علوم رایانه

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

علوم رایانه یا علوم کامپیوتر به مجموعهٔ فنون و رشته‌هایی گفته می‌شود که به زیر‌بناهای نظری، روش‌های طرّاحی و ساخت و چگونگی استفاده از رایانه می‌پردازند.^[۱]^[۲] بنا به نظر پیتر جی. دنینگ، پرسش اساسی در علوم رایانه این است که: " چه چیزی می تواند ( به نحوی کارآمد ) خودکار انجام شود؟ " ^[۳]

عموما مردم عامی، بین علوم رایانه و سایر امور مرتبط با رایانه که اغلب مایه‌ای برای کسب درآمد هستند، تمایزی قایل نمی شوند و یا فکر می کنند علوم رایانه با تجربیات روزمره آن ها در کار با رایانه، مانند گشت زنی در اینترنت، انجام بازی های رایانه‌ای و مانند این ها، تفاوتی ندارد. حال آنکه علوم رایانه بیشتر به فهم و بررسی خصوصیاتی می پردازد که برنامه‌ها بر پایه آن ها ساخته شده اند. و بر مبنای این فهم و درک، به ایجاد برنامه‌های جدید و یا بهبودی برنامه‌های پیشین می پردازند.

[ویرایش] پیشینه

اگرچه آغاز ساخت رایانه‌های رقمی الکترونیک را می‌شود از اواخر دهه ۱۹۳۰ میلادی دانست، ریشه‌ها، مبادی و سر‌چشمه‌های دانش رایانه را باید در روش‎های محاسباتی کهن با تاریخ و سوابق هزاران ساله نشان گرفت. در بسیاری از روش‌های محاسباتی بابلیان الگوریتم‌هایی به‌ کار می‌رفته‌اند که هم‌اکنون نیز رایج‌اند. کتاب الجبر و مقابله خوارزمی پر از روش‌های محاسباتی الگوریتمی است و بی‌دلیل نیست که نام الگوریتم از نام خوارزمی گرفته شده است.

دانش رایانه به معنی امروزی آن احتمالاً از مطالعات چارلز ببیج و ایدا آگوستا، کنتس لاولیس شروع می‌شود. در سال ۱۹۰۰ آی‌بی‌ام ماشین‌هایی دارای پانچ کارد به فروش می‌رساند. این ماشین‌ها برای انجام یک کار یا زیرمجموعه‌ای از کارهای معین ساخته شده بودند. در طول دهه ۱۹۴۰ ماشین‌ حساب‌های بسیار قدرتمندی ساخته شدند و نام رایانه (کامپیوتر) به آنها اطلاق شد که جایگزین نمونه‌های انسانی خود شده بودند. زمانی که مشخص شد می‌توان از رایانه‌ها برای کارهایی غیر از محاسبات ریاضی استفاده کرد علم رایانه به تمام کارهای محاسباتی گسترش یافت. برای اولین بار در سال ۱۹۶۰ علوم رایانه بصورت یک رشتهٔ تحصیلی مستقل بوجود آمد و آن را با مدارک معتبر در دانشگاه‌ها ارائه نمودند. از زمانی که رایانه‌ها در دسترس عموم قرار گرفتند، برنامه‌های کاربردی مختلف ارائه شده برای آن‌ها، زمینه‌های جداگانه برای مطالعه گشته‌اند.

[ویرایش] پیشرفت‌های بزرگ

با وجود عمر کم این شاخه از علوم، به عنوان یک رشتهٔ دانشگاهی، علم رایانه کمک های اساسی به دانش و اجتماع نموده است که شامل موارد زیر است:

کاربردها در علم رایانه

یک تعریف رسمی برای محاسبات و محاسبه پذیری و اثبات اینکه مسائلی غیر قابل حل و یا حل آن ها طاقت فرساست، ارائه داد.
مفهوم زبان برنامه نویسی، به معنی ابزاری برای بیان دقیق اطلاعات تحلیل پذیر در سطوح مختلف انتزاع، را ارائه داد.

کاربردها خارج از علم رایانه

موجب بوجود آمدن انقلاب دیجیتال شد که به عصر اطلاعات فعلی منجر شد.
در رمزنگاری شکسته شدن کد انیگما کمکی اساسی برای پیروزی متفقین در جنگ جهانی دوم شد.
محاسبات علمی مطالعه پیشرفت ذهن و بررسی ژنوم انسانی در پروژه ژنوم انسانی را ممکن ساخت. پروژه‌های محاسبات توزیعی مانند Folding@home، امکان بررسی پروتئین ها را فراهم ساخت.

[ویرایش] بخش هایی از علم رایانه

علم رایانه، موضوعات متنوعی از مطالعات نظری روی الگوریتم ها و محدودیت محاسبات گرفته تا مسائل کاربردی از جمله ساخت سخت افزار و نرم افزار رایانه‌ها را شامل می شود.^[۴]^[۵]

هیأت اعتبارگذاری علم رایانه( The Computer Sciences Accreditation Board ) - متشکل از انجمن محاسبات ماشینی ( ACM )، جامعه علوم کامپیوتر مؤسسه مهندسین برق و الکترونیک و انجمن سیستم های اطلاعاتی - چهار عرصه خطیر برای علم رایانه معرفی کرده است: نظریه محاسبات، الگوریتم ها و ساختمان داده، زبان های برنامه سازی و معماری رایانه. علاوه بر این ها، این هیأت، موضوعاتی نظیر مهندسی نرم افزار، هوش مصنوعی، شبکه‌های کامپیوتری، سیستم های پایگاه داده، پردازش موازی، ارتباط انسان و کامپیوتر، گرافیک کامپیوتری، سیستم های عامل و محاسبات عددی را نیز موضوعاتی مهم در این علم قلمداد کرده است.

[ویرایش] علم نظری رایانه

موضوع وسیع علم نظری رایانه، علاوه بر نظریات کلاسیک محاسبات، شامل طیف وسیعی از موضوعات دیگری می شود که بیشتر بر روی جنبه‌های منطقی و ریاضیاتی پردازش و محاسبه تمرکز دارند.

$P \rightarrow Q \,$				$\Gamma\vdash x: Int$		پرونده:SimplexRangeSearching.png
منطق ریاضی	نظریه اتوماتا	نظریه اعداد	نظریه گراف	نظریه انواع	نظریه رده‌ها	هندسه محاسباتی	نظریه پردازش کوانتومی

[ویرایش] نظریه محاسبات

نظریه محاسبات سعی دارد به این پرسش ها پاسخ دهد که اساسا چه چیزی می تواند محاسبه شود و محاسبه ی آن چقدر توان و منابع نیاز دارد. در تلاشی برای پاسخ گویی به پرسش اول، نظریه محاسبه‌پذیری (computability theory) بررسی می کند که چه مسائلی قابل حل هستند ( از طریق نظریات مدل های پردازش ). پاسخ دومین پرسش به نظریه پیچیدگی محاسباتی مرتبط می شود. این نظریه به زمان و فضای مورد نیاز برای رسیدن به پاسخ مطلوب در روشهای مختلف پاسهگویی، می پرازد.

مسئله مشهور "P=NP?" یکی مسائل حل نشده نظریه محاسبات است.

[ویرایش] الگوریتم ها و ساختمان های داده

$O (n 2)$
آنالیز الگوریتم ها	الگوریتم	ساختمان داده

[ویرایش] زبان های برنامه سازی


کامپایلرها	زبان های برنامه نویسی

[ویرایش] معماری رایانه


منطق دیجیتال	ریزمعماری	چند پردازي‌

[ویرایش] محاسبات عددی

					پرونده:Wind-particle.png	$y = sin(x) + c$
بیوانفورماتیک	علوم شناختی	شیمی محاسباتی	عصب شناسی محاسباتی	فیزیک محاسباتی	آنالیز عددی	محاسبات نمادین

[ویرایش] برنامه‌ها

فهرست زیر، موضوعاتی است که هم از جنبه نظری و هم عملی، به آن ها پرداخته می شود.

			پرونده:Corner.png
سیستم عامل	شبکه‌های رایانه ای	گرافیک رایانه	بینایی کامپیوتری	پایگاه داده

امنیت رایانه	هوش مصنوعی	روباتیک	رابط انسان و رایانه	Ubiquitous computing

[ویرایش] ارتباط با سایر رشته‌ها

علی‌رغم نام آن علم رایانه بیشتر در زمینه‌هایی غیر از علم رایانه به بررسی می‌پردازد. بدین دلیل نام‌های جایگزین دیگری برای آن پیشنهاد شده است. دانشمند دانمارکی پیتر ناور عبارت داده‌شناسی (Datalogy) را پیشنهاد نمود تا این حقیقت را که این رشته علمی بیشتر به داده‌ها و پردازش آن‌ها توجه دارد نه لزوما رایانه‌ها، روشن سازد. اولین موسسهٔ علمی که عبارت داده‌شناسی را بکار برد DIKU گروه داده‌شناسی در دانشگاه کپنهاگ بوده است که توسط پیتر ناور در سال ۱۹۶۹ به عنوان اولین گروه داده‌شناسی بنا گذاشته شد. این عبارت بیشتر در کشور اسکاندیناوی مورد استفاده قرار گرفته است. در اولین روزهای این علم در ارتباطات ACM نام‌های دیگری نیز برای دانشمندان این زمینه پیشنهاد شده بود مانند Turingineer و Turologist و Flowcharts-Man و Applied-Metamathematition و Applied Epistomologist. سه ماه بعد در این مجله عبارت Comptologist پیشنهاد شد و سال بعد عبارت Hypologist . اخیرا عبارت Computics نیز پیشنهاد شده است.

در حقیقت عبارت زیر از دانشمند معروف علم رایانه ادگار دایجکسترا نقل قول شده است: "علم رایانه به همان اندازه در مورد رایانه است که نجوم در مورد تلسکوپ." طراحی و بکارگیری رایانه و سیستم‌های رایانه‌ای معمولاً در محل بکارگیری رشته‌های دیگر است. برای مثال سخت افزار رایانه توسط مهندسین رایانه مورد بررسی قرار می‌گیرد و مطالعهٔ سیستم‌های رایانه‌ای تجاری و بکارگیری آن‌ها در رشته فن‌آوری اطلاعات و سیستم‌های اطلاعاتی است. گاهی علوم رایانه را به دلیل این که به اندازه کافی علمی نیست مورد انتقاد قرار می‌دهند که در این عبارت بیان شده است: "دانش به علم رایانه مانند هیدرودینامیک است به لوله‌کشی". این عبارت توسط استن کلی بوتل و دیگران بیان شده است. مطالعات در علم رایانه به سایر رشته‌ها نیز وارد شده است مانند هوش مصنوعی.

[ویرایش] آموزش علوم رایانه در ایران

در ایران، دوره‌های آموزش علوم رایانه، به دو بخش مجزا تفکیک شده است. یکی تحت نام مهندسی رایانه و دیگری با عنوان علوم رایانه. که البته در بسیاری از کشورهای جهان، مهندسی رایانه، یکی از گرایش های رشته علوم رایانه است که در دانشکده‌ای با نام علوم رایانه به تدریس آنها پرداخته می شود. در ایران، دانشکده‌ای با این عنوان وجود ندارد و تدریس رشته علوم کامپیوتر در گروه آموزشی علوم کامپیوتر دانشکده‌های علوم ریاضی صورت می پذیرد.^{[نیازمند منبع]}

[ویرایش] منابع

↑ "Computer science is the study of information" New Jersey Institute of Technology, Gutenberg Information Technologies
↑ "Computer science is the study of computation." Computer Science Department, College of Saint Benedict, Saint John's University
↑ Denning, ‎P.J.. “Computer Science: The Discipline(PDF)”. Encyclopedia of Computer Science. 2000.
↑ Computing Sciences Accreditation Board. “Computer Science as a Profession”. 28 May 1997. Retrieved on 2008-09-01.
↑ Committee on the Fundamentals of Computer Science: Challenges and Opportunities, National Research Council. Computer Science: Reflections on the Field, Reflections from the Field. National Academies Press, 2004, ISBN 978-0-309-09301-9. ‏

‎‎

[0] "Computer science is the study of information" New Jersey Institute of Technology, Gutenberg Information Technologies

[1] "Computer science is the study of computation." Computer Science Department, College of Saint Benedict, Saint John's University

[Denning_cs_discipline-2] Denning, ‎P.J.. “Computer Science: The Discipline(PDF)”. Encyclopedia of Computer Science. 2000.

[CSAB1997-3] Computing Sciences Accreditation Board. “Computer Science as a Profession”. 28 May 1997. Retrieved on 2008-09-01.

[4] Committee on the Fundamentals of Computer Science: Challenges and Opportunities, National Research Council. Computer Science: Reflections on the Field, Reflections from the Field. National Academies Press, 2004, ISBN 978-0-309-09301-9. ‏

[۱]

[۲]

[۳]

[۴]

[۵]

علوم رایانه

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

فهرست مندرجات

[ویرایش] پیشینه

[ویرایش] پیشرفت‌های بزرگ

[ویرایش] بخش هایی از علم رایانه

[ویرایش] علم نظری رایانه

[ویرایش] نظریه محاسبات

[ویرایش] الگوریتم ها و ساختمان های داده

[ویرایش] زبان های برنامه سازی

[ویرایش] معماری رایانه

[ویرایش] محاسبات عددی

[ویرایش] برنامه‌ها

[ویرایش] ارتباط با سایر رشته‌ها

[ویرایش] آموزش علوم رایانه در ایران

[ویرایش] منابع

بازدیدها

ابزارهای شخصی

گشتن

جستجو

جعبه‌ابزار

زبان‌های دیگر