的数据管理与分析调查”项目学习规划5Z343.indd 22019/4/1 10:04:403 3探 究根据项目学习规划的安排，通过调查、案例分析、文献阅读和网上资料搜索，开展“中学生膳食和运动习惯的数据管理与分析调查”项目学习探究活动，如表1-1所示。表1-1“中学生膳食和运动习惯的数据管理与分析调查”项目学习探究活动探究活动学习内容知识技能调查活动的数据管理分析数据管理技术。正确描述数据。认识到数据是一种重要的资源。认识数据管理技术及发展。调查活动的数据分析体验数据分析技术。了解数据分析技术及特征。体验数据分析技术的基本步骤和方法。数据管理与分析的 重 要 性 及 应 用价值体验数据管理与分析的重要性。体验数据管理技术的重要性。感受数据管理与分析技术的重要性。体验数据分析技术的重要性。认识数据的应用价值。数据的预测性价值。数据的挖掘性价值。数据的分析性价