Build Lab
1. Համակարգչային գիտություն
2. Ռոբոտաշինություն
ENG
UZLIN Build Lab, դասընթաց 1 ՀԱՄԱԿԱՐԳՉԱՅԻՆ ԳԻՏՈՒԹՅՈՒՆՆախագծային դասընթաց երեք մակարդակով՝ 15 տարեկանից սկսած աշակերտների համար։ Աշակերտները սովորում են նախահամալսարանական համակարգչային գիտության հիմքը՝ սարքավորումներ, ցանցեր, տվյալների բազաներ, մեքենայական ուսուցում, ծրագրավորում և ալգորիթմներ՝ Python-ով, իսկ սեղանին դրված Raspberry Pi Pico-ն յուրաքանչյուր գաղափար դարձնում է շոշափելի։
Դասավանդող՝ Նարեկ Տիգրանյան, համալսարանական դասախոս, համակարգչային գիտության ուսուցիչ, UZLIN Technologies-ի հիմնադիր և տեխնիկական տնօրեն
Այս դասընթացը սովորեցնում է, թե ինչպես են աշխատում հաշվողական համակարգերը և ինչպես լուծել խնդիրները կոդով։ Համակարգիչները թղթի վրա ուսումնասիրելու և ծրագրավորումն առանձին սովորելու փոխարեն աշակերտներն անում են երկուսը միասին՝ մեկ իրական սարքի՝ Raspberry Pi Pico 2 W-ի վրա։ Այն ունի պրոցեսորային միջուկներ, հիշողություն, կապի գծեր, անլար ռադիո և անվտանգության սարքավորումներ, ուստի վերացական թեմաները շոշափելի են դառնում առաջին շաբաթից։
Երեք մակարդակները ներառում են նույն ոլորտները՝ աճող խորությամբ։ 1-ին մակարդակը ձևավորում է բառապաշար և ըմբռնում, 2-րդը դրանք կիրառում է կոդում, SQL-ում և ալգորիթմներում, իսկ 3-րդը պահանջում է վերլուծել, համեմատել և գնահատել։ Սկսելու համար փորձ պետք չէ։
Համակարգչային գիտությունը տալիս է գաղափարներն ու կոդը, Ռոբոտաշինությունը՝ գործնական ինժեներիան։ Դրանք օգտագործում են նույն Pico-ն և լրացնում են միմյանց. Ռոբոտաշինությունում կառուցված ռոբոտը կարող է դառնալ այս դասընթացի եզրափակիչ նախագիծը։ Յուրաքանչյուր դասընթաց կարելի է անցնել նաև առանձին։
| Մակարդակ | Աշակերտները հիմնականում | Բնորոշ առաջադրանքներ |
|---|---|---|
| 1 Հիմնական | Հիշում և հասկանում են | Սահմանել, նշել, համառոտ նկարագրել, պիտակավորել դիագրամ |
| 2 Միջին | Կիրառում են գաղափարները, գրում և հետագծում կոդ | Բացատրել, հետագծել, կառուցել ալգորիթմ, նախագծել սխեմա, գրել SQL |
| 3 Խորացված | Վերլուծում և գնահատում են | Համեմատել, գնահատել, հիմնավորել, կիրառել գաղափարները նոր դեպքի ուսումնասիրության մեջ |
| Նպատակ | Դասընթացի ավարտին աշակերտը կարող է… | Որտեղ |
|---|---|---|
| G1 | Բացատրել, թե ինչպես են աշխատում հաշվողական համակարգերը՝ ճիշտ տերմինաբանությամբ։ | Բոլոր մակարդակներ |
| G2 | Կիրառել հաշվողական մտածողություն՝ խնդիրները տարրալուծելու և վերլուծելու համար։ | Մակարդակներ 1 և 2 |
| G3 | Գրել, թեստավորել և վրիպազերծել աշխատող Python ծրագրեր, ներառյալ օբյեկտակողմնորոշվածները։ | Մակարդակներ 2 և 3 |
| G4 | Նախագծել, գնահատել և հիմնավորել լուծումը, ներառյալ դրա էթիկական ազդեցությունը։ | Մակարդակ 3, եզրափակիչ նախագիծ |
Յուրաքանչյուր մակարդակ ներառում է նույն ոլորտներն ավելի խորը։ Այն ավարտվում է մակարդակի նախագծով և գնահատմամբ, որի արդյունքով որոշվում է՝ արդյոք աշակերտը կշարունակի հաջորդ մակարդակում։
Աշակերտները սովորում են համակարգչային գիտության բառապաշարն ու հիմնական գաղափարները՝ ինչ կա համակարգչի ներսում, ինչպես են պահվում տվյալները, ինչպես են կազմակերպված ցանցերն ու տվյալների բազաները, ինչ է մեքենայական ուսուցումը։ Նրանք գրում են իրենց առաջին ծրագրերը։
Պրոցեսորի մասերը, հիշողության տեսակները (RAM, ROM, քեշ), արտաքին հիշողություն, օպերացիոն համակարգի դերը, ամպային հաշվարկներ
Երկուական և տասնվեցական համակարգեր, ինչպես են պահվում տեքստը, պատկերները և ձայնը, հիշողության միավորներ
Ցանցերի տեսակներ (LAN, WAN, PAN), ցանցային սարքեր, տոպոլոգիաներ, լարային և անլար կապ
Աղյուսակներ, գրառումներ, դաշտեր, առաջնային և արտաքին բանալիներ
Ինչ է մեքենայական ուսուցումը, ուսուցչով, առանց ուսուցչի և ամրապնդմամբ ուսուցում, էթիկա
Տարրալուծում, աբստրակցիա, օրինաչափությունների ճանաչում, բլոկ-սխեմաներ
Փոփոխականներ, տվյալների տիպեր, պայմաններ, ցիկլեր, տողեր, միաչափ զանգվածներ
Սահմանել, նշել, համառոտ նկարագրել և պիտակավորել դիագրամ։
Աշակերտները կիրառում են իրենց գիտելիքները՝ հետևում և գրում են ալգորիթմներ, նախագծում տվյալների բազաներ և հարցումներ անում SQL-ով, բացատրում, թե ինչպես են տվյալներն անցնում ցանցով, կառուցում առաջին մեքենայական ուսուցման մոդելներն ու դասերը։
Հրամանի ընտրում–վերծանում–կատարում ցիկլը, կոնվեյերացում, GPU և CPU, կորուստով և առանց կորստի սեղմում, բուլյան տրամաբանություն, ճշմարտության աղյուսակներ, տրամաբանական սխեմաներ
Հարցում և ընդհատումներ, բազմախնդիրություն, սենսորներով և կատարող սարքերով կառավարման համակարգեր
IP հասցեավորում, փաթեթային կոմուտացիա, TCP և UDP, արձանագրություններ և շերտեր, firewall-ներ, գաղտնագրման հիմունքներ
Էություն–կապ դիագրամներ, նորմալացում մինչև երրորդ նորմալ ձև, SQL՝ SELECT, JOIN, GROUP BY, INSERT և UPDATE
Գծային ռեգրեսիա, k-մոտակա հարևաններ, որոշումների ծառեր, կլաստերավորում
Երկչափ զանգվածներ, ստեկներ և հերթեր, ֆունկցիաներ և պարամետրեր, ֆայլերի ընթերցում և գրում, գծային և երկուական որոնում, պղպջակային և ընտրությամբ տեսակավորում, ալգորիթմների հետագծում
Դասեր, օբյեկտներ, կոնստրուկտորներ, ինկապսուլյացիա, getter-ներ և setter-ներ, UML դասերի դիագրամներ
Բացատրել, հետագծել, կառուցել ալգորիթմ, նախագծել տվյալների բազայի սխեմա և գրել SQL։
Աշակերտները վերլուծում և գնահատում են՝ համեմատում են ալգորիթմներն ու տվյալների բազաների մոդելները, գնահատում անվտանգության միջոցներն ու մոդելների արդյունավետությունը, նախագծում ավելի մեծ օբյեկտակողմնորոշված ծրագրեր և ամբողջ գիտելիքը կիրառում անծանոթ դեպքի ուսումնասիրության մեջ։
Կոմպիլյատորներ և ինտերպրետատորներ, օպերացիոն համակարգերի պլանավորման ալգորիթմներ, հիշողության կառավարման խորացված թեմաներ
Թվային վկայականներ, բաց և փակ բանալիով գաղտնագրում, ցանցի սեգմենտավորում, անվտանգության միջոցների գնահատում
Ներդրված հարցումներ և ագրեգատներ, տրանզակցիաներ և ACID, NoSQL և տվյալների պահեստներ, տվյալների բազայի մոդելի ընտրություն
Տվյալների նախամշակում, նեյրոնային ցանցեր և CNN-ներ, ամրապնդմամբ ուսուցում, մոդելի արդյունավետության գնահատում
Big O վերլուծություն, ռեկուրսիա, ալգորիթմների համեմատություն
Ժառանգում, պոլիմորֆիզմ, աբստրակտ դասեր, ինտերֆեյսներ, նախագծման ձևանմուշներ
Կապակցված ցուցակներ, երկուական որոնման ծառեր և դրանց շրջանցում, հեշ աղյուսակներ, բազմություններ
Ամեն տարի նոր իրական իրավիճակ, որը նախապես ուսումնասիրվում է, և որում աշակերտները կիրառում են ամբողջ դասընթացի գաղափարները նոր համատեքստում
Վերլուծել, համեմատել, գնահատել և հիմնավորել, ներառյալ լուծման էթիկական ազդեցությունը։
Յուրաքանչյուր աշակերտ ավարտում է իրական խնդրի ամբողջական հաշվողական լուծմամբ, որն ինքն է ընտրում և անցկացնում մշակման ամբողջ գործընթացով։
| Փուլ | Ինչ է անում աշակերտը |
|---|---|
| Պլանավորում | Գտնում է իրական օգտատեր և խնդիր, նրա հետ համաձայնեցնում հաջողության չափանիշները |
| Նախագծում | Պլանավորում է լուծման տվյալները, ալգորիթմները և կառուցվածքը |
| Մշակում | Կառուցում է լուծումը՝ օգտագործելով երեք մակարդակների մեթոդները |
| Թեստավորում | Համակարգված ստուգում է հաջողության չափանիշների համեմատ |
| Գնահատում | Օգտատիրոջ հետ գնահատում է արդյունքը և վերլուծում դրա էթիկական ազդեցությունը՝ գաղտնիություն, անվտանգություն և համաձայնություն |
Մեկնարկային ուղղությունները հետևում են UZLIN-ի ստեղծած արտադրանքին՝
Փոքր վեբ հավելված տվյալների բազայով, որը լուծում է իրական օգտատիրոջ իրական խնդիր։
Pico-ի վրա հիմնված սարք կամ Ռոբոտաշինության դասընթացի ռոբոտ՝ փաստաթղթավորված որպես ամբողջական լուծում։
Հավաքված տվյալներով ուսուցանված մոդել՝ գնահատված ճշգրտության և կողմնակալության տեսանկյունից։
Սենսորներից տվյալների բազա, ապա վահանակ՝ անվտանգության վերլուծությամբ։
Առաջընթացը չափվում է անընդհատ, և յուրաքանչյուր աշխատանք ներառվում է աշակերտի պորտֆոլիոյում։ Յուրաքանչյուր մակարդակ ավարտվում է գնահատմամբ, որի արդյունքով որոշվում է՝ արդյոք աշակերտը կշարունակի հաջորդ մակարդակում։
| Բաղադրիչ | Ինչ է ցույց տալիս |
|---|---|
| Մակարդակների նախագծեր | Աշխատող ծրագիր կամ սարք յուրաքանչյուր մակարդակի վերջում՝ ցուցադրված դասարանում |
| Գործնական ստուգումներ | Գաղափարների և կոդի կարճ ստուգումներ՝ բացերը վաղ հայտնաբերելու համար |
| Մակարդակի գնահատում | Յուրաքանչյուր մակարդակի վերջում, որոշում է՝ արդյոք աշակերտը կշարունակի հաջորդ մակարդակում |
| Եզրափակիչ նախագիծ | Ամբողջական լուծում՝ փաստաթղթերով և էթիկական վերլուծությամբ |
| Պորտֆոլիո | Բոլոր նախագծերը, կոդը և մտորումները՝ պատրաստ դպրոցներին և համալսարաններին ներկայացնելու համար |
| Միավոր | Մանրամասներ |
|---|---|
| Ծրագրեր | Python 3, Thonny կամ VS Code, SQLite՝ անվճար և բոլոր հարթակների համար |
| Սարքավորումներ | Raspberry Pi Pico 2 W՝ սենսորների հիմնական հավաքածուով, ընդհանուր Ռոբոտաշինության դասընթացի հետ |
| Դասընթացի նյութեր | Մակարդակների նշումներ, վարժություններ և նախագծերի ձևանմուշներ |
Դասերը հետազոտական են և գործնական՝ կարճ բացատրություն, ապա կառուցում և ստուգում։ Էթիկան անցնում է ամբողջ դասընթացով, ոչ թե մեկ թեմայում՝ գաղտնիությունը ցանցերում, կողմնակալությունը մեքենայական ուսուցման մեջ, համաձայնությունը եզրափակիչ նախագծում։ Աշակերտները նշում են իրենց օգտագործած յուրաքանչյուր աղբյուր, ներառյալ կոդն ու ԱԲ օգնականները, և եզրափակիչ նախագիծը պետք է լինի իրենց սեփական աշխատանքը։