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 [ править ]
Математические основы [ править ]
- 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 [ править ]
- Алгоритмы – Последовательные и параллельные вычислительные процедуры для решения широкого круга задач.
- Структуры данных . Организация данных и манипулирование ими.
Искусственный интеллект [ править ]
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 [ править ]
- 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 .
Архитектура компьютера [ править ]
- Компьютерная архитектура . Проектирование, организация, оптимизация и проверка компьютерной системы, в основном касающаяся процессоров и подсистемы памяти (и соединяющей их шины).
- Операционные системы – системы для управления компьютерными программами и обеспечения основы пригодной для использования системы.
Компьютерная графика [ править ]
- 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 [ править ]
- 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 [ править ]
- 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 [ править ]
- 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 [ править ]
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 правильные 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 [ править ]
- 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.
- Теория сложности вычислений . Фундаментальные ограничения (особенно время и пространство для хранения) классов вычислений.
- Теория квантовых вычислений - исследует вычислительные модели, включающие квантовую суперпозицию битов.
История [ править ]
- История информатики
- Список пионеров информатики
- История искусственного интеллекта
- История операционных систем
Профессии [ править ]
- Специалист в области информатики
- Программист (разработчик программного обеспечения)
- Учитель / Профессор
- Инженер-программист
- Архитектор программного обеспечения
- Тестировщик программного обеспечения
- Инженер по оборудованию
- Аналитик данных
- Дизайнер взаимодействия
- Администратор сети
- Специалист по данным
Данные и структуры данных [ править ]
- Структура данных
- Тип данных
- Ассоциативный массив и хэш-таблица
- Множество
- Список
- Дерево
- Нить
- Матрица (информатика)
- База данных
Парадигмы программирования [ править ]
- Императивное программирование / Процедурное программирование
- Функциональное программирование
- Логическое программирование
- Декларативное программирование
- Программирование, управляемое событиями
- Объектно-ориентированного программирования
См. также [ править ]
Внешние ссылки [ править ]
Информатика Википедии в родственных проектах
