Hardware Layer (Hardware အလွှာ)
A1.1 - Computer hardware and operation, A1.2.3-A1.2.5 - Logic gates and Boolean algebra, A1.4 - Translation (HL)
မြန်မာလို: A1.1: ကွန်ပျူတာ hardware နဲ့ အလုပ်လုပ်ပုံ၊ A1.2.3 ကနေ A1.2.5 အထိ: logic gate တွေနဲ့ Boolean algebra (1 နဲ့ 0 ကို သုံးတဲ့ logic သင်္ချာ)၊ A1.4: Translation (program code ကို ကွန်ပျူတာ run နိုင်တဲ့ ပုံစံအဖြစ် ဘာသာပြန်ခြင်း) (HL)။ ဒါတွေက IB Computer Science (နိုင်ငံတကာ ကျောင်းတွေမှာ သင်တဲ့ ကွန်ပျူတာသိပ္ပံ သင်ရိုး) ထဲက ခေါင်းစဉ် နံပါတ်တွေပါ။ HL (Higher Level) ဆိုတာ IB သင်တန်းရဲ့ ပိုမြင့်တဲ့ အဆင့်ပါ။
အကျဉ်းချုပ်
Hardware layer မှာ ကွန်ပျူတာ စနစ်တစ်ခုရဲ့ ကိုယ်ထိလက်ရောက် အစိတ်အပိုင်းတွေကို လေ့လာပါတယ်: logic gate (digital circuit တွေကို တည်ဆောက်တဲ့ အခြေခံ အစိတ်အပိုင်း) တွေကနေ စပြီး CPU (ကွန်ပျူတာရဲ့ အဓိက processor)၊ memory (မှတ်ဉာဏ်) နဲ့ storage (ဒေတာကို ရေရှည် သိမ်းထားတဲ့ နေရာ) တို့ကို ဖြတ်ပြီး cloud infrastructure (အင်တာနက်ကနေ ငှားသုံးတဲ့ ကွန်ပျူတာ resource တွေကို ပေးတဲ့ server နဲ့ network စနစ်) အထိ ပါပါတယ်။ Software ရဲ့ instruction (ညွှန်ကြားချက်) တွေက ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ လုပ်ဆောင်ချက်တွေ ဘယ်လို ဖြစ်လာသလဲ၊ ဒီ အစိတ်အပိုင်းတွေက စနစ်တစ်ခုရဲ့ performance (စွမ်းဆောင်ရည်) ကို ဘယ်လို သက်ရောက်သလဲ ဆိုတာကို ရှင်းပြပါတယ်။
ဒီ layer က A1.1 ရဲ့ outcome (သင်ယူပြီးရင် လုပ်နိုင်ရမယ့် အချက်) 9 ခုလုံး (Computer hardware and operation)၊ A1.2.3-A1.2.5 (Logic gates and Boolean algebra) နဲ့ A1.4 (Translation: HL အတွက်ပဲ) ကို လေ့လာပါတယ်။ ခေါင်းစဉ်တွေက Operating Systems layer (operating system အလွှာ) (A1.3) နဲ့ ဆက်စပ်တဲ့ နေရာတွေမှာ အဲဒီ layer ဆီ ညွှန်းထားပါတယ်။
ဒီ layer ထဲက စာမျက်နှာများ
| # | ခေါင်းစဉ် | Syllabus | အဓိက အယူအဆများ | Level |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Logic Gates (Logic gate များ) | A1.2.3, A1.2.4, A1.2.5 | Gate 7 မျိုး၊ truth table (input အားလုံးနဲ့ output ကို ပြတဲ့ ဇယား)၊ K-map (Karnaugh map: Boolean expression ကို ရိုးရှင်းအောင် လုပ်တဲ့ ဇယားကွက်)၊ Boolean algebra၊ logic diagram (logic gate တွေနဲ့ ဆွဲထားတဲ့ circuit ပုံ) | SL + HL |
| 2 | CPU Architecture (CPU ရဲ့ ဖွဲ့စည်းပုံ) | A1.1.1, A1.1.5, A1.1.6(HL) | ALU (တွက်ချက်ပြီး နှိုင်းယှဉ်ပေးတဲ့ CPU အပိုင်း)၊ CU (control unit: CPU ထဲက ညွှန်ကြားချက် ထိန်းချုပ်ရေး အပိုင်း)၊ register (CPU ထဲက အမြန်ဆုံး သိမ်းဆည်းရာ) များ၊ FDE cycle (ညွှန်ကြားချက်ကို ယူ၊ နားလည်၊ လုပ်ဆောင်တဲ့ စက်ဝန်း)၊ bus (အစိတ်အပိုင်းတွေကြား ဒေတာ သွားတဲ့ လမ်းကြောင်း) များ၊ pipelining (ညွှန်ကြားချက် အဆင့်တွေကို မစောင့်ဘဲ ထပ်ပြီး လုပ်ခြင်း) (HL) | SL + HL |
| 3 | GPU (ဂရပ်ဖစ် processor) | A1.1.2, A1.1.3(HL) | Parallel processing (အလုပ်တွေကို တစ်ပြိုင်နက် လုပ်ဆောင်ခြင်း)၊ လက်တွေ့ အသုံးချပုံများ၊ CPU နဲ့ GPU နှိုင်းယှဉ်ချက် (HL) | SL + HL |
| 4 | Primary Memory (CPU က တိုက်ရိုက် ယူသုံးတဲ့ memory) | A1.1.4 | Memory hierarchy (မြန်နှုန်းနဲ့ အရွယ်အစားအလိုက် memory အဆင့်ဆင့် စီထားပုံ)၊ RAM (ပါဝါပိတ်ရင် ပျောက်တဲ့ အဓိက memory)၊ ROM (ဖတ်ရုံသာ ရတဲ့ memory)၊ cache (CPU နဲ့ RAM ကြားက မြန်တဲ့ memory) (L1/L2/L3)၊ cache hit (လိုတဲ့ ဒေတာ cache ထဲမှာ ရှိခြင်း) / cache miss (လိုတဲ့ ဒေတာ cache ထဲမှာ မရှိခြင်း) | SL + HL |
| 5 | Secondary Storage (ပါဝါပိတ်ပြီးလည်း ဒေတာ ကျန်နေတဲ့ ရေရှည် storage) | A1.1.7 | SSD (ရွေ့လျားတဲ့ အစိတ်အပိုင်း မပါတဲ့ သိုလှောင်စက်)၊ HDD (လည်နေတဲ့ သံလိုက်ပြား သုံးတဲ့ သိုလှောင်စက်)၊ optical (laser အလင်းနဲ့ ဖတ်တဲ့ storage)၊ flash (chip ပေါ်မှာ သိမ်းတဲ့ storage)၊ NAS (network နဲ့ ချိတ်ထားတဲ့ မျှသုံး storage): မြန်နှုန်း၊ သိုလှောင်နိုင်မှုနဲ့ ကုန်ကျစရိတ်ကြား trade-off (တစ်ခု ရဖို့ တစ်ခု အလျှော့ပေးရတာ) များ | SL + HL |
| 6 | Compression (ဒေတာ ချုံ့ခြင်း) | A1.1.8 | Lossy compression (ဒေတာ တချို့ကို ဖယ်ပြီး ချုံ့ခြင်း) နဲ့ lossless compression (ဒေတာ မဆုံးရှုံးဘဲ ချုံ့ခြင်း) နှိုင်းယှဉ်ချက်၊ RLE (run-length encoding: ထပ်နေတဲ့ တန်ဖိုးတွေကို အရေအတွက်နဲ့ ချုံ့ခြင်း)၊ transform coding (လူ သိပ်မသိနိုင်တဲ့ အပိုင်းတွေကို ဖယ်ပြီး ချုံ့ခြင်း) (DCT) | SL + HL |
| 7 | Cloud Computing (အင်တာနက်ကနေ ငှားသုံးတဲ့ ကွန်ပျူတာ resource) | A1.1.9, A1.3.2 | SaaS (အင်တာနက်ကနေ အသင့်သုံး software)၊ PaaS (app တင်ဖို့ အသင့်ပြင်ထားတဲ့ platform)၊ IaaS (virtual machine နဲ့ storage ကို ငှားသုံးခြင်း)၊ virtualization (ကွန်ပျူတာ တစ်လုံးပေါ်မှာ virtual machine အများ run ခြင်း) | SL + HL |
| 8 | Translation (program code ကို ဘာသာပြန်ခြင်း) | A1.4.1 | Compiler (code တစ်ခုလုံးကို ကြိုတင် ဘာသာပြန်တဲ့ program)၊ interpreter (code ကို တစ်ကြောင်းချင်း ဘာသာပြန်ပြီး run တဲ့ program)၊ JIT (JIT compilation: run နေစဉ် machine code အဖြစ် ပြောင်းခြင်း)၊ bytecode (virtual machine က run တဲ့ ကြားခံ code)၊ JVM (Java bytecode ကို run ပေးတဲ့ virtual machine) | HL အတွက်ပဲ |
Syllabus နဲ့ Level ကော်လံတွေက IB Computer Science သင်တန်းအတွက်ပါ။ SL (Standard Level) နဲ့ HL (Higher Level) ဆိုတာ IB သင်တန်းရဲ့ အဆင့်နှစ်ဆင့်ဖြစ်ပြီး HL အပိုင်းတွေက ပိုနက်နက်ရှိုင်းရှိုင်း လေ့လာရတဲ့ အပိုင်းတွေပါ။ SL + HL ဆိုတာ အဆင့် နှစ်ဆင့်လုံးမှာ လေ့လာရတယ်လို့ ဆိုလိုပါတယ်။
လေ့ကျင့်ရန်
| ခေါင်းစဉ် | ဘာလုပ်နိုင်လဲ |
|---|---|
| Practice Library (လေ့ကျင့်ခန်း စုစည်းမှု) | Hardware မေးခွန်းတွေကို ခေါင်းစဉ်အလိုက် စုထားပြီး ခက်ခဲမှု အဆင့်နဲ့ အမှတ်အလိုက် စစ်ထုတ်ကြည့်နိုင်ပါတယ် |
အကြံပြုထားတဲ့ လေ့လာရမယ့် အစဉ်
Logic gate တွေကနေ စပါ၊ ပြီးရင် processor တွေက logic gate တွေကို ဘယ်လို သုံးသလဲ လိုက်ကြည့်ပါ၊ အဲဒီနောက်မှ memory၊ storage နဲ့ cloud computing ကို လေ့လာပါ:
- Logic Gates: Boolean algebra နဲ့ circuit ဒီဇိုင်းဆွဲခြင်း
- CPU Architecture: Gate တွေကနေ processor တွေကို ဘယ်လို တည်ဆောက်သလဲ၊ FDE cycle
- GPU: Parallel processing နဲ့ ခေတ်သစ် အသုံးချပုံများ
- Primary Memory: Memory hierarchy နဲ့ cache ရဲ့ အလုပ်လုပ်ပုံ
- Secondary Storage: Storage နည်းပညာများနဲ့ ရွေးချယ်ပုံ
- Compression: ဒေတာ ပမာဏ လျှော့ချတဲ့ နည်းလမ်းများ
- Cloud Computing: Service model (ဝန်ဆောင်မှု ပုံစံ) များနဲ့ virtualization
- Translation (HL): compiler၊ interpreter၊ JIT နဲ့ bytecode
သင်ယူရမယ့် ရည်မှန်းချက်များ
ဒီခေါင်းစဉ် ပြီးဆုံးတဲ့အခါ အောက်ပါတို့ကို လုပ်နိုင်ရပါမယ်:
- Describe (ဖော်ပြရှင်းပြပါ): အခြေခံ logic gate 7 မျိုးကို ဖော်ပြရှင်းပြပြီး compound expression (operator အများ ပေါင်းထားတဲ့ expression) တွေအတွက် truth table တွေကို တည်ဆောက်နိုင်ရပါမယ် (A1.2.3)
- Construct (ကိုယ်တိုင် တည်ဆောက်ပါ): Karnaugh map တွေကို တည်ဆောက်ပြီး expression တွေကို ရိုးရှင်းအောင် Boolean algebra စည်းမျဉ်းတွေကို အသုံးချနိုင်ရပါမယ် (A1.2.4, A1.2.5)
- Describe: CPU ရဲ့ အစိတ်အပိုင်းတွေ (ALU, CU, register) နဲ့ fetch-decode-execute cycle ကို ဖော်ပြရှင်းပြနိုင်ရပါမယ် (A1.1.1, A1.1.5)
- Describe: GPU နဲ့ သူ့ရဲ့ လက်တွေ့ အသုံးချပုံတွေကို ဖော်ပြရှင်းပြနိုင်ရပါမယ်၊ explain (ရှင်းပြပါ): CPU နဲ့ GPU ကြား ကွာခြားချက်တွေကို ရှင်းပြနိုင်ရပါမယ် (HL) (A1.1.2, A1.1.3)
- Explain: primary memory အမျိုးအစား အမျိုးမျိုး (register, cache, RAM, ROM) ရဲ့ ရည်ရွယ်ချက်တွေကို cache hit နဲ့ cache miss ကွာခြားချက် အပါအဝင် ရှင်းပြနိုင်ရပါမယ် (A1.1.4)
- Describe: secondary storage နည်းပညာတွေကို ဖော်ပြရှင်းပြပြီး အခြေအနေ အမျိုးမျိုးအတွက် ဘယ်ဟာ သင့်တော်လဲ အကဲဖြတ်နိုင်ရပါမယ် (A1.1.7)
- Describe: lossy နဲ့ lossless compression၊ RLE နဲ့ transform coding ကို ဖော်ပြရှင်းပြနိုင်ရပါမယ် (A1.1.8)
- Describe: cloud computing ရဲ့ service model တွေ (SaaS, PaaS, IaaS) နဲ့ virtualization ရဲ့ အယူအဆတွေကို ဖော်ပြရှင်းပြနိုင်ရပါမယ် (A1.1.9, A1.3.2)
- Evaluate (အားသာချက်နဲ့ အားနည်းချက်တွေကို ချိန်ဆပြီး အကဲဖြတ်ပါ): interpreter နဲ့ compiler တွေရဲ့ ဘာသာပြန်ပုံ လုပ်ငန်းစဉ်တွေကို JIT နဲ့ bytecode interpreter တွေ အပါအဝင် အကဲဖြတ်နိုင်ရပါမယ် (A1.4.1: HL)
ဆက်စပ် ခေါင်းစဉ်များ
- Information Layer (အချက်အလက် အလွှာ): number system (ဂဏန်းစနစ်) တွေနဲ့ data representation (ဒေတာကို ကိုယ်စားပြုပုံ) (A1.2.1-A1.2.2) က hardware ဒေတာကို ဘယ်လို သိမ်းပြီး စီမံသလဲ ဆိုတာရဲ့ အခြေခံ ဖြစ်ပါတယ်
- Operating Systems Layer (operating system အလွှာ): OS (operating system: ကွန်ပျူတာကို စီမံတဲ့ အဓိက software) က hardware resource တွေကို စီမံပါတယ်: memory management (memory ကို စီမံခြင်း)၊ process scheduling (ဘယ် process ကို CPU အချိန် ပေးမလဲ ဆုံးဖြတ်ခြင်း)၊ virtualization (A1.3)
- Programming Layer (programming အလွှာ): hardware ကို နားလည်ရင် performance ဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိတွေကို ရှင်းပြနိုင်ပါတယ်: array တွေ ဘာကြောင့် မြန်သလဲ၊ cache က loop တွေကို ဘယ်လို သက်ရောက်သလဲ၊ sorting ဘာကြောင့် အရေးကြီးသလဲ
- Communication Layer (ဆက်သွယ်ရေး အလွှာ): networking hardware (network ချိတ်ဆက်ဖို့ သုံးတဲ့ hardware) က cloud computing နဲ့ distributed system (ကွန်ပျူတာ အများ ပေါင်းပြီး အလုပ်လုပ်တဲ့ စနစ်) တွေနဲ့ ဆက်စပ်ပါတယ် (A2)