Kompiuterija , kompiuterių ir kompiuterijos, įskaitant jų teorinius ir algoritminius pagrindus, aparatūros ir kompiuterių, studijas programinė įranga ir jų panaudojimas tvarkant informaciją. The drausmė kompiuterių mokslo apima ir mokslinius tyrimus algoritmai ir duomenų struktūros, kompiuterių ir tinklo projektavimas, duomenų ir informacijos procesų modeliavimas ir dirbtinis intelektas . Kompiuterija remiasi kai kuriais matematikos ir inžinerijos pagrindais, todėl įtraukia metodus iš tokių sričių kaip eilių teorija, tikimybė ir statistika bei elektroninis grandinės dizainas. Kompiuterija taip pat intensyviai naudojasi Hipotezės bandymas ir eksperimentavimas konceptualizuojant, projektuojant, matuojant ir tobulinant naujus algoritmus, informacines struktūras ir kompiuterines architektūras.
nešiojamas kompiuteris nešiojamas asmeninis kompiuteris. Rodyklė atidaryta
Kompiuterija yra kompiuterių ir kompiuterijos tyrimas, taip pat jų teorinis ir praktinis pritaikymas. Kompiuterija matematikos, inžinerijos ir logikos principus taiko daugybei funkcijų, įskaitant algoritmas formulavimas, programinė įranga ir techninės įrangos kūrimas, ir dirbtinis intelektas .
Įtakingiausi kompiuterių mokslininkai yra Alanas Turingas, Antrojo pasaulinio karo kodų laužytojas, paprastai laikomas šiuolaikinės kompiuterijos tėvu; Timas Bernersas-Lee, programos išradėjas Pasaulinis tinklas ; Johnas McCarthy, programavimo kalbos LISP ir dirbtinis intelektas pradininkas; ir Grace Hopper , JAV karinio jūrų laivyno karininkas ir pagrindinis ankstyvųjų kompiuterių, tokių kaip UNIVAC I, kūrimas ir kompiuterių kalbos vystymas. sudarytojas .
Kompiuterija taikoma įvairioms disciplinoms, kurios apima modeliavimą, pavyzdžiui, klimato kaitos ir Ebolos viruso poveikį, meno kūrimą ir vizualizavimą per grafinį atvaizdavimą ir žmogaus sąsajos modeliavimą per dirbtinis intelektas ir mašininis mokymasis.
Video žaidimas plėtra grindžiama informatikos ir programavimo principais. Šiuolaikinėje vaizdo žaidimų vaizdavimo programoje, siekiant realistiškų efektų, dažnai naudojamos pažangios technologijos, tokios kaip spindulių sekimas. Vystymasis išplėstoji realybė ir Virtuali realybė taip pat išplėtė vaizdo žaidimų kūrimo galimybių spektrą.
Daugelis pasaulio universitetų siūlo laipsnius, mokančius studentus informatikos teorijos pagrindų ir kompiuterių programavimo programų. Be to, internetinių išteklių ir kursų paplitimas leidžia daugeliui žmonių savarankiškai išmokti praktiškesnių informatikos aspektų (tokių kaip kodavimas, vaizdo žaidimų kūrimas ir programų dizainas).
Kompiuterija laikoma penkių atskirų, tačiau tarpusavyje susijusių disciplinų šeimos dalimi: kompiuterių inžinerija, informatika, Informacinės sistemos , informacinės technologijos ir programinės įrangos inžinerija. Ši šeima buvo bendrai žinoma kaip skaičiavimo disciplina. Šie penki disciplinos yra tarpusavyje susiję ta prasme, kad skaičiavimas yra jų tyrimo objektas, tačiau jie yra atskiri, nes kiekvienas turi savo tyrimų perspektyvą ir mokymo programą. (Nuo 1991 m. Skaičiavimo mašinų asociacija [ACM], IEEE kompiuterių draugija [IEEE-CS] ir informacinių sistemų asociacija [AIS] bendradarbiavo sukurti ir atnaujinti taksonomija iš šių penkių tarpusavyje susijusių disciplinų ir gairių, kurias švietimo įstaigos visame pasaulyje naudoja savo bakalauro, absolvento ir mokslinių tyrimų programoms.)
didžioji gizos faktų piramidė
Pagrindinės kompiuterių mokslo sritys apima tradicinius kompiuterių architektūros, programavimo kalbų ir programinės įrangos kūrimo tyrimus. Tačiau jie taip pat apima skaičiavimo mokslą (algoritminių metodų naudojimas mokslinių duomenų modeliavimui), grafiką ir vizualizaciją, žmogaus ir kompiuterio sąveiką, duomenų bazės informacinės sistemos, tinklai ir socialiniai bei profesiniai klausimai, būdingi tik informatikos praktikai. Kaip gali būti akivaizdu, kai kurie iš šių sričių savo veikloje sutampa su kitomis šiuolaikinėmis sritimis, tokiomis kaip bioinformatika ir skaičiavimo chemija . Šie sutapimai yra informatikų polinkio atpažinti daugelį savo srities tarpdisciplininių ryšių ir veikti jų pasekmė.
Kompiuterija tapo savarankiška disciplina 1960-ųjų pradžioje, nors elektroninis skaitmeninis kompiuteris, kuris yra jo tyrimo objektas, buvo išrastas maždaug prieš du dešimtmečius. Informatikos šaknys pirmiausia slypi susijusiose matematikos, elektrotechnikos, fizika ir valdymo informacinės sistemos.
Matematika yra dviejų pagrindinių kompiuterio kūrimo sąvokų šaltinis - idėja, kad visa informacija gali būti pateikiama kaip nulių ir vienetų sekos, ir abstrakti saugomos programos samprata. Dvejetainių skaičių sistemoje skaičiai vaizduojami dvejetainių skaitmenų 0 ir 1 seka tokiu pačiu būdu, kaip skaičiai žinomoje dešimtainėje sistemoje pateikiami naudojant skaitmenis nuo 0 iki 9. Santykinis dviejų būsenų paprastumas (pvz., Didelis ir žema įtampa) gali būti realizuota elektros ir elektroninis prietaisai natūraliai privertė dvejetainį skaitmenį arba bitą tapti pagrindiniu duomenų saugojimo ir perdavimo kompiuterinėje sistemoje vienetu.
Elektros inžinerija pateikia grandinės projektavimo pagrindus - būtent idėją, kad elektros impulsus, įvestus į grandinę, galima sujungti naudojant Boolean algebrą, norint gauti savavališkus išėjimus. (XIX amžiuje sukurta Būlio algebra pateikė formalizmą, kad būtų sukurta grandinė su dvejetainių įvesties reikšmėmis nuliai ir vienetai [logikos terminologijoje atitinkamai klaidingi ar teisingi], kad gautų bet kokį norimą nulių ir jų derinį. Išradimas tranzistorius grandinių miniatiūrizavimas kartu su elektroninių, magnetinių ir optinių laikmenų, skirtų informacijai saugoti ir perduoti, išradimas atsirado dėl elektrotechnikos ir fizikos pažangos.
Valdymo informacinės sistemos, iš pradžių vadintos duomenų apdorojimo sistemomis, pateikė ankstyvų idėjų, iš kurių atsirado įvairios informatikos koncepcijos, tokios kaip rūšiavimas, paieška, duomenų bazės , informacijos paieška ir grafinės vartotojo sąsajos vystėsi. Didelėse korporacijose buvo kompiuteriai, kuriuose buvo saugoma informacija, kuri buvo svarbiausia vykdant verslą - darbo užmokesčio, apskaitos, atsargų valdymo, gamybos kontrolės, gabenimo ir gavimo.
Teorinis skaičiavimo darbas, kuris prasidėjo 1930 m., Suteikė būtiną šių pažangų išplėtimą ir sukuriant visas mašinas; etapas buvo britų matematiko Alano Turingo 1936 m. Turingo mašinos (teorinio skaičiavimo modelio, vykdančio nurodymus, vaizduojamus kaip nulių ir vienetų serijas) specifikacija ir jo modelio skaičiavimo galios įrodymas. Kitas proveržis buvo saugomos programos kompiuterio samprata, paprastai priskiriama Vengrijos amerikiečių matematikui Johnui von Neumanui. Tai yra informatikos srities, kuri vėliau tapo žinoma, ištakos architektūra ir organizacija.
Alanas M. Turingas, 1951. Mokslo istorijos vaizdai / Alamy
1950-aisiais dauguma kompiuterių vartotojų dirbo mokslinių tyrimų laboratorijose arba didelėse korporacijose. Pirmoji grupė naudojo kompiuterius, kad padėtų atlikti sudėtingus matematinius skaičiavimus (pvz., Raketų trajektorijas), o antroji grupė naudojo kompiuterius, kad tvarkytų didelius įmonės duomenų kiekius (pvz., Darbo užmokesčio fondus ir atsargas). Abi grupės greitai sužinojo, kad programų rašymas mašinų ir nulių kalba nėra praktiškas ar patikimas. Šis atradimas paskatino susikūrimo kalbą sukurti 1950-ųjų pradžioje, leidžiančią programuotojams instrukcijoms (pvz., ADD pridėti) ir kintamiesiems (pvz., X ). Kita programa, vadinama asamblėju, šias simbolines programas išvertė į lygiavertę dvejetainę programą, kurios veiksmus kompiuteris galėjo atlikti arba vykdyti.
Kiti sistemos programinės įrangos elementai, žinomi kaip susiejimo krautuvai, buvo sukurti siekiant sujungti surinkto kodo dalis ir įkelti juos į kompiuterio atmintį, kur juos buvo galima vykdyti. Svarbu buvo susieti atskirus kodo fragmentus, nes tai leido pakartotinai naudoti programų bibliotekas, skirtas bendroms užduotims atlikti. Tai buvo pirmas žingsnis plėtojant vadinamąją informatikos sritį programinė įranga inžinerija.
Vėliau, 1950-aisiais, nustatyta, kad asamblėjos kalba buvo tokia sudėtinga, kad kuriant aukšto lygio kalbas (artimesnes natūralioms kalboms), buvo lengviau palaikyti greitesnį programavimą. FORTRAN tapo pagrindine aukšto lygio kalba mokslinio programavimo srityje, o COBOL tapo pagrindine verslo programavimo kalba. Šiomis kalbomis buvo reikalinga skirtinga programinė įranga, vadinama sudarytojai , kuris aukšto lygio kalbų programas paverčia mašininiu kodu. Programavimo kalboms tapus vis galingesnėmis ir abstraktesnėmis, kuriant kompiliatorius, sukuriančius aukštos kokybės mašinų kodus, kurie yra efektyvūs vykdymo greičio ir saugyklos atžvilgiu vartojimas tapo sudėtinga kompiuterių mokslo problema. Aukšto lygio kalbų kūrimas ir įgyvendinimas yra informatikos srities, vadinamos programavimo kalbomis, šerdis.
Vis didėjantis kompiuterių naudojimas 1960-ųjų pradžioje suteikė impulsas pirmojo kūrimui Operacinės sistemos , kurį sudarė sistemoje gyvenanti programinė įranga, kuri automatiškai tvarkė įvestį ir išvestį bei programų, vadinamų užduotimis, vykdymą. Geresnių skaičiavimo metodikų reikalavimas paskatino vėl domėtis skaitmeniniais metodais ir jų analize. Ši veikla išsiplėtė taip plačiai, kad tapo žinoma kaip skaičiavimo mokslas.
Aštuntajame ir aštuntajame dešimtmetyje atsirado galingi kompiuterinės grafikos prietaisai, skirti tiek moksliniam modeliavimui, tiek kitai vaizdinei veiklai. (Kompiuterizuoti grafiniai prietaisai buvo pristatyti 1950-ųjų pradžioje, kai neapdoroti vaizdai buvo rodomi popieriniuose siužetuose ir katodinių spindulių vamzdžių [CRT] ekranuose.) Brangi aparatūra ir ribotas programinės įrangos prieinamumas neleido laukui augti iki aštuntojo dešimtmečio pradžios, kai kompiuteriui reikalinga atmintis bitmap grafika (kai vaizdas susideda iš mažų stačiakampių pikselių) tapo prieinamesnė. „Bitmap“ technologija kartu su didelės skiriamosios gebos ekranais ir grafikos standartų, leidžiančių programinę įrangą mažiau priklausyti nuo mašinos, sukūrimas paskatino sprogimą. Parama visoms šioms veikloms peraugo į informatikos sritį, vadinamą grafika ir vaizdiniu kompiuteriu.
Su šia sritimi glaudžiai susijęs sistemų, tiesiogiai sąveikaujančių su vartotojais, atliekančiais įvairias skaičiavimo užduotis, projektavimas ir analizė. Šios sistemos plačiai pradėtos naudoti praėjusio amžiaus devintajame ir devintajame dešimtmetyje, kai eilutėje redaguotą sąveiką su vartotojais pakeitė grafinės vartotojo sąsajos (GUI). GUI dizainas, kurio pradininkas buvo „Xerox“ ir vėliau jį pasiėmė „Apple“ („Macintosh“) ir galiausiai „Microsoft“ ( „Windows“ ), yra svarbus, nes jis sudaro ką žmonės mato ir daro, kai bendrauja su kompiuteriu. Tinkamų vartotojo sąsajų projektavimas visų tipų vartotojams peraugo į informatikos sritį, vadinamą žmogaus ir kompiuterio sąveika (HCI).
grafinė vartotojo sąsaja „Xerox Alto“ buvo pirmasis kompiuteris, sistemai valdyti naudojęs grafines piktogramas ir pelę - pirmoji grafinė vartotojo sąsaja (GUI). „Xerox“ sutikimas
Kompiuterių architektūros ir organizavimo sritis taip pat smarkiai vystėsi nuo tada, kai 1950 m. Buvo sukurti pirmieji saugomos programos kompiuteriai. Šeštajame dešimtmetyje atsirado vadinamosios laiko dalijimosi sistemos, leidžiančios keliems vartotojams vienu metu paleisti programas iš skirtingų terminalų, kurie buvo prijungti prie kompiuterio. Aštuntajame dešimtmetyje buvo sukurta pirmoji plati sritis kompiuterių tinklai (WAN) ir protokolai informacijos perdavimui dideliu greičiu tarp dideliu atstumu atskirtų kompiuterių. Vystantis šiai veiklai, jie susijungė į informatikos sritį, vadinamą tinklais ir ryšiais. Pagrindinis šios srities pasiekimas buvo interneto plėtra.
Idėja, kad instrukcijas, taip pat duomenis, gali būti saugoma kompiuterio atmintyje, buvo kritinė esminiams atradimams apie algoritmai . Tai yra tokie klausimai kaip: Ką galima / negalima apskaičiuoti? buvo oficialiai nagrinėjamos naudojant šias abstrakčias idėjas. Šie atradimai buvo informatikos srities, vadinamos algoritmais ir sudėtingumu, kilmė. Pagrindinė šios srities dalis yra duomenų struktūrų, tinkamų įvairioms programoms, tyrimas ir taikymas. Duomenų struktūros kartu su optimalių algoritmų, skirtų duomenims įterpti, ištrinti ir rasti tokiose struktūrose, sukūrimu yra pagrindinis kompiuterių mokslininkų rūpestis, nes jos labai naudojamos kompiuterių programinėje įrangoje, ypač kompiliatoriuose, operacinėse sistemose, failų sistemose, ir paieškos sistemos .
1960-aisiais išradus magnetinio disko saugyklą, buvo suteikta greita prieiga prie duomenų, esančių savavališkoje disko vietoje. Šis išradimas paskatino ne tik sumaniau sukurti failų sistemas, bet ir kurti duomenų bazė ir informacijos paieškos sistemos, kurios vėliau tapo būtinos norint saugoti, gauti ir perduoti didelius kiekius ir įvairiausių duomenų internete. Ši informatikos sritis vadinama informacijos valdymu.
pietų atstatymas po pilietinio karo
Kitas ilgalaikis informatikos mokslinių tyrimų tikslas yra sukurti kompiuterines mašinas ir robotus, galinčius atlikti užduotis, kurios paprastai laikomos reikalingomis. žmogaus intelektas . Tokios užduotys apima judėjimą, matymą, girdėjimą, kalbėjimą, natūralios kalbos supratimą, mąstymą ir net eksponavimą žmogus emocijas. Intelektualiųjų sistemų informatikos sritis, iš pradžių žinoma kaip dirbtinis intelektas (AI), iš tikrųjų buvo ankstesnis už pirmąjį elektroninis ketvirtajame dešimtmetyje, nors terminas dirbtinis intelektas nebuvo sugalvotas iki 1956 m.
Trys skaičiavimo pokyčiai XXI amžiaus pradžioje - mobilioji kompiuterija, kliento-serverio skaičiavimas ir kompiuterių įsilaužimai - prisidėjo prie trijų naujų kompiuterijos mokslų sričių atsiradimo: platformos plėtra, lygiagretusis ir paskirstytasis skaičiavimas bei saugumas ir informacija draudimas . Platformos pagrindu sukurtas specialiųjų mobiliųjų įrenginių, jų operacinių sistemų ir programų poreikių tyrimas. Lygiagretusis ir paskirstytasis skaičiavimas susijęs su architektūrų ir programavimo kalbų, kurios palaiko algoritmų, kurių komponentai gali veikti vienu metu ir asinchroniškai (o ne nuosekliai), kūrimą, siekiant geriau panaudoti laiką ir erdvę. Saugumas ir informacijos užtikrinimas susijęs su kompiuterių sistemų ir programinės įrangos, kuri apsaugo kompiuterį, projektavimu vientisumas duomenų saugumas, taip pat asmenų, kuriems būdingi šie duomenys, privatumas.
Galiausiai ypatingas informatikos rūpestis per visą jo istoriją yra unikalus visuomenės poveikis, lydimas kompiuterių mokslinių tyrimų ir technologinės pažangos. Pavyzdžiui, aštuntajame dešimtmetyje atsiradus internetui, programinės įrangos kūrėjams reikėjo išspręsti svarbias problemas, susijusias su informacijos saugumu, asmens privatumu ir sistemos patikimumu. Be to, klausimas, ar kompiuterio programinė įranga yra intelektualus turtas ir su juo susijęs klausimas Kam jis priklauso? sukėlė visiškai naują teisinę licencijavimo ir licencijavimo standartų sritį, taikomą programinei įrangai ir su ja susijusiems dirbiniai . Šie ir kiti rūpesčiai sudaro socialinių ir profesinių informatikos klausimų pagrindą, ir jie atsiranda beveik visose kitose aukščiau nurodytose srityse.
Taigi, apibendrinant, informatikos disciplina išsivystė į šias 15 skirtingų sričių:
Informatikos mokslas ir toliau turi tvirtas matematines ir inžinerines šaknis. Kompiuterijos bakalauro, magistro ir doktorantūros programas paprastai siūlo antrosios pakopos akademinės institucijos, ir šiose programose reikalaujama, kad studentai baigtų atitinkamus matematikos ir inžinerijos kursus, priklausomai nuo jų dėmesio srities. Pavyzdžiui, visi bakalauro laipsnio informatikos studentai turi mokytis diskrečiosios matematikos (logikos, kombinatorikos ir elementariųjų grafų teorijos). Daugelis programų taip pat reikalauja, kad studentai baigtų kursus skaičiavimas , statistika , skaitinė analizė, fizika ir inžinerijos principai studijų pradžioje.
Copyright © Visos Teisės Saugomos | asayamind.com