Nota Asas Sains Komputer (ASK) Tingkatan 1, 2 dan 3

Pemikiran komputasional: empat teknik

DSKP menamakan empat teknik: leraian (decomposition), pengecaman corak (pattern recognition), peniskalaan (abstraction) dan pengitlakan (generalisation). Contoh penuh setiap teknik ada di bahagian pemikiran komputasional halaman carta alir.

Nombor perduaan

Nombor perduaan (asas 2) hanya ada dua digit, 0 dan 1. Setiap digit dipanggil bit. Nilai tempatnya berganda dari kanan ke kiri: 1, 2, 4, 8, 16 dan seterusnya.

Jadi 1101₂ = 8 + 4 + 0 + 1 = 13 dalam perpuluhan.

Perpuluhan ke perduaan pula guna bahagi dengan 2 berulang kali, kemudian baca baki dari bawah ke atas. Cuba dengan penukar ini; ia menunjukkan setiap baris jalan kerja.

Tambah dan tolak perduaan

SP 2.1.6 menggabungkan operasi ini dengan kod ASCII. Contoh: huruf "A" ialah 65 atau 1000001. Tambah 32 (100000) dan anda dapat 97 atau 1100001, iaitu huruf "a". Jadual ASCII penuh ada di bahagian Tingkatan 2.

Ukuran data: bit, bait dan KB

1 bait = 8 bit. Selepas itu ada dua cara mengira, dan kedua-duanya dipakai:

• Langkah 1,024 (binari): 1 KB = 1,024 bait, 1 MB = 1,024 KB. Piawai IEC menamakan unit ini kibibait (KiB), mebibait (MiB) dan seterusnya.
• Langkah 1,000 (SI): 1 KB = 1,000 bait, 1 MB = 1,000 KB.

Kedua-dua konvensyen diterangkan oleh NIST dalam nota awalan untuk gandaan binari. Untuk latihan sekolah, ikut cara yang digunakan dalam buku teks dan oleh guru anda.

Saiz imej dan audio tanpa mampatan

Saiz imej = lebar × tinggi × kedalaman warna (bit) ÷ 8. Imej 800 × 600 piksel dengan warna 24 bit: 800 × 600 × 24 ÷ 8 = 1,440,000 bait, iaitu kira-kira 1.37 MB (langkah 1,024) atau 1.44 MB (langkah 1,000). Kedalaman warna n bit memberi 2ⁿ warna: 8 bit = 256 warna, 24 bit = 16,777,216 warna.

Saiz audio = kadar sampel × kedalaman bit × bilangan saluran × saat ÷ 8. Satu minit audio 44,100 Hz, 16 bit, stereo: 44,100 × 16 × 2 × 60 ÷ 8 = 10,584,000 bait.

Algoritma dan kod arahan

Tingkatan 1 menulis pseudokod dan melukis carta alir yang ada pelbagai pilihan dan ulangan, kemudian mencari ralat di dalamnya. Semua ini, dengan contoh dan penjejak langkah, ada di halaman carta alir dan pseudokod.

SK 4.1 menukar algoritma itu kepada atur cara: guna pemboleh ubah dan operator matematik (+, −, ×, ÷), tambah pilihan dan ulangan, uji, dan baiki ralat.

Kod arahan HTML

HTML ialah bahasa penanda untuk laman sesawang. Mulakan dengan papan cerita (lakaran susunan laman), kemudian tulis tag. DSKP menyebut tag head, title, body dan paragraph, serta heading, banner, frame, menu, pautan, imej, pull-down menu dan ruang komen.

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
  <title>Kelab Robotik</title>
</head>
<body>
  <h1>Kelab Robotik Sekolah Rekaan</h1>
  <p>Kami berjumpa setiap Rabu.</p>
  <img src="robot.png" alt="Robot kelab">
  <a href="aktiviti.html">Lihat aktiviti</a>
  <select><option>Tingkatan 1</option><option>Tingkatan 2</option></select>
  <textarea></textarea>
</body>
</html>

Dalam contoh ini, <select> menghasilkan pull-down menu dan <textarea> menyediakan ruang komen.

DSKP menyebut frame. Tag <frame> tidak lagi disokong dalam HTML5; laman moden memaparkan halaman lain di dalam halaman dengan <iframe>. Jika buku teks atau guru menggunakan frame, ikut cara itu untuk latihan kelas.

Nombor perlapanan dan perenambelasan

Nombor perlapanan (asas 8) guna digit 0 hingga 7. Nombor perenambelasan (asas 16) guna 0 hingga 9, kemudian A hingga F untuk nilai 10 hingga 15.

Jalan pintas paling berguna: satu digit perlapanan = 3 bit, satu digit perenambelasan = 4 bit. Jadi 1000001₂ dikumpul dari kanan menjadi 1 | 000 | 001 = 101₈, atau 100 | 0001 = 41₁₆.

Jadual kod ASCII

ASCII piawai menggunakan 7 bit, iaitu kod 0 hingga 127. Kod 32 hingga 126 ialah aksara yang boleh dicetak. Contoh: "A" = 65, "a" = 97, "0" = 48, ruang = 32. Nilai dalam jadual ini mengikut jadual kod dalam RFC 20 (ASCII format for Network Interchange).

Pilihan bersarang dan ulangan

SK 2.1 menulis pseudokod dan carta alir untuk pilihan bersarang serta ulangan for dan while-do. SK 3.2 menukarnya kepada atur cara. Contoh setiap struktur, dalam bentuk pseudokod dan carta alir sebelah-menyebelah, ada di halaman struktur kawalan dalam carta alir dan pseudokod.

Jenis data, pemboleh ubah dan operator

Pemboleh ubah boleh berubah nilai semasa atur cara berjalan, contohnya markah. Pemalar kekal, contohnya PI = 3.142.

Tanda operator berbeza sedikit antara bahasa pengaturcaraan. Contohnya, sesetengah bahasa menulis and, yang lain &&.

Lima fasa pembangunan atur cara

1. Analisis masalah: apa input, apa output, apa yang perlu dikira.
2. Reka bentuk atur cara: tulis pseudokod atau lukis carta alir.
3. Pengekodan: tukar reka bentuk kepada kod.
4. Pengujian dan penyahpepijatan: cuba pelbagai input, cari dan baiki ralat.
5. Dokumentasi: catat cara atur cara berfungsi dan cara menggunakannya.

DSKP minta murid melaporkan teknik pemikiran komputasional yang dipakai dalam setiap fasa, dan menghasilkan projek mini berkumpulan untuk atur cara aritmetik.

Kriptografi: sifer Caesar, songsang, Pigpen dan transposisi

Kriptografi melindungi data dengan menukar mesej biasa kepada mesej rahsia. Proses menukar ke bentuk rahsia dipanggil penyulitan (encryption). Proses membacanya semula dipanggil nyahsulit (decryption).

• Sifer songsang (reverse cipher): tulis mesej dari belakang. "SAINS" menjadi "SNIAS".
• Sifer Caesar, sejenis sifer penggantian: anjak setiap huruf beberapa tempat. Dengan anjakan 3, A menjadi D dan "ASK" menjadi "DVN".
• Sifer Pigpen, juga sifer penggantian: setiap huruf diganti dengan simbol daripada grid.
• Sifer transposisi: huruf tidak berubah, tetapi kedudukannya disusun semula.

Contoh sifer transposisi: pagar dua baris

Tulis "KOMPUTER" berselang-seli pada dua baris, kemudian baca baris atas dahulu, diikuti baris bawah.

Baris 1: K . M . U . E .
Baris 2: . O . P . T . R
Mesej sulit: KMUE OPTR  →  KMUEOPTR

Untuk nyahsulit, bahagi mesej sulit kepada dua separuh dan baca bersilang: K-O-M-P-U-T-E-R.

Carian dan isihan

Pseudokod setiap algoritma, dengan alat yang menunjukkan langkahnya satu per satu, ada di bahagian carian dan isihan pada halaman carta alir.

Pangkalan data dan SQL

Pangkalan data menyimpan data dalam jadual. Setiap jadual mewakili satu entiti, dan setiap lajur ialah atribut. Kekunci primer mengenal pasti setiap rekod secara unik. Kekunci asing ialah kekunci primer jadual lain, digunakan untuk menghubungkan dua jadual.

Contoh di bawah menggunakan Kedai Buku Cahaya, sebuah kedai rekaan. Satu penerbit ada banyak buku, jadi hubungan Penerbit ke Buku ialah satu kepada banyak (1:M). Contoh hubungan satu kepada satu (1:1): seorang murid dengan satu kad perpustakaan.

-- 1. Semua tajuk dan harga
SELECT Tajuk, Harga FROM Buku;

-- 2. Buku bawah RM20
SELECT Tajuk, Harga FROM Buku WHERE Harga < 20;

-- 3. Susun dari paling mahal
SELECT Tajuk, Harga FROM Buku ORDER BY Harga DESC;

-- 4. Penerbit P01 DAN harga bawah RM15
SELECT Tajuk FROM Buku WHERE KodPenerbit = 'P01' AND Harga < 15;

Tukar AND kepada OR dalam pertanyaan 4 dan hasilnya menjadi Robot Pertamaku, Lakar dan Reka, dan Rahsia Sifer: semua buku P01, serta semua buku bawah RM15.

Function dan procedure

Kedua-duanya ialah blok kod yang diberi nama supaya boleh dipanggil berulang kali. Dalam kebanyakan bahasa pengaturcaraan, function memulangkan satu nilai, manakala procedure melakukan tugas tanpa memulangkan nilai.

// function dihasilkan sendiri: pulangkan luas
FUNCTION luas(panjang, lebar)
    RETURN panjang × lebar
END FUNCTION

// procedure: papar tanpa memulangkan nilai
PROCEDURE paparSalam(nama)
    PAPAR "Selamat datang, " + nama
END PROCEDURE

jawapan = luas(4, 3)      // jawapan = 12
paparSalam("Pelajar A")

Function dalaman (built-in) pula sudah disediakan oleh bahasa itu, contohnya function untuk membundarkan nombor atau mengira panjang rentetan.