Mô phỏng Tin học Trung học phổ thông

Mỗi giấy phép được mô tả bằng bốn quyền: xem và tải về, chia sẻ nguyên bản, sửa đổi tạo bản mới, dùng vào việc có thu tiền. Học sinh chọn loại nội dung, giấy phép và mục đích sử dụng, chương trình đối chiếu quyền mà mục đích đó đòi hỏi với quyền mà giấy phép cho, rồi kết luận được phép, được phép kèm điều kiện hay không được phép. Hai công tắc ghi nguồn và phát hành lại cùng giấy phép cho thấy điều kiện chưa thoả thì kết luận đổi ngay.

Bốn loại dữ liệu quen thuộc được đưa hết về dãy bit. Gõ một số nguyên để xem dạng nhị phân và số byte cần dùng; gõ một dòng chữ để xem mã của từng kí tự; kéo thanh độ sâu màu và độ phân giải để thấy ảnh xấu dần nhưng tệp nhẹ đi; kéo tần số lấy mẫu và độ sâu bit để thấy sóng âm bị bẻ thành các bậc thang. Mỗi chế độ đều hiện công thức tính dung lượng đang dùng.

Gõ một tên miền, máy chủ DNS tra bảng và trả về địa chỉ IP tương ứng. Sau đó chương trình lấy địa chỉ IP của máy em AND với mặt nạ mạng để tính địa chỉ mạng, làm tương tự với máy đích rồi so sánh: cùng địa chỉ mạng thì hai máy nói chuyện trực tiếp, khác thì gói tin phải đi qua bộ định tuyến qua nhiều chặng. Có thể xem toàn bộ phép AND ở dạng nhị phân và xem gói tin chạy trên sơ đồ.

Cùng một hình vẽ được dựng hai cách: ảnh vector lưu công thức của từng hình nên vẽ lại ở mọi độ phóng đều nét, ảnh bitmap lưu lưới điểm ảnh nên phóng to là thấy răng cưa từng ô vuông. Học sinh kéo thanh phóng, kéo chuột để di chuyển khung nhìn, đổi độ phân giải lưới và số hình. Dung lượng được tính ngay: bitmap bằng rộng nhân cao nhân độ sâu màu chia 8, còn vector chỉ phụ thuộc số hình chứ không phụ thuộc độ phóng.

Đồ thị số bước theo kích thước dữ liệu n của các hàm log₂n, n, n·log₂n, n² kèm số phép so sánh đo thực tế của sắp xếp nổi bọt và sắp xếp nhanh. Học sinh kéo con trỏ n trên đồ thị để đọc giá trị, rồi bấm Chạy đua để xem hai thuật toán sắp xếp cùng một dãy với cùng tốc độ bước: sắp xếp nhanh (n log n) về đích trước nổi bọt (n²) và khoảng cách càng lớn khi n tăng.

Một ứng dụng xin các quyền quen thuộc: vị trí, danh bạ, thư viện ảnh, micrô, lịch sử duyệt web, danh sách ứng dụng đã cài. Học sinh bật hoặc tắt từng quyền và kéo số ngày sử dụng, chương trình tính số điểm dữ liệu thu được theo tần suất lấy mẫu thật (vị trí nền lấy 96 lần mỗi ngày, tức 15 phút một lần) rồi vẽ vết di chuyển trên bản đồ và điền dần hồ sơ cá nhân mà bên thu thập suy ra được. Thanh trượt chia sẻ với bên thứ ba cho thấy dữ liệu đi tiếp tới bao nhiêu công ty khác.

Hai bảng HOC_SINH và LOP liên kết với nhau bằng khoá ngoài MaLop trỏ tới khoá chính MaLop của bảng LOP. Học sinh dựng truy vấn bằng các ô chọn: lấy bảng nào, có nối hai bảng không, điều kiện lọc là gì, sắp xếp theo cột nào, lấy bao nhiêu dòng. Chương trình sinh ra câu lệnh SQL tương ứng và chạy thật trên dữ liệu, nên đổi điều kiện là thấy bảng kết quả đổi theo; bấm một dòng để thấy dòng nào của bảng kia đã ghép vào.

Mỗi nghề công nghệ thông tin được mô tả bằng danh sách kĩ năng, mỗi kĩ năng cần một số giờ luyện tập nhất định. Học sinh chọn nghề rồi kéo số năm theo đuổi, số giờ học mỗi tuần và bật chế độ làm dự án thật; tổng giờ tích luỹ bằng số năm nhân 52 tuần nhân số giờ mỗi tuần, cộng thêm phần thưởng khi có dự án. Số giờ đó được rót lần lượt vào từng kĩ năng, thanh tiến trình đầy dần và bậc nghề trên trục thời gian dịch chuyển từ mới bắt đầu tới senior.

Cùng một tệp được đặt ở ba nơi: ổ đĩa của máy cá nhân, máy chủ trong trường hoặc dịch vụ lưu trữ đám mây. Học sinh bấm vào từng thiết bị để sửa tệp (số phiên bản tăng), bấm Đồng bộ để xem dữ liệu chạy trên đường truyền với thời gian tính bằng dung lượng nhân 8 chia tốc độ mạng, rồi chọn tình huống mất mạng, hỏng ổ cứng hoặc sửa tệp ở hai nơi để xem nơi lưu nào chịu được sự cố và nơi nào mất dữ liệu.

Một bộ phân lớp đơn giản học từ các mẫu có nhãn: máy tính điểm trung tâm của mỗi lớp rồi lấy đường trung trực của hai điểm đó làm ranh giới quyết định. Học sinh kéo số mẫu huấn luyện, mức nhiễu nhãn và mức lệch của dữ liệu, chương trình huấn luyện lại và đo độ chính xác trên 400 mẫu kiểm tra cố định. Khi dữ liệu huấn luyện chỉ lấy từ một nhóm, độ chính xác chung vẫn cao nhưng độ chính xác ở nhóm ít dữ liệu tụt hẳn — đó chính là thiên lệch do dữ liệu.

Nửa trên là dây chuyền dữ liệu lớn: thu thập bản ghi thô, làm sạch (bỏ bản trùng, bản thiếu trường, bản sai định dạng) rồi mới phân tích; học sinh kéo số bản ghi và mức lọc để thấy số bản ghi dùng được và độ tin cậy của kết quả đổi theo. Nửa dưới là hệ đề xuất chạy từng vòng: máy luôn gợi ý chủ đề em hay xem nhất, mức quan tâm tăng lên, độ đa dạng tính bằng entropy tụt dần và bong bóng thông tin hình thành; kéo mức khám phá lên thì bong bóng vỡ ra.

Mỗi tình huống có vài hành vi để chọn; mỗi hành vi có mức độ vi phạm riêng và chương trình cộng thêm điểm theo số người tiếp cận (tính theo lôgarit), theo việc có tái phạm hay không, rồi đối chiếu với tuổi để đưa ra mức xử lí trên thang bốn bậc: nhắc nhở, buộc gỡ bỏ và xin lỗi, xử phạt vi phạm hành chính, truy cứu trách nhiệm hình sự. Kim chỉ trên thang dịch chuyển ngay khi kéo các thanh trượt, kèm tên văn bản pháp luật điều chỉnh hành vi đó.

Nhiều máy khách liên tục gửi yêu cầu HTTP tới một máy chủ. Yêu cầu nào trúng bộ nhớ đệm thì được trả lời ngay, còn lại phải xếp hàng chờ máy chủ xử lí lần lượt với thời gian phụ thuộc kích thước trang và băng thông. Học sinh tăng số người dùng để thấy hàng đợi dài ra và thời gian phản hồi tăng vọt khi vượt khả năng phục vụ, rồi tăng tỉ lệ đệm hoặc băng thông để hệ thống trở lại bình thường.

Một tệp được nén theo ba cách: giữ nguyên, nén không mất dữ liệu (ZIP, PNG, FLAC) và nén có mất dữ liệu (JPEG, MP3, H.264); tỉ lệ nén lấy theo số liệu thực của từng loại dữ liệu nên dung lượng và mức hao chất lượng đổi ngay khi chọn. Phần sao lưu cho tạo từ một đến bốn bản trên ổ SSD, ổ cứng hoặc đám mây; bấm Gây hỏng ổ để một bản chết, rồi bấm Phục hồi xem thanh tiến trình chạy với thời gian bằng dung lượng chia tốc độ đọc, kèm xác suất mất sạch dữ liệu tính bằng tỉ lệ hỏng mũ số bản sao.

Dữ liệu huấn luyện gồm hai lớp điểm trên mặt phẳng hai đặc trưng. Học sinh kéo điểm mới (ngôi sao) đến vị trí bất kì: máy tính tìm k điểm gần nhất, đếm phiếu của từng lớp và gán nhãn cho điểm mới; vùng màu nền cho thấy ranh giới quyết định của mô hình. Thêm điểm huấn luyện bằng cách bấm, đổi k để thấy mô hình nhạy hay mượt hơn.

Năm nhóm nghề công nghệ thông tin được mô hình hoá bằng hai đường: nhu cầu tuyển mới mỗi năm tăng theo cấp số nhân với tốc độ riêng của nhóm, còn nguồn cung là số người tốt nghiệp nhân với tỉ lệ đáp ứng được yêu cầu doanh nghiệp ngay. Kéo thanh năm, tốc độ tăng nhu cầu và tỉ lệ đáp ứng để thấy khoảng thiếu hụt rộng ra hay hẹp lại, và mức lương tham khảo thay đổi theo áp lực thiếu người. Bấm vào một nhóm nghề để xem kĩ năng tuyển dụng đòi hỏi.

Một bức ảnh được dựng ngay trong trang rồi số hoá lại theo độ phân giải em chọn, hiện cạnh ảnh gốc để so sánh. Kéo các thanh để đổi độ sáng, độ tương phản hoặc chuyển sang ảnh xám, ảnh âm bản; bật lưới để nhìn rõ từng điểm ảnh. Thanh mức nén mô phỏng cách nén ảnh theo khối 8×8 của định dạng JPEG: nén càng mạnh thì tệp càng nhẹ nhưng ảnh càng vỡ khối.