持久理解 (DAT-1): 计算机在内部表示数据的方式与向用户解释和显示数据的方式不同。程序用于将数据转换为人们更容易理解的表示形式。
学习目标 DAT-1.A: 解释如何使用位(bits)来表示数据。[技能 3.C]
- DAT-1.A.1 数据值可以存储在变量、项目列表或独立常量中,并可以作为输入传递给过程(或从过程中输出)。
- DAT-1.A.2 计算设备以数字方式表示数据,这意味着任何值的最低级组件都是位(bit)。
- DAT-1.A.3 位(Bit) 是 二进制位(binary digit) 的缩写,其值为 0 或 1。
- DAT-1.A.4 字节(byte) 由 8 个位组成。
- DAT-1.A.5 抽象(Abstraction) 是通过聚焦核心思想来降低复杂性的过程。通过隐藏与当前问题无关的细节,并将相关且有用的细节结合起来,抽象降低了复杂性,使人们能够专注于核心概念。
- DAT-1.A.6 位被分组以表示抽象概念。这些抽象概念包括但不限于数字、字符和颜色。
- DAT-1.A.7 相同的位序列在不同上下文中可能代表不同类型的数据。
- DAT-1.A.8 模拟数据的值随时间平滑变化,而非呈离散间隔变化。模拟数据的一些示例包括音乐的音调和音量、画作的颜色,或短跑运动员在比赛中的位置。
- DAT-1.A.9 使用数字数据来近似现实世界的模拟数据是抽象的一个例子。
- DAT-1.A.10 可以使用 采样技术(sampling technique) 对模拟数据进行精确的数字近似,即按照称为 样本(samples) 的固定间隔测量模拟信号的值。通过测量样本来确定存储每个样本所需的精确位。
学习目标 DAT-1.B: 解释使用位来表示数据的后果。[技能 1.D]
- DAT-1.B.1 在许多编程语言中,整数由固定数量的位表示,这限制了整数值及其数学运算的范围。这种限制可能导致溢出或其他错误。
- DAT-1.B.2 其他编程语言提供了一种抽象机制,使得可表示的整数大小仅受限于计算机内存的大小;考试参考表中所定义的语言即属于这种情况。
- DAT-1.B.3 在编程语言中,用于表示实数的固定位数限制了这些值的范围及其数学运算;这种限制可能导致舍入误差或其他错误。某些实数在计算机存储中以近似值的形式表示。
- 排除说明: 实数的具体范围限制不属于本课程及 AP 考试的考查范围。
学习目标 DAT-1.C: 关于二进制数: a. 计算正整数(十进制,基数 10)的二进制(基数 2)等价形式,反之亦然。[技能 2.B] b. 比较和排序二进制数。[技能 2.B]
- DAT-1.C.1 数制(包括二进制和十进制)用于表示数据。
- DAT-1.C.2 二进制(基数 2)仅使用零和一的组合。
- DAT-1.C.3 十进制(基数 10)仅使用数字 $0 - 9$ 的组合。
- DAT-1.C.4 与十进制类似,位序列中某一位的位置决定了其数值。该数值等于该位的值(0 或 1)乘以其所在位置的位权值。
- DAT-1.C.5 每个位置的位权值由基数对该位置编号求幂得出。位置编号从最右侧开始为 0,向左每增加一个位置,编号加 1。

