انتشرت في الآونة الأخيرة في العراق الكثير من القصص عن انتهاكات الخصوصية! تخيل أنك تعيش في حي شعبي في بغداد، وسمعت أن جارك قام بتركيب كاميرات مراقبة تغطي الشارع بأكمله. هل هذا انتهاك لخصوصيتك؟ هل يمكن حساب المنطقة التي لا تخضع للمراقبة؟ في هذا التمرين، سنستخدم الرياضيات لفهم حقوق الخصوصية وحماية البيانات، مع أمثلة حقيقية من مدننا العراقية. هل أنت مستعد لحماية خصوصيتك數学يا؟
كم عدد كلمات المرور الممكنة؟
قررت مدرسة في بغداد إنشاء نظام تسجيل دخول آمن لطلابها. طلبت منك حساب عدد كلمات المرور الممكنة التي تتكون من 8 أحرف، باستخدام الأحرف العربية (36 حرفا) والأرقام (10 أرقام). كم عدد كلمات المرور الممكنة؟
المعطيات
| n | عدد الأحرف المتاحة | 46 | |
| k | طول كلمة المرور | 8 |
المطلوب
- N — عدد كلمات المرور الممكنة
تلميحات تدريجية
تلميح 1
تذكر أن كل حرف في كلمة المرور يمكن أن يكون أي من الأحرف أو الأرقام المتاحة
تلميح 2
استخدم مبدأ العد الأساسي (قاعدة الضرب)
تلميح 3
عدد كلمات المرور = (عدد الخيارات لكل خانة)^عدد الخانات
الحل الكامل
- فهم المشكلة — نريد حساب عدد الكلمات المرور الممكنة المكونة من 8 خانات، حيث كل خانة يمكن أن تكون أي من 46 حرفا أو رقما متاحا.
- تطبيق مبدأ العد الأساسي — بما أن كل خانة مستقلة عن الأخرى، وعدد الخيارات لكل خانة ثابت، يمكننا ضرب عدد الخيارات في بعضها.
- الحساب النهائي — نقوم بالتعويض بالقيم المعروفة لحساب العدد النهائي.
← عدد كلمات المرور الممكنة هو 20,407,334,417,128
مساحة منطقة الخصوصية حول المنزل
اشترى عمك منزلاً في حي السلام في بغداد، ويريد أن يعرف مساحة المنطقة التي لا يمكن للمارة من الشارع رؤيتها. المنزل مستطيل الشكل طوله 12 مترا وعرضه 8 أمتار، ويبعد 5 أمتار عن حدود الأرض. كم تبلغ مساحة منطقة الخصوصية (المنطقة غير المرئية من الشارع)؟
المعطيات
| L | طول المنزل | 12 | متر |
| l | عرض المنزل | 8 | متر |
| d | بعد المنزل عن حدود الأرض | 5 | متر |
المطلوب
- A — مساحة منطقة الخصوصية (متر مربع)
تلميحات تدريجية
تلميح 1
ارسم شكلا للبيت والأرض المحيطة به
تلميح 2
مساحة الخصوصية هي مساحة الأرض الكلية ناقص مساحة البيت
تلميح 3
الأرض الكلية عبارة عن مستطيل طوله (L + 2d) وعرضه (l + 2d)
الحل الكامل
- حساب أبعاد الأرض الكلية — نضيف المسافة d من كل جانب للطول والعرض.
- حساب مساحة الأرض الكلية — مساحة المستطيل = الطول × العرض
- حساب مساحة منطقة الخصوصية — نطرح مساحة البيت من مساحة الأرض الكلية.
← مساحة منطقة الخصوصية هي 260 متر مربع
تحليل بيانات انتهاكات الخصوصية
جمعت وزارة الاتصالات في العراق بيانات عن انتهاكات الخصوصية الرقمية في 5 محافظات عراقية على مدار 6 أشهر. البيانات كالتالي: بغداد (125 حالة), البصرة (89 حالة), اربيل (67 حالة), الموصل (142 حالة), النجف (58 حالة). احسب المتوسط الحسابي لعدد حالات انتهاكات الخصوصية لكل محافظة.
المعطيات
| B | عدد الحالات في بغداد | 125 | |
| S | عدد الحالات في البصرة | 89 | |
| E | عدد الحالات في اربيل | 67 | |
| M | عدد الحالات في الموصل | 142 | |
| N | عدد الحالات في النجف | 58 | |
| k | عدد المحافظات | 5 |
المطلوب
- \mu — المتوسط الحسابي لعدد الحالات
تلميحات تدريجية
تلميح 1
المتوسط الحسابي = مجموع القيم ÷ عدد القيم
تلميح 2
اجمع جميع الحالات ثم اقسم على عدد المحافظات الخمس
تلميح 3
تذكر أن المتوسط يعطي فكرة عن انتشار الظاهرة بشكل عام
الحل الكامل
- حساب المجموع الكلي — نجمع عدد الحالات في جميع المحافظات.
- حساب المتوسط — نقسم المجموع على عدد المحافظات.
← المتوسط الحسابي هو 96.2 حالة لكل محافظة
تكلفة الامتثال لقوانين الخصوصية
تريد شركة تكنولوجيا في اربيل الامتثال لقانون حماية البيانات العراقي. حسب القانون، يجب على الشركة إنفاق 200,000 دينار عراقي على تدريب الموظفين بالإضافة إلى 15,000 دينار لكل موظف. إذا كان عدد الموظفين 45 موظفاً، فما هي التكلفة الإجمالية للامتثال؟
المعطيات
| C_0 | التكلفة الثابتة للتدريب | 200000 | دينار عراقي |
| c | تكلفة التدريب لكل موظف | 15000 | دينار عراقي |
| n | عدد الموظفين | 45 |
المطلوب
- C — التكلفة الإجمالية للامتثال (دينار عراقي)
تلميحات تدريجية
تلميح 1
التكلفة الإجمالية = التكلفة الثابتة + (تكلفة لكل موظف × عدد الموظفين)
تلميح 2
اكتب معادلة خطية تمثل هذه العلاقة
تلميح 3
احسب сначала التكلفة المتغيرة ثم اجمعها مع التكلفة الثابتة
الحل الكامل
- صياغة المعادلة — تمثل التكلفة الإجمالية مجموع التكلفة الثابتة والتكلفة المتغيرة.
- حساب التكلفة المتغيرة — ضرب تكلفة التدريب لكل موظف في عدد الموظفين.
- حساب التكلفة الإجمالية — نضيف التكلفة الثابتة إلى التكلفة المتغيرة.
← التكلفة الإجمالية للامتثال هي 875,000 دينار عراقي
نطاق تغطية كاميرا المراقبة
قام صاحب متجر في شارع الرشيد في بغداد بتركيب كاميرا مراقبة تغطي زاوية 90 درجة. إذا كان المتجر مستطيل الشكل طوله 10 أمتار وعرضه 8 أمتار، وكان الكاميرا مثبتة في أحد أركان المتجر، فما هو المساحة التي تغطيها الكاميرا خارج المتجر؟ (افترض أن الكاميرا تغطي دائرة نصف قطرها 15 متراً)
المعطيات
| L | طول المتجر | 10 | متر |
| l | عرض المتجر | 8 | متر |
| r | نصف قطر تغطية الكاميرا | 15 | متر |
| \theta | زاوية التغطية | 90 | درجة |
المطلوب
- A_{covered} — مساحة التغطية خارج المتجر (متر مربع)
تلميحات تدريجية
تلميح 1
مساحة القطاع الدائري = (θ/360) × π × r²
تلميح 2
مساحة المتجر يجب طرحها من مساحة القطاع الدائري
تلميح 3
زاوية 90 درجة تمثل ربع دائرة كاملة
الحل الكامل
- حساب مساحة القطاع الدائري — نحسب مساحة ربع دائرة نصف قطرها 15 متراً.
- حساب مساحة المتجر — مساحة المستطيل = الطول × العرض
- حساب المساحة المغطاة خارج المتجر — نطرح مساحة المتجر من مساحة القطاع الدائري.
← مساحة التغطية خارج المتجر هي 124.25 متر مربع تقريباً
أفضل موقع لتركيب كاميرا المراقبة
يريد صاحب مطعم في شارع المتنبي في بغداد تركيب كاميرتين لمراقبة المدخل الرئيسي. الكاميرا الأولى تغطي زاوية 120 درجة ونصف قطر 12 متراً، والثانية تغطي زاوية 90 درجة ونصف قطر 15 متراً. إذا كان المدخل يقع في منتصف شارع طوله 50 متراً، فأين يجب وضع الكاميرتين لتحقيق أقصى تغطية للمنطقة دون تداخل؟ (افترض أن الشارع مستقيم وأن الكاميرتين يجب أن تكونا على نفس الجانب من الشارع)
المعطيات
| L | طول الشارع | 50 | متر |
| r_1 | نصف قطر الكاميرا الأولى | 12 | متر |
| \theta_1 | زاوية الكاميرا الأولى | 120 | درجة |
| r_2 | نصف قطر الكاميرا الثانية | 15 | متر |
| \theta_2 | زاوية الكاميرا الثانية | 90 | درجة |
المطلوب
- x_1 — مسافة الكاميرا الأولى من المدخل (متر)
- x_2 — مسافة الكاميرا الثانية من المدخل (متر)
تلميحات تدريجية
تلميح 1
يجب أن تغطي الكاميرتان كامل الشارع دون ترك مناطق عمياء
تلميح 2
يمكن تمثيل التغطية كدائرتين متداخلتين على خط مستقيم
تلميح 3
يجب أن يكون مجموع نصف قطر تغطية الكاميرتين على الأقل مساوياً لطول الشارع
تلميح 4
استخدم مبدأ أقصى تغطية مع أقل تداخل
الحل الكامل
- حساب نصف قطر التغطية الفعال لكل كاميرا — نصف قطر التغطية الفعال = نصف قطر الكاميرا × جيب تمام نصف زاوية التغطية.
- وضع الكاميرتين لتحقيق أقصى تغطية — يجب أن تضع الكاميرتين بحيث تغطي الأولى من 0 إلى x1+x2، والثانية من x2 إلى L.
- حساب المسافات المثلى — يمكن وضع الكاميرا الأولى على بعد 15 متراً من المدخل، والثانية على بعد 35 متراً من المدخل (أي 15 متراً من الطرف الآخر).
← يجب وضع الكاميرا الأولى على بعد 15 متراً من المدخل، والثانية على بعد 35 متراً من المدخل
احتمال انتهاك الخصوصية في نظام المراقبة
في مدينة السليمانية، تم تركيب نظام مراقبة في ساحة القلعة يحتوي على 8 كاميرات. احتمال أن تعمل كل كاميرا بشكل صحيح هو 0.92. إذا توقف نظام المراقبة عن العمل عندما تتعطل 3 كاميرات أو أكثر، فما هو احتمال أن يتوقف نظام المراقبة عن العمل؟
المعطيات
| n | عدد الكاميرات | 8 | |
| p | احتمال عمل الكاميرا بشكل صحيح | 0.92 | |
| q | احتمال تعطل الكاميرا | 0.08 | |
| k | عدد الكاميرات التي تتعطل | 3 |
المطلوب
- P — احتمال توقف النظام
تلميحات تدريجية
تلميح 1
هذا توزيع ثنائي الحدين: عدد النجاحات (تعطل الكاميرا) في n محاولة
تلميح 2
احتمال توقف النظام = احتمال تعطل 3 أو أكثر من الكاميرات
تلميح 3
يمكن حسابها كالتالي: P = 1 - [P(0) + P(1) + P(2)]
تلميح 4
استخدم قانون التوزيع الثنائي: P(k) = C(n,k) × × (1-p)^(n-k)
الحل الكامل
- حساب احتمال تعطل 0 أو 1 أو 2 كاميرات — نحسب احتمال عدم تعطل أي كاميرا، وتعطل كاميرا واحدة، وتعطل كاميرتين.
- حساب احتمال توقف النظام — نطرح مجموع الاحتمالات الثلاثة من 1 للحصول على احتمال تعطل 3 أو أكثر.
← احتمال توقف النظام عن العمل هو 0.0096 (حوالي 1%)
عدد المفاتيح المشفرة الممكنة لنظام آمن
تريد شركة في الموصل إنشاء نظام تشفير آمن لرسائلها. تستخدم الشركة خوارزمية تشفير تتطلب مفتاحاً مكوناً من 16 بت (بت = 0 أو 1). إذا كان النظام يتطلب تغيير المفتاح كل 24 ساعة، فكم عدد المفاتيح الفريدة الممكنة التي يمكن استخدامها في سنة واحدة (365 يوم)؟
المعطيات
| b | عدد البتات في المفتاح | 16 | |
| d | عدد الأيام في السنة | 365 |
المطلوب
- N — عدد المفاتيح الفريدة الممكنة في السنة
تلميحات تدريجية
تلميح 1
عدد المفاتيح الممكنة لكل يوم = 2^عدد البتات
تلميح 2
عدد المفاتيح في السنة = عدد المفاتيح الممكنة لكل يوم × عدد الأيام
تلميح 3
تذكر أن كل بت يمكن أن يكون 0 أو 1
الحل الكامل
- حساب عدد المفاتيح الممكنة لكل يوم — عدد المفاتيح = 2^عدد البتات، لأن كل بت له خياران.
- حساب عدد المفاتيح في السنة — نضرب عدد المفاتيح الممكنة لكل يوم بعدد الأيام في السنة.
← عدد المفاتيح الفريدة الممكنة في السنة هو 2.3 × 10^61 مفتاحاً
تحديد منطقة الخصوصية في مدينة مزدحمة
في وسط بغداد، توجد حديقة عامة مستطيلة الشكل طولها 200 متر وعرضها 150 متر. يريد أحد السكان وضع سياج حول حديقته الخاصة داخل الحديقة العامة بحيث لا يقل بعد السياج عن حدود الحديقة 10 أمتار من كل جانب. كم تبلغ مساحة الحديقة الخاصة بعد وضع السياج؟
المعطيات
| L | طول الحديقة العامة | 200 | متر |
| l | عرض الحديقة العامة | 150 | متر |
| d | البعد عن حدود الحديقة | 10 | متر |
المطلوب
- A — مساحة الحديقة الخاصة (متر مربع)
تلميحات تدريجية
تلميح 1
الحديقة الخاصة ستكون مستطيلاً أصغر داخل الحديقة العامة
تلميح 2
الطول الجديد = الطول الأصلي - 2 × البعد عن الحدود
تلميح 3
العرض الجديد = العرض الأصلي - 2 × البعد عن الحدود
الحل الكامل
- حساب الأبعاد الجديدة للحديقة الخاصة — نطرح المسافة المخصصة للسياج من كل جانب.
- حساب مساحة الحديقة الخاصة — مساحة المستطيل = الطول × العرض
← مساحة الحديقة الخاصة هي 16,200 متر مربع
تكلفة حماية البيانات الشخصية
تريد جامعة في البصرة إنشاء نظام لحماية البيانات الشخصية لطلابها. حسب النظام، يجب على الجامعة إنفاق 500,000 دينار عراقي على شراء أجهزة تشفير بالإضافة إلى 8,000 دينار لكل طالب. إذا كان عدد الطلاب 2,500 طالباً، فما هي التكلفة الإجمالية للنظام؟
المعطيات
| C_fixed | التكلفة الثابتة للأجهزة | 500000 | دينار عراقي |
| c | تكلفة التشفير لكل طالب | 8000 | دينار عراقي |
| n | عدد الطلاب | 2500 |
المطلوب
- C_total — التكلفة الإجمالية للنظام (دينار عراقي)
تلميحات تدريجية
تلميح 1
التكلفة الإجمالية = التكلفة الثابتة + (تكلفة لكل طالب × عدد الطلاب)
تلميح 2
اكتب المعادلة ثم قم بالتعويض بالقيم
تلميح 3
تذكر أن التكلفة لكل طالب تشمل جميع الطلاب
الحل الكامل
- صياغة المعادلة — تمثل التكلفة الإجمالية مجموع التكلفة الثابتة والتكلفة المتغيرة.
- حساب التكلفة المتغيرة — ضرب تكلفة التشفير لكل طالب في عدد الطلاب.
- حساب التكلفة الإجمالية — نضيف التكلفة الثابتة إلى التكلفة المتغيرة.
← التكلفة الإجمالية للنظام هي 20,500,000 دينار عراقي
تحليل تأثير المراقبة على الخصوصية
في دراسة أجريت في مدينة اربيل، تم تسجيل عدد شكاوى انتهاكات الخصوصية قبل وبعد تركيب كاميرات المراقبة. قبل التركيب: 45 شكوى. بعد التركيب: 12 شكوى. إذا كان عدد السكان 1,200,000 نسمة، فكم انخفض معدل شكاوى انتهاكات الخصوصية لكل 100,000 نسمة بعد تركيب الكاميرات؟
المعطيات
| C_before | عدد الشكاوى قبل التركيب | 45 | |
| C_after | عدد الشكاوى بعد التركيب | 12 | |
| P | عدد السكان | 1200000 |
المطلوب
- D — الانخفاض في معدل الشكاوى لكل 100,000 نسمة
تلميحات تدريجية
تلميح 1
احسب معدل الشكاوى قبل وبعد لكل 100,000 نسمة
تلميح 2
معدل الشكاوى = (عدد الشكاوى ÷ عدد السكان) × 100,000
تلميح 3
الانخفاض = معدل الشكاوى قبل - معدل الشكاوى بعد
الحل الكامل
- حساب معدل الشكاوى قبل التركيب — نقسم عدد الشكاوى على عدد السكان ثم نضرب في 100,000 للحصول على المعدل لكل 100,000 نسمة.
- حساب معدل الشكاوى بعد التركيب — نكرر العملية باستخدام عدد الشكاوى بعد التركيب.
- حساب الانخفاض في المعدل — نطرح معدل الشكاوى بعد التركيب من معدل الشكاوى قبل التركيب.
← انخفض معدل شكاوى انتهاكات الخصوصية بمقدار 2.75 شكوى لكل 100,000 نسمة