手机的计步软件原理分析

杜行健

摘 要：随着互联网和移动互联网的迅速发展，信息技术是非常实用的工具，也是我们必备的技能，而作为一名中学生，响应时代的召唤，投入到社会需要的地方，不仅是理所应当的责任，也是我们的机遇，加强中学生运用信息技术的能力，才能更好地适应和推动时代的高速发展。

关键词：信息技术软件技能

21世纪是信息的时代，以计算机技术和网络技术为核心的互联网产业对社会生产和人们日常生活正在发生的影响可谓势不可挡。近年来，“互联网+”模式越发深入到了生产生活的方方面面，几乎所有的传统行业都已搭上了互联网这辆“快车”。而中学生作为“早上八九点钟的太阳”，正应当积极地融入时代发展的潮流，甚至为之推波助澜。下面从两方面来分享我对高中信息技术学习的心得体会。

一、中学生学习信息技术的意义

1.开拓眼界，紧跟潮流。

随着互联网和移动互联网的迅速发展，加上智能手机的普及，信息技术嵌入到了我们衣食住行各个方面，网购、团购、共享经济、社交网络等等，已经成为日常生活中不可缺失的部分。对于中学生，学习信息技术，可以让我们在享受它带来的便利的同时，也可了解其背后的技術原理。例如一度流行的手机记步软件，可以较为精确的记录行走的步数。你可能会想，要测量移动的距离不难，但每个人的身高不一样，手机是如何区分每个人的步数的？

首先要对人走路的姿态有一定了解。行走时，脚、腿、腰部，手臂都在运动，它们的运动都会产生相应的加速度，并且会在某点有一个峰值。从脚的加速度来检测步数是最准确的，但是考虑到携带的方便，可选择利用腰部的运动来检测步数。如图1所示，行走时腰部有上下的垂直运动，每步开始时会有一个比较大的加速度，利用对加速度的峰值检测可以得到行走的步数。图2是将计步器佩戴在腰间采集到的垂直加速度曲线图，从图上可以清楚地看出有四个峰值，代表行走了四步，说明利用腰部的垂直加速度来检测步数是可行的。了解了此原理后，我们就明白了：手机里的重力感应器可以感应重力的变化，从而描绘出手机的位置变化曲线，再与模板进行匹配即可，曲线展示的一个周期即对应完整的“一步”（或称“两步”）。

计算机行业有个著名的“摩尔定律”：计算机硬件（主要指CPU）性能每隔18个月翻一番。由此引发的技术革新带来的影响不可估量。虽然绝大多数计算机的基础结构依然是上世纪40年代前提出的“冯·诺依曼体系结构”，但是计算机能力的提升方兴未艾，各种软硬件产品的发展一日千里。不懂信息技术，或不能及时了解技术的发展方向，很难不被时代所抛弃。

2.方便实用，必备技能。

在这个信息时代，信息技术是非常实用的工具，也是我们必备的技能。例如，我们都会使用搜索引擎来查询信息，如果我们了解更多的信息检索知识，就可以更加准确地查到我们想要的内容，比如多关键字用空格隔开，用“*”代替模糊的关键字等。另外，熟练地使用各种基础的工具也是很重要的技能，常用到的如WORD、EXCEL、PPT、PS、DREAMWEAVER等软件，对高中生来说都是简单易学的（要精通也是需要努力的）。其中PPT的制作显得尤为重要，在2016年的国际体验设计大会上，百度就因为展示的PPT太随意而被行业所耻笑。

除了各种技巧和工具，会编写程序很多时候能让我们事半功倍。比如通过编程完成复杂公式的计算，用数据库技术完成各种统计活动等。而编程学习几乎没有什么门槛，认识英文字母就能写出最简单的程序，会一元一次方程就能写出一个函数。

3. 时代召唤，义不容辞。

与大多数自然学科一样，计算机学科发源于西方。世界上第一台计算机于1946年诞生于美国宾夕法尼亚大学，在这前后十几年内，美国主要的高校就陆陆续续开设了计算机相关课程。在60年代，美国最先开设了计算机专业。而在80年代前后，美国就在中小学开展信息教育[1]。

相比之下，我国的计算机教育起步较晚。虽然少数高校50年代就有了计算机相关课程，但发展缓慢，改革开放以后才逐步成规模地发展起来[2]。而中小学的信息技术教育更是“行迈靡靡”。2001年教育部开始普及中小学的信息技术教育，但效果甚微。近年来，虽然大部分中小学都拥有一定数量的计算机，也开设了信息技术课程，但是信息技术课通常不受重视，不少同学是带着“放松”、“娱乐”这样的心态上课。

科研和教育的相对落后导致了今天互联网产业的很多弊病。在政府和市场的双重推动下，我国的互联网产业一片欣欣向荣的景象，而在繁华的背后，隐藏着不容忽视的危机。比如：主流的个人电脑操作系统、智能手机操作系统都是美国的公司开发的，而我国自主研发的操作系统（比如中标麒麟）还不具备争夺市场的潜力。

近年来，我国对互联网行业越发重视，在政府工作报告中，甚至党的十九大报告里，多次强调互联网发展的重要性。而作为一名中学生，响应时代的召唤，投入到社会需要的地方，不仅是理所应当的责任，也是我们的机遇。

二、对中学信息技术教学的建议

1.信息技术教育应受到普遍重视。

应试教育模式下，信息技术课程通常不被学校和学生重视。实际上，学习信息技术不但不会耽误主流课程的学习，还能培养同学们的逻辑思维和创造性能力。计算机科学来自数学，早期的计算机课程也多是作为数学的一个分支。冯·诺依曼本身是一名数学家，而计算机科学界另一位大师图灵，也是在解决数学大师大卫·希尔伯特提出的数学难题时，得出了计算机的理论模型。因此，对信息技术的理解有助于锻炼逻辑思维。同时，编写程序的过程，是一个从无到有创造的过程，有助于发散思维。

2.动手练习，学以致用。

信息技术是实用的技术，只有在动手操作的过程中才能真正掌握。无论是基础理论，还是工具的使用，都应到计算机房亲身体验。特别的，对于编写程序，一定要独自编写出一个功能函数，这样才能加深对面向过程编程（高中信息技术课程使用的C语言或BASIC语言）的理解。通过编程实现一个具体的功能，不但可以熟悉编程技巧，还能增加对编程的兴趣。

综上所述，我认为应重视并强化中学阶段的信息技术教育，加强同学们运用信息技术的能力，这样才能更好地适应和推动时代的高速发展。

参考文献：

[1] 寇光杰，邹海林，杨洪勇，田生文.欧美计算机专业教育的历史、现状及发展趋势[J].计算机教育，2012（12）： 96-101.

[2] 蒋宗礼，赵一夫.试论我国计算机专业本科教育现状及发展[J].计算机教育，2005（8）：22-26.