دبلوم IB · علوم الحاسوب · المستوى العالي: ملاحظات التدريس

الإصدار: هدف التقييم الأول 2027

تغطي هذه الملاحظات مواضيع مختارة من المقرر؛ وليست المواصفة الكاملة.

التقييم وحدود المسار

• يسجل هذا الترتيب بنية 2027 A/B بشكل منفصل عن التقييم النهائي للمنهج 2014 في 2026.

• لا تنقل الخيارات القديمة A–D أو أوزان التقييم القديمة. A.4 تعلم الآلة و B.3 البرمجة كائنية oriented هي في البنية العامة الجديدة؛ B.4 خاص بالمستوى العالي فقط.

• تظل علامات الورقة الحالية، واختلافات تقييم دراسة الحالة، وال conventions اللغوية المعتمدة، ومعايير IA مغلقة بانتظار الدليل الحالي.

• المشروع هو حل حاسوبي قيد العمل تحت إشراف المدرسة بمتطلباته واختباراته وتقييم مستخدميه، ولا يكون أبداً بديلاً كتابياً مخترعاً.

أنظمة الحوسبة والشبكات والمتطلبات

التركيز على الوحدة الرسمية: A.1 أساسيات الحاسوب

يمكن لنظام حجز مدرسي أن يحسب بشكل صحيح ومع ذلك يفشل إذا فقد المستخدمون الوصول أو تم إفشاء السجلات. النجاح يتضمن سياق النظام.

يجمع نظام الحاسوب بين الأجهزة والبرمجيات والبيانات والناس. الشبكة تتيح الاتصال باستخدام البروتوكولات. يجب أن تميز المتطلبات بين الوظيفة والقيود مثل التوافر والأمان وإمكانية الوصول.

افصل المصادقة عن التفويض. تتحقق المصادقة من الهوية، بينما يحدد التفويض الإجراءات المسموحة. يربط نموذج التهديد بين أصل قيم، وهجوم محتمل، وضابطة مناسبة.

استخدم مجموعة بيانات مدرسية وهمية لتحديد المستخدمين والصلاحيات. ارسم تدفقات البيانات، وقارن بين التحقق والتحقق من الصحة، وحدد اختبارات للإدخال الطبيعي والحددي وغير الصالح. لا تستخدم بيانات اعتماد حقيقية أو سجلات طلاب في التمارين.

حالة محلولة مفحوصة

معروف: ملف يحتوي على 12 ميجابايت، حيث يُعرّف هذا المثال الميجابايت الواحد بأنه مليون بايت. عدد البتات = عدد البايتات × 8 = 12 × 1,000,000 × 8 = 96,000,000 بت. عند 8,000,000 بت لكل ثانية، يكون الوقت المثالي = الحجم/المعدل = 12 ثانية، باستثناء الأعباء الإضافية.

خطأ شائع

العرض النطاقي ليس هو معدل النقل الفعلي من طرف إلى آخر. التشفير لا يضمن بمفرده التفويض الصحيح ولا يزيل كل مخاطر الأمن.

الشبكات: التأخير، معدل النقل والتسليم الطبقي

تركيز الوحدة الرسمية: A.2 شبكات

يمكن أن تصل رسالة صغيرة متأخرة على رابط عالي العرض النطاقي. السعة والتأخير يقيسان خصائص مختلفة.

تحمل الحزم البيانات الموجهة عبر الشبكة. يفصل النموذج الطبقي المسؤوليات مثل معنى التطبيق، وتسليم النقل، وتوجيه الشبكة. يصف العرض النطاقي السعة؛ ومعدل النقل هو معدل البيانات المحقق؛ والتأخير هو التأخير الزمني.

يعتمد وقت الإرسال على حجم البيانات والمعدل. قد يتضمن التأخير الكلي أيضًا الانتشار والمعالجة ووقت الطابور. يحمي التشفير المحتوى ضمن افتراضاته، لكنه لا يزيل الازدحام أو التعرض الكامل للبيانات الوصفية.

تتبع مسار الرسالة باستخدام نموذج محلي موثق. سجل حجم الحمولة، والوحدات، والوقت المقاس. استخدم شبكات معتمدة من المدرسة ورسائل اصطناعية؛ لا تقم بفحص أو اعتراض حركة مرور مستخدم آخر.

حالة محلولة مفحوصة

معروف: ملف حجمه 8 ميغابت يعبر رابطًا بسعة 2 ميغابت/ثانية. وقت النقل المثالي = الحجم/المعدل = 8/2 = 4 ثانية. يمكن أن تجعل أعباء البروتوكول، ومستخدمي الشبكة الآخرين، والتأخير اكتمال العملية المرصود أبطأ.

خطأ شائع

الميجابايت يساوي ثمانية ميغابت قبل النظر في الأعباء الإضافية. لا يضمن الرابط الأسرع سرعة أعلى انخفاضا في التأخير أو نقاط نهاية آمنة.

قواعد البيانات العلاقية: مفتاح وعلاقة

تركيز الوحدة الرسمية: A.3 قواعد بيانات

قد يؤدي تكرار عنوان المستخدم في كل طلب إلى إنشاء سجلات متعارضة عندما يتغير العنوان.

تحتوي الجدول العلاقي على صفوف وسمة (attributes). يحدد المفتاح الأساسي صفًا معينًا؛ ويربط المفتاح الأجنبي بمفتاح مرجعي في جدول آخر. يمكن أن تقلل عملية التطبيع من التكرار غير الضروري وشذوذ التحديث مع الحفاظ على العلاقات ذات المعنى.

يجمع join الصفوف وفقًا لشرط محدد. يعتمد عدد النتائج على تعددية العلاقة والفلاتر. يفرض foreign key constraint قاعدة علاقة؛ ولا يقوم تلقائيًا بتشفير البيانات الشخصية.

صمم مجموعة بيانات اصطناعية صغيرة للمستخدم والطلب بدون أي معلومات شخصية حقيقية. أعلن المفاتيح، واختبر إدراج المكررات والمراجع المفقودة، ثم تحقق من نتيجة استعلام مقابل جدول متوقع تم حسابه يدويًا.

حالة محلولة مفحوصة

معروف: أربعة عملاء لديهم على التوالي 2، 0، 3 و1 طلبات. يعيد الإقران الداخلي للعميل مع الطلب 2+0+3+1 = 6 صفًا. الإقران الأيسر يحتفظ أيضًا بالعميل الذي لا يملك طلبًا كصف واحد مطابق بالفراغ، مما يعطي 7 هنا.

خطأ شائع

المفتاح الأساسي ليس بالضرورة اسم شخص. الإقران ليس مجرد دمج بسيط للجداول. استخدم استعلامات معلمة للبيانات غير الموثوقة بدلاً من بناء SQL من نصوص خام.

نماذج البيانات والتعلم الآلي المسؤول

تركيز الوحدة الرسمية: A.4 تعلم آلي

يمكن للنموذج أن يحقق درجة عالية عن طريق تعلم اختصار في بيانات التدريب. يجب أن يختبر التقييم المهمة المقصدة على أمثلة غير مرئية مناسبة.

قاعدة البيانات العلاقية تستخدم الجداول والمفاتيح والعلاقات لتنظيم البيانات. يقدر التعلم الآلي الأنماط من البيانات. تخدم بيانات التدريب والتقييم أدوارًا مختلفة.

المفتاح الأساسي يحدد سجلًا بشكل فريد؛ المفتاح الأجنبي يربط السجلات. في التنبؤ، يمكن للتسريب أن يكشف عن معلومات غير متاحة وقت اتخاذ القرار الفعلي. قد تخفي الدقة وحدها توزيعًا غير متوازن للهدف.

استخدم سجلات حجز خيالية لتحديد الكيانات والسمات والعلاقات. بالنسبة لتمرين تعليمي، استخدم مجموعة بيانات عامة غير حساسة، وافصل بين بيانات التدريب والاختبار، واصف من قد يتأثر بالأخطاء. نطاق هدف 2027 الحالي في علوم الحاسوب ينتظر الدليل.

حالة محلولة مفحوصة

معروف: مصنف يقوم بـ 90 تنبؤات صحيحة بين 100 حالة. الدقة = صحيح/إجمالي×100 = 90%. إذا كانت 90 حالات تنتمي إلى فئة واحدة، فإن التنبؤ بهذه الفئة دائمًا يعطي نفس الدقة ولا يزال يمكنه فشل كل حالة من الأقلية.

خطأ شائع

الدقة العالية ليست دليلاً على العدالة أو الفهم السببي. مفتاح قاعدة البيانات الأساسي ليس ببساطة أي حقل يبدو مهمًا.

الخوارزميات والمسارات وأدلة الصحة

تركيز الوحدة الرسمية: B.1 التفكير الحسابي؛ B.2 البرمجة؛ IA حل حسابي

قد تعمل خوارزمية لمثال واحد وتفشل عند الحدود. يجب تصميم الاختبار من المواصفات، وليس فقط المسار السعيد.

الخوارزمية هي إجراء محدود وغير غامض لمهمة ما. يسجل المسار تغييرات الحالة. وصف ثبات الحلقة يصف خاصية تحافظ عليها كل تكرار ويساعد في تبرير الصحة.

حدد ظروف الإدخال والمخرجات المتوقعة. استخدم حالات الحدود، المجموعات الفارغة حيث يُسمح، التكرارات والقيم غير الصالحة. فرّق بين خوارزمية خاطئة وتنفيذ خاطئ أو requirement غير مكتمل.

تتبع البحث في قائمة وهمية صغيرة مرتبة. حدد اتفاقية الترقيم. بالنسبة للبحث الثنائي، حدّد الحدود بحيث تتناقص الفترة المتبقية ورفض المدخلات غير المرتبة إلا إذا كان الفرز جزءًا من المهمة.

حالة محلولة مفحوصة

معروف: يمكن أن يتطلب البحث الخطي لقائمة مكونة من ثمانية عناصر ثمانية مقارنات عندما يكون العنصر المطلوب أخيرًا أو غائبًا. مضاعفة طول القائمة تضاعف عدد المقارنات في أسوأ الحالات تحت هذا النموذج. يقلل البحث الثنائي الفترة بنحو النصف في كل خطوة ولكنه يتطلب بنية مرتبة مناسبة.

خطأ شائع

لا يثبت اختبار عينة ناجحة الصحة لجميع المدخلات الصالحة. لا تستورد صيغة pseudocode خاصة بكامبريدج في course IB بدون مصدر course.

الكائنات: الحالة والسلوك والواجهة

تركيز الوحدة الرسمية: B.3 البرمجة كائنية التوجه

يمكن لكائنين من نموذج حساب بنكي الاستجابة لنفس عملية الإيداع مع احتفاظهما بمخالفات مختلفة.

يحدد الصنف نوعًا يحمل حالة وسلوكًا. والكائن هو مثال على هذا الصنف. وتتحكم التغليف في الوصول من خلال واجهة حتى تحافظ العمليات على ثوابت النظام. وتمثل الوراثة علاقة مناسبة بين الأصناف؛ بينما تمثل التكوين كائنًا يحتوي أو يستخدم كائنًا آخر.

يعمل استدعاء الدالة على مثال معين. ويجب أن تلبي التغييرات في الحالة الشروط المسبقة والشرط المتبوع. ويمنح التعددية الشكلية للكود استخدام واجهة مشتركة مع تنفيذات مختلفة عند احترام العقد.

نفّذ نموذجًا اصطناعيًا صغيرًا لحساب أو مخزون. وختبر مثالين مستقلين، ورفض العمليات غير الصالحة وقيم الحدود. وأبعد النموذج عن الحسابات المالية الحقيقية والبيانات المعرفية.

حالة محلولة مفحوصة

معروف: يبدأ الكائن A بـ 40 وحدة ويستقبل 15؛ ويبدأ الكائن B بـ 20 ويستقبل 5. والمخالفات النهائية هي 55 و25. ومجموعهما هو 80، لكن مخالفات كل كائن على حدة ليست 80.

خطأ شائع

الصنف ليس نفسه المثال الواحد. والوراثة ليست أفضل تلقائيًا من التكوين. ولا يثبت إخفاء حقل واحد فقط أن جميع العمليات تحافظ على حالة صالحة.

أنواع البيانات المجردة: عقد العملية

تركيز الوحدة الرسمية: B.4 أنواع البيانات المجردة (للمرحلة العليا فقط)

تحتاج محاكاة طابور الانتظار إلى أقدم عنصر معلق أولًا. ويعطي المكدس أحدث العنصر أولًا، لذا فإن عقد العملية مهم.

يحدد abstract data type القيم والعمليات بشكل مستقل عن تنفيذ معين. الـ stack يعمل بنظام آخر الداخل أول خروج (LIFO)؛ والـ queue يعمل بنظام أول داخل أول خروج (FIFO). تحتاج واجهة المجموعة إلى سلوك محدد للعمليات الفارغة وغير الصالحة.

اختر البنية لأنماط الوصول المطلوبة. وتعتمد التعقيد على التنفيذ والفرضيات: فإزالة العنصر الأول من مصفوفة متحركة differs عن تقدم مؤشر الرأس في الطابور.

تتبع تسلسلات العمليات يدويًا، ثم قارن برنامجًا بالحالات المتوقعة. وختبر الحالات الفارغة والوحيدة والعمليات المكررة. وحاول سلوك طفح الحالة إذا كانت السعة ثابتة.

حالة محلولة مفحوصة

معروف: إضافة A وB وC إلى الطابور، ثم إخراج عنصرين. ويغادر A وB؛ ويبقى C. وبعد إضافة D يوجد عنصران معلقان، C ثم D. وكان نفس الدفع على المكدس سيؤدي إلى إزالة C ثم B.

خطأ شائع

النوع المجرد للبيانات ليس تخطيط ذاكرة محدد. والطابور لا يرتب حسب الأولوية إلا إذا عرّف عقده طابور أولويات.

تحليل حالة في الحوسبة: تقييم مقترح نظام

تركيز الوحدة الرسمية: دراسة حالة دراسة حالة

يبدو أن مقترح نظام حجز مدرسي فعالاً، لكن توصيته تعتمد على المستخدمين والقيود والأدلة. مصطلح تقني محتمل وحده لا يبرر القرار.

تضع دراسة الحالة الخيارات الحسابية ضمن سيناريو مُعلن. حدد أصحاب المصلحة والمتطلبات والأدلة المتاحة والقيود قبل التوصية بهندسة أو خوارزمية. اميز بين حقيقة السيناريو والفرضية والتنبؤ. قد تشمل المقايضات الأداء، والموثوقية، وإمكانية الوصول، والخصوصية، والصيانة، والتكلفة.

يجب أن يربح recommendation متطلبا بآلية واختبار قابل للملاحظة. على سبيل المثال، تتطلب مشكلة التزامن استراتيجية تمنع التحديثات المتعارضة، بالإضافة إلى اختبارات تثبت الثوابت. يتطلب ادعاء استجابة أسرع قياسات حمل عمل قابلة للمقارنة بدلاً من مجرد تصنيف التعقيد. قارن البدائل تحت نفس الظروف المنصودة.

استخدم سيناريو معتمد من المدرسة وأصيلة وبيانات اصطناعية. قم ببناء مصفوفة من الادعاء، وأدلة السيناريو الداعمة، والشرح التقني، والحدود، واختبار القبول. حدد الحقائق الناقصة صراحةً وأظهر كيف ستغير التوصية إذا فشلت فرضية ما. هذا يُعدّ للتفكير القائم على الحالات دون إعادة إنتاج دراسة حالة تقييم IB غير متاحة أو ابتكار مقياس امتحانها.

حالة محلولة مفحوصة

معروف: نموذج أولي خيالي يعالج 120 طلبات ناجحة خلال فترة مراقبة مدتها 30 ثانية. الإنتاجية هي 120/30=4 طلبات ناجحة/ثانية. يعالج النموذج الثاني 150 في 30 ثوانٍ، أو 5/ثانية. يمتلك الثاني إنتاجية مسجلة أعلى بنسبة 25%، ولكن لا يمكن الاستنتاج حول تأخر الاستجابة، أو معدل الفشل، أو الأداء تحت حمل عمل أكبر بدون تلك القياسات.

خطأ شائع

الإنتاجية ليست وقت الاستجابة. يجب أن تنص التوصية القوية على الظروف التي يُتوقع فيها أن تعمل والأدلة التي يمكن أن تنفيها. يجب التحقق من متطلبات دراسة الحالة الرسمية الحالية لمجال علوم الحاسوب مقابل إصدار التقييم المناسب.