أنظمة الحاسوب والشبكات

فهم دائم (CSN-1): تيسر أنظمة الحاسوب والشبكات نقل البيانات.

الهدف التعليمي CSN-1.A: اشرح كيف تعمل أجهزة الحوسبة معاً في شبكة. [مهارة 5.A]

• CSN-1.A.1 جهاز الحوسبة هو عنصر مادي يمكنه تشغيل برنامج. وتشمل بعض الأمثلة الحواسيب والأجهزة اللوحية والخوادم والراوترات والمستشعرات الذكية.
• CSN-1.A.2 نظام الحوسبة هو مجموعة من أجهزة الحوسبة والبرامج تعمل معاً لغرض مشترك.
• CSN-1.A.3 شبكة الحاسوب هي مجموعة من أجهزة الحوسبة المترابطة قادرة على إرسال أو استقبال البيانات.
• CSN-1.A.4 شبكة الحاسوب هي نوع من أنظمة الحوسبة.
• CSN-1.A.5 المسار بين جهازين للحوسبة على شبكة حاسوب (مرسل ومستقبل) هو تسلسل من أجهزة الحوسبة المترابطة مباشرة تبدأ من المرسل وتنتهي عند المستقبل.
• CSN-1.A.6 التوجيه هو عملية إيجاد مسار من المرسل إلى المستقبل.
• CSN-1.A.7 عرض النطاق الترددي للشبكة الحاسوبية هو الحد الأقصى لكمية البيانات التي يمكن إرسالها في مقدار زمني ثابت.
• CSN-1.A.8 يُقاس عرض النطاق الترددي عادةً بوحدة بت في الثانية.

هدف التعلم CSN-1.B: اشرح كيف تعمل الإنترنت. [مهارة 5.A]

• CSN-1.B.1 الإنترنت هو شبكة حاسوبية تتكون من شبكات مترابطة تستخدم بروتوكولات اتصال موحدة ومفتوحة (غير ملكية).
• CSN-1.B.2 يعتمد الوصول إلى الإنترنت على القدرة على توصيل جهاز حوسبة بجهاز متصل بالإنترنت.
• CSN-1.B.3 البروتوكول هو مجموعة متفق عليها من القواعد تحدد سلوك النظام.
• CSN-1.B.4 البروتوكولات المستخدمة في الإنترنت هي مفتوحة، مما يسمح للمستخدمين بسهولة ربط أجهزة حوسبة إضافية بالإنترنت.
• CSN-1.B.5 التوجيه في الإنترنت ديناميكي عادة؛ ولا يتم تحديده مسبقاً.
• CSN-1.B.6 قابلية التوسع للنظام هي قدرة النظام على تغيير حجمه ونطاقه لتلبية الاحتياجات الجديدة.
• CSN-1.B.7 صُممت الإنترنت لتكون قابلة للتوسع.

هدف التعلم CSN-1.C: اشرح كيف تُرسل البيانات عبر الإنترنت عن طريق الحزم. [مهارة 5.A]

• CSN-1.C.1 تنتقل المعلومات عبر الإنترنت كـ تدفق بيانات. تحتوي تدفقات البيانات على كتل من البيانات، وهي محاطة بـ حزم.
• CSN-1.C.2 تحتوي الحزم على كتلة من البيانات وبيانات وصفية تُستخدم لتوجيه الحزمة بين نقطة الأصل والوجهة على الإنترنت، وكذلك لإعادة تجميع البيانات.
• CSN-1.C.3 قد تصل الحزم إلى الوجهة بترتيبها، أو خارج الترتيب، أو لا تصل إطلاقاً.
• CSN-1.C.4 بروتوكولات IP وTCP وUDP هي بروتوكولات شائعة تُستخدم على الإنترنت.

هدف التعلم CSN-1.D: صف الفروق بين الإنترنت والشبكة العنكبوت العالمية. [مهارة 5.A]

• CSN-1.D.1 الشبكة العنكبوت العالمية هي نظام من الصفحات المترابطة والبرامج والملفات.
• CSN-1.D.2 بروتوكول HTTP هو بروتوكول تُستخدمه الشبكة العنكبوت العالمية.
• CSN-1.D.3 الشبكة العنكبوت العالمية تستخدم الإنترنت.

فهم دائم (CSN-1): تيسر أنظمة الحاسوب والشبكات نقل البيانات.

هدف التعلم CSN-1.E: بالنسبة للأنظمة المتحملة للأخطاء، مثل الإنترنت: أ. صف فوائد تحمل الأخطاء. [مهارة 1.D] ب. اشرح كيف تكون الأنظمة المعطاة متحملة للأخطاء. [مهارة 5.A] ج. حدد نقاط الضعف المعرضة للفشل في النظام. [مهارة 1.D]

• CSN-1.E.1 تم هندسة الإنترنت لتكون متحملة للأخطاء، مع وجود تجريدات للتوجيه ونقل البيانات.
• CSN-1.E.2 التكرار هو تضمين مكونات إضافية يمكن استخدامها لتخفيف فشل النظام إذا فشلت مكونات أخرى.
• CSN-1.E.3 إحدى الطرق لتحقيق تكرار الشبكة هي وجود أكثر من مسار بين أي جهازين متصلين.
• CSN-1.E.4 إذا فشل جهاز معين أو اتصال على الإنترنت، سيتم إرسال البيانات اللاحقة عبر مسار مختلف، إن أمكن.
• CSN-1.E.5 عندما يستطيع النظام دعم الفشل والاستمرار في العمل، يُسمى متحملاً للأخطاء. هذا مهم لأن عناصر الأنظمة المعقدة تفشل في أوقات غير متوقعة، وغالباً ما تفشل بشكل جماعي، ويتيح تحمل الأخطاء للمستخدمين الاستمرار في استخدام الشبكة.
• CSN-1.E.6 يتطلب التكرار داخل النظام غالباً موارد إضافية ولكنه يمكن أن يوفر فائدة تحمل الأخطاء.
• CSN-1.E.7 زيادة تكرار خيارات التوجيه بين نقطتين يعزز موثوقية الإنترنت ويساعده على التوسع ليشمل المزيد من الأجهزة والمزيد من الأشخاص.

الفهم الدائم (CSN-2): تستغل الحوسبة المتوازية والموزعة عدة حواسيب لحل المشكلات المعقدة أو معالجة مجموعات البيانات الكبيرة بشكل أسرع.

هدف التعلم CSN-2.A: للحوسبة المتسلسلة والمتوازية والموزعة: أ. قارن حلول المشكلات. [مهارة 1.D] ب. حدد كفاءة الحلول. [مهارة 1.D]

• CSN-2.A.1 الحوسبة المتسلسلة هي نموذج حاسوبي يتم فيه تنفيذ العمليات ترتيبياً واحدة تلو الأخرى.
• CSN-2.A.2 الحوسبة المتوازية هي نموذج حاسوبي يتم فيه تقسيم البرنامج إلى عمليات حوسبة متسلسلة أصغر متعددة، يتم تنفيذ بعضها بالتزامن.
• CSN-2.A.3 الحوسبة الموزعة هي نموذج حاسوبي يتم فيه استخدام أجهزة متعددة لتشغيل برنامج.
• CSN-2.A.4 يمكن إجراء مقارنة كفاءة الحلول عن طريق مقارنة الوقت المستغرق لإنجاز نفس المهمة.
• CSN-2.A.5 يستغرق الحل المتسلسل وقتاً يساوي مجموع جميع خطواته.
• CSN-2.A.6 يستغرق حل الحوسبة المتوازية وقتاً يساوي المهام المتسلسلة له بالإضافة إلى أطول المهام المتوازية لديه.
• CSN-2.A.7 يُقاس "التسريع" للحل المتوازي بالوقت الذي استغرقه إكمال المهمة بشكل متسلسل مقسوماً على الوقت الذي استغرقه إكمال المهمة عند إجرائها بشكل متوازٍ.

هدف التعلم CSN-2.B: صف فوائد وتحديات الحوسبة المتوازية والموزعة. [مهارة 1.D]

• CSN-2.B.1 تتكون الحوسبة المتوازية من جزء متوازي وجزء متسلسل.
• CSN-2.B.2 الحلول التي تستخدم الحوسبة المتوازية يمكن أن تتوسع بكفاءة أكبر من الحلول التي تستخدم الحوسبة المتسلسلة.
• CSN-2.B.3 تسمح الحوسبة الموزعة بحل مشكلات لم يكن يمكن حلها على حاسوب واحد بسببeither وقت المعالجة أو احتياجات التخزين.
• CSN-2.B.4 يتيح الحوسبة الموزعة حل مسائل أكبر بكثير وبسرعة أكبر مما يمكن حله باستخدام حاسوب واحد.
• CSN-2.B.5 عند زيادة استخدام الحوسبة المتوازية في الحل، تظل كفاءة الحل محدودة بالجزء التسلسلي. هذا يعني أنه في مرحلة ما، لن يؤدي إضافة أجزاء متوازية إلى زيادة الكفاءة بشكل جوهري.