SPM Sains Komputer cheat sheet
SPM Sains Komputer · Keep the key ideas within reach.
Pengkomputeran dan Sistem Komputer
Unit asas: 1 bait = 8 bit; 1 KB = 1024 bait, 1 MB = 1024 KB, 1 GB = 1024 MB, 1 TB = 1024 GB.
Kitaran pemprosesan arahan (fetch-decode-execute): PC menghantar alamat ke memori, arahan diambil ke IR, dinyahkod oleh unit kawalan, kemudian dilaksanakan oleh ALU atau unit lain.
Komponen CPU: Unit Kawalan (CU) mengawal aliran arahan, ALU membuat operasi aritmetik dan logik, daftar (register) menyimpan data sementara, cache mempercepat akses data kerap.
Hierarki storan dari pantas dan kecil ke lambat dan besar: daftar, cache, RAM, SSD/HDD, pita magnetik.
RAM ialah memori meruap (volatile) yang kehilangan data apabila kuasa diputuskan; ROM ialah memori tidak meruap yang menyimpan firmware/BIOS.
Input: papan kekunci, pengimbas, sensor, kamera. Output: monitor, pencetak, penggerak (actuator). Kedua-duanya ialah peranti persisian.
Sistem pengendalian mengurus proses (penjadualan CPU), memori, storan, peranti I/O, dan keselamatan pengguna melalui akaun dan kebenaran.
Jenis sistem pengendalian: kelompok (batch), masa nyata (real-time), berbilang pengguna, teragih, dan mudah alih.
Pemampat (compression) lossless mengekalkan data asal sepenuhnya (contoh ZIP), manakala lossy membuang data yang kurang penting (contoh JPEG, MP3).
Rangkaian Komputer dan Komunikasi Data
Topologi: bas berkongsi satu kabel utama; bintang menyambung semua nod ke suis pusat; cincin data bergerak satu arah; mesh menyediakan laluan berbilang untuk kebolehpercayaan.
Model OSI tujuh lapisan: Fizikal, Pautan Data, Rangkaian, Pengangkutan, Sesi, Persembahan, Aplikasi.
Protokol lapisan pengangkutan: TCP berorientasikan sambungan dan boleh dipercayai; UDP tanpa sambungan dan lebih pantas tetapi tiada jaminan penghantaran.
Alamat IP versi 4 terdiri daripada 32 bit; versi 6 terdiri daripada 128 bit. Alamat MAC ialah 48 bit dan unik pada kad rangkaian.
Peranti: hab menghantar data ke semua port, suis menghantar ke port destinasi berdasarkan alamat MAC, penghala (router) menghantar antara rangkaian berdasarkan alamat IP.
Jalur lebar (bandwidth) diukur dalam bit per saat; kependaman (latency) ialah masa perjalanan data; lebar jalur tinggi tidak menjamin kependaman rendah.
Kaedah capaian media: CSMA/CD untuk Ethernet berkabel, CSMA/CA untuk rangkaian wayarles Wi-Fi.
Model pelanggan-pelayan (client-server) memusatkan perkhidmatan pada pelayan; rangkaian peer-to-peer membolehkan setiap nod menjadi pelanggan dan pelayan.
Keselamatan rangkaian asas: WPA2/WPA3 untuk Wi-Fi, tembok api (firewall) menapis trafik, VPN menyulitkan laluan melalui rangkaian awam.
Algoritma dan Pengaturcaraan
Struktur kawalan asas: jujukan, pilihan (if/else, switch), dan ulangan (for, while, do-while).
Jenis data asas: integer, nombor perpuluhan (float/double), boolean, aksara (char), dan rentetan (string).
Pemboleh ubah ialah lokasi memori bernama yang nilainya boleh berubah; pemalar (constant) tidak boleh diubah selepas ditetapkan.
Larik (array) menyimpan elemen jenis sama dengan indeks bermula dari 0 dalam kebanyakan bahasa; akses luar julat menyebabkan ralat.
Carian linear memeriksa elemen satu demi satu, kerumitan O(n); carian binari memerlukan senarai tersusun dan berkerumitan O(log n).
Isihan gelembung (bubble sort) membandingkan pasangan bersebelahan berulang kali, kerumitan purata O(n^2); isihan cepat (quicksort) menggunakan pivot, purata O(n log n).
Rekursi ialah fungsi yang memanggil dirinya sendiri dan mesti mempunyai kes asas (base case) untuk mengelakkan gelung tak terhingga.
Penyahpepijatan (debugging): ralat sintaks menghalang kompilasi, ralat logik menghasilkan output salah tanpa mesej ralat, ralat masa larian berlaku semasa program berjalan.
Notasi pseudokod dan carta alir: bujur untuk mula/tamat, segi empat tepat untuk proses, belah ketupat untuk keputusan, selari untuk input/output.
Pangkalan Data
Pangkalan data hubungan menyimpan data dalam jadual; setiap jadual mempunyai medan (field) dan rekod (record).
Kunci primer (primary key) mengenal pasti setiap rekod secara unik dan tidak boleh bernilai null; kunci asing (foreign key) merujuk kunci primer jadual lain untuk mewujudkan hubungan.
Kardinaliti hubungan: satu-ke-satu, satu-ke-banyak, banyak-ke-banyak. Hubungan banyak-ke-banyak memerlukan jadual penghubung.
Penormalan: 1NF menghapuskan kumpulan berulang, 2NF menghapuskan kebergantungan separa pada kunci komposit, 3NF menghapuskan kebergantungan transitif.
SQL asas: SELECT medan FROM jadual WHERE syarat; ORDER BY untuk isihan; GROUP BY dengan COUNT/SUM/AVG untuk agregat.
Jenis JOIN: INNER JOIN memulangkan baris yang sepadan dalam kedua-dua jadual; LEFT JOIN memulangkan semua baris jadual kiri walaupun tiada padanan.
Integriti data dikuatkuasakan oleh kekangan: NOT NULL, UNIQUE, CHECK, dan kunci primer/asing.
DBMS mengurus storan, keselamatan, sandaran, dan capaian serentak pengguna melalui transaksi (commit/rollback).
Pembangunan Aplikasi dan Reka Bentuk Antara Muka
Kitaran hayat pembangunan sistem (SDLC): perancangan, analisis keperluan, reka bentuk, pelaksanaan, pengujian, penyelenggaraan.
Model pembangunan: air terjun (waterfall) berjujukan dan tegar; agile/iteratif membina dalam kitaran pendek dengan maklum balas pengguna berterusan.
Reka bentuk antara muka: konsisten, maklum balas segera, pengelompokan elemen berkaitan, dan penggunaan warna serta kontras yang mencukupi.
Prinsip kebolehgunaan: kurangkan beban kognitif, gunakan label yang jelas, sediakan fungsi batal (undo), dan elakkan menu terlalu dalam.
Jenis ujian: ujian unit menguji satu modul, ujian integrasi menguji gabungan modul, ujian sistem menguji keseluruhan aplikasi, ujian penerimaan pengguna (UAT) mengesahkan keperluan.
Pembangunan mudah alih: aplikasi asli (native) menggunakan bahasa khusus platform; aplikasi hibrid menggunakan teknologi web dalam pembalut.
Prototaip (wireframe, mockup) membolehkan pengesahan reka bentuk sebelum pengekodan bermula.
Dokumentasi pengguna dan manual teknikal ialah hasil kerja penting dalam penyerahan projek perisian.
Keselamatan Komputer dan Etika
Ancaman: perisian hasad (virus, cecacing, trojan, ransomware), pancingan data (phishing), serangan penafian perkhidmatan (DoS), dan kejuruteraan sosial.
Penyulitan simetri menggunakan satu kunci yang sama untuk menyulit dan menyahsulit; penyulitan asimetri menggunakan pasangan kunci awam dan peribadi.
Pengesahan (authentication) mengesahkan identiti; kebenaran (authorization) menentukan apa yang boleh diakses selepas pengesahan.
Pengesahan berbilang faktor menggabungkan sesuatu yang diketahui (kata laluan), dimiliki (token/telefon), dan ciri biometrik.
Tembok api menapis trafik masuk dan keluar; sistem pengesanan pencerobohan (IDS) memantau dan memberi amaran tanpa semestinya menyekat.
Sandaran 3-2-1: tiga salinan data, dua media berbeza, satu salinan di lokasi luar.
Etika komputer merangkumi privasi data, harta intelek, ketepatan maklumat, dan akses yang adil.
Akta berkaitan di Malaysia termasuk Akta Perlindungan Data Peribadi 2010 dan Akta Jenayah Komputer 1997; plagiarisme dan penggodaman tanpa kebenaran adalah salah dari segi etika dan undang-undang.
Kata laluan kukuh: panjang, gabungan huruf besar/kecil, nombor dan simbol, unik bagi setiap akaun, disimpan dalam bentuk cincangan (hash) bersalt.
Impak Sosial dan Isu Semasa dalam Sains Komputer
Automasi dan kecerdasan buatan mengubah pasaran kerja: sesetengah pekerjaan rutin berkurang, permintaan untuk kemahiran digital dan analitik meningkat.
Jurang digital merujuk perbezaan akses kepada teknologi dan internet antara kumpulan masyarakat, bandar dan luar bandar, serta antara negara.
Isu privasi timbul daripada pengumpulan data besar (big data), penjejakan kuki, dan pengawasan; prinsip pengumpulan data minimum mengurangkan risiko.
Kecerdasan buatan menghasilkan keputusan berdasarkan data latihan; data berat sebelah menghasilkan keputusan berat sebelah (bias algoritma).
E-dagang dan kerja jarak jauh meningkatkan kecekapan tetapi menimbulkan isu keselamatan transaksi dan keseimbangan kerja-hidup.
Sisa elektronik (e-waste) dan penggunaan tenaga pusat data ialah kesan alam sekitar utama teknologi maklumat.
Harta intelek merangkumi hak cipta perisian, paten, tanda dagangan, dan lesen perisian sumber terbuka berbanding perisian proprietari.
Literasi digital dan penggunaan bertanggungjawab media sosial mengurangkan penyebaran berita palsu dan ucapan kebencian.
Projek dan Kerja Kursus
Fasa projek Sains Komputer: penyataan masalah, analisis keperluan, reka bentuk, pembangunan, pengujian, dokumentasi, dan pembentangan.
Penyataan masalah yang baik menyatakan siapa pengguna sasaran, apakah kelemahan sistem sedia ada, dan mengapa projek diperlukan.
Keperluan fungsian menerangkan apa sistem perlu lakukan; keperluan bukan fungsian menerangkan kualiti seperti prestasi, keselamatan, dan kebolehgunaan.
Jadual Gantt menunjukkan tempoh dan kebergantungan tugasan; carta PERT menekankan urutan dan laluan kritikal.
Senarai semak pengujian perlu merangkumi kes normal, kes sempadan (boundary), dan kes ralat (invalid input).
Dokumentasi projek lazimnya merangkumi laporan masalah, reka bentuk sistem, kod sumber, manual pengguna, dan jurnal refleksi.
Pembentangan yang berkesan menyertakan demonstrasi sistem berfungsi, bukti pengujian, dan penjelasan keputusan reka bentuk.
Penilaian projek menimbang fungsi, kualiti kod, reka bentuk antara muka, dokumentasi, dan pembentangan secara seimbang.