البيانات

فهم دائم (DAT-1): طريقة تمثيل الحاسوب للبيانات داخليًا تختلف عن كيفية تفسير وعرض البيانات للمستخدم. تُستخدم البرامج لترجمة البيانات إلى تمثيل أسهل في الفهم بالنسبة للبشر.

هدف التعلم DAT-1.A: شرح كيفية تمثيل البيانات باستخدام البتات. [مهارة 3.C]

• DAT-1.A.1 يمكن تخزين قيم البيانات في متغيرات، أو قوائم من العناصر، أو ثوابت مستقلة ويمكن تمريرها كمدخلات (أو كمخرجات) للإجراءات.
• DAT-1.A.2 تمثل الأجهزة الحاسوبية البيانات رقميًا، مما يعني أن المكونات أدنى مستوى لأي قيمة هي البتات.
• DAT-1.A.3 البت هو اختصار لـ رقم ثنائي ويكون إما 0 أو 1.
• DAT-1.A.4 البايت يساوي 8 بتات.
• DAT-1.A.5 التجريد هو عملية تقليل التعقيد من خلال التركيز على الفكرة الرئيسية. من خلال إخفاء التفاصيل غير ذات الصلة بالسؤال الحالي وتجميع التفاصيل ذات الصلة والمفيدة، يقلل التجريد من التعقيد ويسمح بالتركيز على الفكرة.
• DAT-1.A.6 يتم تجميع البتات لتمثيل التجريدات. تشمل هذه التجريدات، ولا تقتصر على، الأرقام، الأحرف، والألوان.
• DAT-1.A.7 قد تمثل نفس تسلسل البتات أنواعًا مختلفة من البيانات في سياقات مختلفة.
• DAT-1.A.8 للبيانات التناظرية قيم تتغير بسلاسة، بدلاً من ذلك في فترات منفصلة، عبر الزمن. تشمل بعض أمثلة البيانات التناظرية نبرة وصوت الموسيقى، وألوان لوحة فنية، أو موضع عداء سريع أثناء السباق.
• DAT-1.A.9 استخدام البيانات الرقمية لتقريب البيانات التناظرية الحقيقية هو مثال على التجريد.
• DAT-1.A.10 يمكن تقريب البيانات التناظرية بدقة باستخدام تقنية أخذ العينات، والتي تعني قياس قيم الإشارة التناظرية على فترات منتظمة تسمى عينات. يتم قياس العينات لمعرفة عدد البتات الدقيقة المطلوبة لتخزين كل عينة.

هدف التعلم DAT-1.B: شرح عواقب استخدام البتات لتمثيل البيانات. [مهارة 1.D]

• DAT-1.B.1 في العديد من لغات البرمجة، يتم تمثيل الأعداد الصحيحة بعدد ثابت من البتات، مما يحد من نطاق قيم الأعداد الصحيحة والعمليات الحسابية عليها. يمكن أن تؤدي هذه limitation إلى تجاوز السعة (overflow) أو أخطاء أخرى.
• DAT-1.B.2 توفر لغات برمجة أخرى تجريدًا يُقيّد فيه حجم الأعداد الصحيحة القابلة للتمثيل فقط بحجم ذاكرة الحاسوب؛ وهذا هو الحال بالنسبة للغاة المعرّفة في ورقة مرجع الامتحان.
• DAT-1.B.3 في لغات البرمجة، يحد العدد الثابت من البتات المستخدمة لتمثيل الأعداد الحقيقية من نطاق العمليات الحسابية على هذه القيم؛ يمكن أن تؤدي هذه limitation إلى أخطاء التقريب وغيرها. يتم تمثيل بعض الأعداد الحقيقية كتقريبات في تخزين الحاسوب.
  • عبادة الاستبعاد: حدود النطاق المحددة للأعداد الحقيقية تقع خارج نطاق هذا المقرر وAP Exam.

هدف التعلم DAT-1.C: للأرقام الثنائية: أ. حساب المكافئ الثنائي (القاعدة 2) لعدد صحيح موجب (القاعدة 10) والعكس. [مهارة 2.B] ب. مقارنة وترتيب الأرقام الثنائية. [مهارة 2.B]

• DAT-1.C.1 تُستخدم قواعد الأرقام، بما في ذلك الثنائية والعشرية، لتمثيل البيانات.
• DAT-1.C.2 تستخدم الثنائية (القاعدة 2) فقط مزيجًا من الرقمين صفر وواحد.
• DAT-1.C.3 تستخدم العشرية (القاعدة 10) فقط مزيجًا من الأرقام $0 - 9$.
• DAT-1.C.4 مثل العشرية، تحدد position الرقم في التسلسل الثنائي قيمته الرقمية. القيمة الرقمية تساوي قيمة البت (0 أو 1) مضروبة في قيمة مكانه.
• DAT-1.C.5 تُحدد قيمة مكان كل position بواسطة القاعدة مرفوعة لأس الـ position. يتم ترقيم positions بدءًا من الـ position الأيمن بـ 0 increasing بمقدار 1 لكل position لاحق إلى اليسار.

فهم دائم (DAT-1): طريقة تمثيل الحاسوب للبيانات داخليًا تختلف عن كيفية تفسير وعرض البيانات للمستخدم. تُستخدم البرامج لترجمة البيانات إلى تمثيل أسهل في الفهم بالنسبة للبشر.

هدف التعلم DAT-1.D: مقارنة خوارزميات ضغط البيانات لتحديد الأفضل في سياق معين. [مهارة 1.D]

• DAT-1.D.1 يمكن أن يقلل ضغط البيانات من الحجم (عدد البتات) للبيانات المرسلة أو المخزنة.
• DAT-1.D.2 عدد أقل من البتات لا يعني بالضرورة معلومات أقل.
• DAT-1.D.3 يعتمد مقدار الانخفاض في الحجم من الضغط على كل من مقدار التكرار في تمثيل البيانات الأصلي وخوارزمية الضغط المطبقة.
• DAT-1.D.4 يمكن لخوارزميات ضغط البيانات بدون فقدان عادةً تقليل عدد البتات المخزنة أو المرسلة مع ضمان إعادة بناء كاملة للبيانات الأصلية.
• DAT-1.D.5 يمكن لخوارزميات ضغط البيانات بفقدان تقليل عدد البتات المخزنة أو المرسلة بشكل كبير ولكنها تسمح فقط بإعادة بناء تقدير للبيانات الأصلية.
• DAT-1.D.6 يمكن لخوارزميات ضغط البيانات بفقدان عادةً تقليل عدد البتات المخزنة أو المرسلة أكثر من خوارزميات ضغط البيانات بدون فقدان.
• DAT-1.D.7 في المواقف التي يكون فيها جودة البيانات أو القدرة على استعادة الأصلية ذات أهمية قصوى، يتم عادة اختيار خوارزميات الضغط غير المفقود.
• DAT-1.D.8 في المواقف التي يكون فيها تقليل حجم البيانات أو وقت النقل ذات أهمية قصوى، يتم عادة اختيار خوارزميات الضغط المفقود.

الفهم الدائم (DAT-2): يمكن استخدام البرامج لمعالجة البيانات، مما يسمح للمستخدمين باكتشاف المعلومات وخلق معرفة جديدة.

هدف التعلم DAT-2.A: صف المعلومات التي يمكن استخلاصها من البيانات. [مهارة 5.B]

• DAT-2.A.1 المعلومات هي مجموعة الحقائق والأنماط المستخرجة من البيانات.
• DAT-2.A.2 توفر البيانات فرصًا لتحديد الاتجاهات وإ建立 الروابط وحل المشكلات.
• DAT-2.A.3 قد تظهر البيانات المعالجة رقميًا ارتباطًا بين المتغيرات. لا يشير الارتباط المكتشف في البيانات بالضرورة إلى وجود علاقة سببية. هناك حاجة إلى بحث إضافي لفهم الطبيعة الدقيقة للعلاقة.
• DAT-2.A.4 غالبًا ما لا يحتوي مصدر واحد على البيانات اللازمة لاستنتاج نتيجة. قد يكون من الضروري دمج بيانات من مصادر متعددة لصياغة استنتاج.

هدف التعلم DAT-2.B: صف المعلومات التي يمكن استخلاصها من البيانات الوصفية. [مهارة 5.B]

• DAT-2.B.1 البيانات الوصفية هي بيانات حول البيانات. على سبيل المثال، قد تكون قطعة البيانات صورة، بينما قد تشمل البيانات الوصفية تاريخ الإنشاء أو حجم ملف الصورة.
• DAT-2.B.2 لا تؤدي التغييرات والحذفات التي يتم إجراؤها على البيانات الوصفية إلى تغيير البيانات الأساسية.
• DAT-2.B.3 تُستخدم البيانات الوصفية للعثور على المعلومات وتنظيمها وإدارتها.
• DAT-2.B.4 يمكن للبيانات الوصفية زيادة الاستخدام الفعال للبيانات أو مجموعات البيانات من خلال تقديم معلومات إضافية.
• DAT-2.B.5 تسمح البيانات الوصفية بهيكلة البيانات وتنظيمها.

هدف التعلم DAT-2.C: حدد التحديات المرتبطة بمعالجة البيانات. [مهارة 5.D]

• DAT-2.C.1 تعتمد القدرة على معالجة البيانات على قدرات المستخدمين وأدواتهم.
• DAT-2.C.2 تفرض مجموعات البيانات تحديات بغض النظر عن الحجم، مثل:
  • الحاجة إلى تنظيف البيانات
  • البيانات غير المكتملة
  • البيانات غير الصالحة
  • الحاجة إلى دمج مصادر البيانات
• DAT-2.C.3 اعتمادًا على كيفية جمع البيانات، قد لا تكون موحدة. على سبيل المثال، إذا أدخل المستخدمون البيانات في حقل مفتوح، فقد تختلف طريقة اختيارهم للاختصارات أو الإملاء أو كتابة الأحرف الكبيرة من مستخدم لآخر.
• DAT-2.C.4 تنظيف البيانات هو عملية تجعل البيانات موحدة دون تغيير معناها (مثل استبدال جميع الاختصارات والإملاءات وكتابة الأحرف Large المتكافئة بكلمة واحدة).
• DAT-2.C.5 غالبًا ما تنشأ مشاكل التحيز من نوع أو مصدر البيانات المجمعة. لا يتم القضاء على التحيز ببساطة عن طريق جمع المزيد من البيانات.
• DAT-2.C.6 يؤثر حجم مجموعة البيانات على كمية المعلومات التي يمكن استخلاصها منها.
• DAT-2.C.7 يصعب معالجة مجموعات البيانات الكبيرة باستخدام جهاز كمبيوتر واحد وقد تتطلب أنظمة متوازية.
• DAT-2.C.8 قابلية التوسع في الأنظمة اعتبار مهم عند العمل مع مجموعات البيانات، حيث أن السعة الحسابية للنظام تؤثر على كيفية معالجة وتخزين مجموعات البيانات.

الفهم الدائم (DAT-2): يمكن استخدام البرامج لمعالجة البيانات، مما يسمح للمستخدمين باكتشاف المعلومات وخلق معرفة جديدة.

هدف التعلم DAT-2.D: استخرج المعلومات من البيانات باستخدام برنامج. [مهارة 2.B]

• DAT-2.D.1 يمكن استخدام البرامج لمعالجة البيانات للحصول على المعلومات.
• DAT-2.D.2 يمكن استخدام الجداول والمخططات والنصوص وأدوات مرئية أخرى لتوصيل الرؤى والمعرفة المستمدة من البيانات.
• DAT-2.D.3 أدوات البحث مفيدة للعثور على المعلومات بكفاءة.
• DAT-2.D.4 أنظمة تصفية البيانات أدوات مهمة للعثور على المعلومات والتعرف على الأنماط في البيانات.
• DAT-2.D.5 تساعد برامج مثل جداول البيانات في تنظيم البيانات بكفاءة وإيجاد الاتجاهات فيها.
• DAT-2.D.6 بعض العمليات التي يمكن استخدامها لاستخراج أو تعديل المعلومات من البيانات تشمل ما يلي:
  • تحويل كل عنصر في مجموعة بيانات، مثل مضاعفة كل عنصر في قائمة، أو إضافة بريد إلكتروني لأحد الوالدين إلى سجل كل طالب
  • تصفية مجموعة بيانات، مثل الاحتفاظ بالأرقام الموجبة فقط من قائمة، أو الاحتفاظ بالطالبين الذين سجلوا في فرقة موسيقية فقط من سجل جميع الطلاب
  • دمج أو مقارنة البيانات بطريقة ما، مثل جمع قائمة من الأرقام، أو العثور على الطالب الذي لديه أعلى معدل تراكمي
  • تمثيل مجموعة بيانات بصريًا من خلال مخطط بياني أو رسم بياني أو تمثيل بصري آخر

هدف التعلم DAT-2.E: اشرح كيف يمكن استخدام البرامج لاكتساب رؤى ومعرفة من البيانات. [مهارة 5.B]

• DAT-2.E.1 تُستخدم البرامج بطريقة تكرارية وتفاعلية عند معالجة المعلومات للسماح للمستخدمين باكتساب رؤى ومعرفة حول البيانات.
• DAT-2.E.2 يمكن للمبرمجين استخدام البرامج لتصفية وتنظيف البيانات الرقمية، وبالتالي اكتساب رؤى ومعرفة.
• DAT-2.E.3 دمج مصادر البيانات، وتجميع البيانات، وتصنيف البيانات هي أجزاء من عملية استخدام البرامج لاكتساب رؤى ومعرفة من البيانات.
• DAT-2.E.4 يمكن الحصول على رؤى ومعرفة من خلال ترجمة وتحويل المعلومات الممثلة رقميًا.
• DAT-2.E.5 يمكن أن تظهر أنماط عندما يتم تحويل البيانات باستخدام البرامج.