Очерк информатики

Информатика (также называемая информатикой) — это изучение теоретических основ информации и вычислений , а также их реализации и применения в компьютерных системах. Одной из хорошо известных систем предметной классификации информатики является система классификации вычислительной техники ACM, разработанная Ассоциацией вычислительной техники .

Информатику можно охарактеризовать как все следующее:

Подполя

Математические основы

Теория кодирования — полезна в сетях, программировании, разработке систем и других областях, где компьютеры взаимодействуют друг с другом.
Теория игр – полезна в области искусственного интеллекта и кибернетики .
Дискретная математика - Исследование дискретных структур. Используется в цифровых компьютерных системах.
Теория графов – основы структур данных и алгоритмов поиска.
Математическая логика – булева логика и другие способы моделирования логических запросов; использование и ограничения формальных методов доказательства.
Теория чисел – Теория целых чисел . Используется в криптографии, а также в качестве тестовой области в области искусственного интеллекта .

Алгоритмы и структуры данных

Алгоритмы – Последовательные и параллельные вычислительные процедуры для решения широкого круга задач.
Структуры данных . Организация данных и манипулирование ими.

Искусственный интеллект

Очерк искусственного интеллекта

Искусственный интеллект . Внедрение и изучение систем, обладающих автономным интеллектом или собственным поведением.
Автоматизированные рассуждения — механизмы решения, такие как используемые в Прологе , которые производят шаги для достижения результата по запросу в базе данных фактов и правил, а также автоматизированные средства доказательства теорем , целью которых является доказательство математических теорем с некоторой помощью программиста.
Компьютерное зрение – Алгоритмы распознавания трехмерных объектов по двухмерному изображению.
Мягкие вычисления , использование неточных решений для чрезвычайно сложных задач:
- Машинное обучение — разработка моделей, способных обучаться и адаптироваться без следования явным инструкциям, с использованием алгоритмов и статистических моделей для анализа и получения выводов на основе закономерностей в данных.
- Эволюционные вычисления — алгоритмы, основанные на биологии.
Обработка естественного языка . Создание систем и алгоритмов, которые анализируют, понимают и генерируют естественные (человеческие) языки.
Робототехника – Алгоритмы управления поведением роботов.

Связь и безопасность

Сеть — алгоритмы и протоколы для надежной передачи данных через различные общие или выделенные носители, часто включая коррекцию ошибок .
Компьютерная безопасность – Практические аспекты обеспечения безопасности компьютерных систем и компьютерных сетей.
Криптография – применяет результаты исследований сложности, вероятности, алгебры и теории чисел для изобретения и взлома кодов , а также анализа безопасности криптографических протоколов .

Компьютерная архитектура

Компьютерная архитектура . Проектирование, организация, оптимизация и проверка компьютерной системы, в основном касающаяся процессоров и подсистем памяти (и соединяющей их шины).
Операционные системы – системы для управления компьютерными программами и обеспечения основы пригодной для использования системы.

Компьютерная графика

Компьютерная графика - алгоритмы как для синтетического создания визуальных изображений, так и для интеграции или изменения визуальной и пространственной информации, взятой из реального мира.
Обработка изображений – определение информации из изображения посредством вычислений.
Визуализация информации — методы представления и отображения абстрактных данных, облегчающие человеческое взаимодействие для исследования и понимания.

Параллельные, параллельные и распределенные системы

Параллельные вычисления - Теория и практика одновременных вычислений; безопасность данных в любой многозадачной или многопоточной среде.
Параллелизм (информатика) – вычисления с использованием нескольких параллельных потоков выполнения, разработка алгоритмов решения задач на различных процессорах для достижения максимального ускорения по сравнению с последовательным выполнением.
Распределенные вычисления – вычисления с использованием нескольких вычислительных устройств в сети для достижения общей цели или задачи и тем самым уменьшают задержку, связанную с вкладом одного процессора в любую задачу.

Базы данных

Краткое описание баз данных

Реляционные базы данных – теоретико-множественная и алгоритмическая основа баз данных.
Структурированное хранилище — нереляционные базы данных, такие как базы данных NoSQL .
Data Mining – Исследование алгоритмов поиска и обработки информации в документах и базах данных; тесно связано с поиском информации .

Языки программирования и компиляторы

Теория компилятора - Теория проектирования компиляторов , основанная на теории автоматов .
Прагматика языков программирования – Таксономия языков программирования, их сильные и слабые стороны. Различные парадигмы программирования , такие как объектно-ориентированное программирование .
Теория языков программирования - Теория проектирования языков программирования
Формальная семантика – строгое математическое исследование смысла программ.
Теория типов . Формальный анализ типов данных и использование этих типов для понимания свойств программ, особенно безопасности программ.

Научные вычисления

Вычислительная наука – построение математических моделей и методов количественного анализа , а также использование компьютеров для анализа и решения научных проблем.
Численный анализ – приближенное численное решение математических задач, таких как поиск корня , интегрирование , решение обыкновенных дифференциальных уравнений ; аппроксимация специальных функций .
Символьные вычисления — манипуляции и решение выражений в символьной форме, также известные как компьютерная алгебра .
Вычислительная физика - Численное моделирование больших неаналитических систем.
Вычислительная химия - Компьютерное моделирование теоретической химии с целью определения химических структур и свойств.
Биоинформатика и вычислительная биология . Использование информатики для поддержания, анализа и хранения биологических данных , а также для оказания помощи в решении биологических проблем, таких как сворачивание белков , прогнозирование функций и филогения .
Вычислительная нейробиология – Компьютерное моделирование нейрофизиологии .
Компьютерная лингвистика
Вычислительная логика
Вычислительная инженерия

Программная инженерия

Краткое описание разработки программного обеспечения

Формальные методы – математические подходы к описанию и рассуждениям о разработке программного обеспечения.
Программная инженерия — принципы и практика проектирования, разработки и тестирования программ, а также надлежащие методы проектирования.
Разработка алгоритмов . Использование идей теории алгоритмов для творческого проектирования решений реальных задач.
Компьютерное программирование – практика использования языка программирования для реализации алгоритмов.
Взаимодействие человека и компьютера . Исследование и проектирование компьютерных интерфейсов, которые используют люди.
Обратное проектирование – применение научного метода для понимания произвольного существующего программного обеспечения.

Теория вычислений

Теория автоматов - Различные логические структуры для решения задач.
Теория вычислимости - Что можно вычислить с помощью современных моделей компьютеров. Доказательства, разработанные Аланом Тьюрингом и другими, дают представление о том, что можно вычислить, а что нет.
- Список нерешенных проблем информатики
Теория сложности вычислений . Фундаментальные ограничения (особенно время и пространство для хранения) классов вычислений.
квантовых вычислений Теория - исследует вычислительные модели, включающие квантовую суперпозицию битов.

История

Профессии

Данные и структуры данных

Парадигмы программирования

См. также

Внешние ссылки

v т и Информатика
Note: This template roughly follows the 2012 ACM Computing Classification System.
Hardware	Printed circuit board Peripheral Integrated circuit Very Large Scale Integration Systems on Chip (SoCs) Energy consumption (Green computing) Electronic design automation Hardware acceleration Processor Size / Form
Computer systems organization	Computer architecture Computational complexity Dependability Embedded system Real-time computing
Networks	Network architecture Network protocol Network components Network scheduler Network performance evaluation Network service
Software organization	Interpreter Middleware Virtual machine Operating system Software quality
Software notations and tools	Programming paradigm Programming language Compiler Domain-specific language Modeling language Software framework Integrated development environment Software configuration management Software library Software repository
Software development	Control variable Software development process Requirements analysis Software design Software construction Software deployment Software engineering Software maintenance Programming team Open-source model
Theory of computation	Model of computation Formal language Automata theory Computability theory Computational complexity theory Logic Semantics
Algorithms	Algorithm design Analysis of algorithms Algorithmic efficiency Randomized algorithm Computational geometry
Mathematics of computing	Discrete mathematics Probability Statistics Mathematical software Information theory Mathematical analysis Numerical analysis Theoretical computer science
Information systems	Database management system Information storage systems Enterprise information system Social information systems Geographic information system Decision support system Process control system Multimedia information system Data mining Digital library Computing platform Digital marketing World Wide Web Information retrieval
Security	Cryptography Formal methods Security hacker Security services Intrusion detection system Hardware security Network security Information security Application security
Human–computer interaction	Interaction design Social computing Ubiquitous computing Visualization Accessibility
Concurrency	Concurrent computing Parallel computing Distributed computing Multithreading Multiprocessing
Artificial intelligence	Natural language processing Knowledge representation and reasoning Computer vision Automated planning and scheduling Search methodology Control method Philosophy of artificial intelligence Distributed artificial intelligence
Machine learning	Supervised learning Unsupervised learning Reinforcement learning Multi-task learning Cross-validation
Graphics	Animation Rendering Photograph manipulation Graphics processing unit Mixed reality Virtual reality Image compression Solid modeling
Applied computing	Quantum Computing E-commerce Enterprise software Computational mathematics Computational physics Computational chemistry Computational biology Computational social science Computational engineering Differentiable computing Computational healthcare Digital art Electronic publishing Cyberwarfare Electronic voting Video games Word processing Operations research Educational technology Document management
Category Outline Glossaries