范美英，北京信息职业技术学院副教授，软件与信息学院骨干教师，北京市高等学校青年英才，教师创新团队成员。主要研究领域为Web前端开发技术、移动应用开发技术、软件开发技术、软件UI设计等。曾主持教育部职业教育计算机应用技术专业教学资源库 “Android移动应用开发” 课程子库建设，荣获优秀项目奖。近年来，在各级教师教学能力大赛中屡获奖项。

第1章数据素养概述

11数

111数的产生

从历史上我们了解到，人类的祖先为了生存，过着群居的生活。他们共同劳动，一起分享劳动所得。在长期的共同劳动和生活中，产生了语言，他们有时也会用夹杂着手势的语言来表达感情和交流思想。随着劳动内容的发展，他们的语言不断发展，其中最主要的一个方面就是有了“数”的“色彩”。

如图1-1所示，群居生活中，人们有时满载而归，有时两手空空，“有”与“无”便是早期人类对“数”的认识（颇像二进制中的“0”和“1”）。

图1-1有（右）与无（左）

后来，以个体为单位的群居逐渐发展为以家庭为单位的部落。“有”这个概念逐渐被细分为“一”“二”“三”，而所有大于“三”的数量都被理解为“多”，这便是“数”的雏形以及当时有限的算术知识。

112数的表示

后来，原始人民开启了“农耕”式生活。然而，新问题接踵而至，比如如何记录时节，怎样计算收成等。仅仅使用“一”“二”“三”“多”这些概念去解决这些问题，犹如煎水作冰、蒸沙成饭，于是粒度更加细腻的其他“数”在历史的长河中水到渠成般出现。

由此可以看出，“数”这个字的本义是用来记录数量的自然数（0和1、2、3等正整数），但是不同时期、不同地理位置的人所用的记数符号却大不相同。

斯蒂文·斯特罗加茨在其著作《x的奇幻之旅》（The Joy of x：A Guided Tour of Math，from One to Infinity）中曾这样写道：“把数字看成一堆堆的石头，这个想法听上去也许有点古怪，但其实它跟数学一样古老。英文‘计算’（calculate）这个词来自拉丁文calculus，本义就是一堆用来计数的鹅卵石。”现如今人们在低龄阶段认识数字的时候，仍然使用这种方法，如图1-2所示。

图1-2鹅卵石计数

如图1-3所示，用利器在树皮、兽皮或者石头上刻痕（一个印迹表示“1”），也是我们祖先曾经使用的记数方式。这种刻痕记数的方式随着时间的流逝逐渐被其他方式所替代，但刻痕记事却在历史上广泛使用，直至今日，如人们用碑文来描绘风景、事物或记录事件、人物等，甚至现在广泛使用的印章也留存了它的影子。

第1章数据素养概述1

11数1

12数据8

13数据的价值16

14数据的演变与进化19

15什么是数据素养（Data Literacy）25

16本章小结32

第2章国内外DL教育的现状分析33

21现阶段高校数据素养的涉及领域33

22我国数据素养教育现存问题49

23国外数据素养教育现状72

24本章小结90

第3章迈向DL的第一步：走近Python91

31什么是Python91

32何时用Python97

33何时不该用Python102

34如何用Python103

35Python中的重要概念112

36本章小结125

第4章实践Python与DL的千丝万缕关系127

41在文件中存取数据127

42用Beautiful Soup从网页中读取数据136

43Pandas：分析数据的利剑150

44NumPy & Matplotlib：可视化数据的“宝刀”173

45本章小结198

第5章DL行而不辍，DT未来可期199

51不可不谈的理论199

52不可不知的探索分析方法207

53不可不会的智能计算211

54不可不察的智能计算214

55本章小结226

参考文献227

附录1Python中字符串的常用方法231

附录2Python中列表对象的常用方法235

附录3Python中字典对象的常用方法239

附录4Python 3中的内建函数241

附录5Python 3中有关文件处理的常用方法246

附录6xlrd和xlwt库文件中的常用函数250

附录7正则表达式中的普通字符252

附录8正则表达式中的元字符254

附录9正则表达式中的常用函数258

附录10Series数据对象的常用函数261

附录11DataFrame数据对象的常用函数263

附录12ndarray对象的常用属性268