Informatika

Informatika
Stack Exchange webhely cs.stackexchange.com
CIP kód 11.0701 és 11.07
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

Az informatika ( franciául  informatique ; angol  számítástechnika ) az információk gyűjtésére, tárolására, feldolgozására, továbbítására, elemzésére és értékelésére szolgáló módszerek és folyamatok tudománya számítógépes technológiák segítségével, amelyek lehetővé teszik azok döntéshozatali felhasználását [1] .

A számítástechnika magában foglalja a számítógépekben és hálózatokban történő információfeldolgozáshoz kapcsolódó tudományágakat : mind az absztraktokat , mint például az algoritmusok elemzése , mind a specifikusakat, például a programozási nyelvek és adatátviteli protokollok fejlesztését .

A számítástechnika kutatási témái a következő kérdések: mit lehet és mit nem implementálhatunk programokba , adatbázisokba ( számítási elmélet és mesterséges intelligencia ), hogyan lehet konkrét számítási és információs problémákat maximális hatékonysággal megoldani ( számítási komplexitás elmélet ), milyen formában meghatározott típusú információkat tárolnak és állítanak vissza ( struktúrák és adatbázisok ), hogyan kell a programoknak és az embereknek kölcsönhatásba lépniük egymással ( felhasználói felület és programozási nyelvek és tudásábrázolás ), stb.

A szó etimológiája és jelentése

német kifejezés .  Az informatikát Karl Steinbuch német szakember vezette be 1957-ben az Informatik: Automatische Informationsverarbeitung (Computer Science: Automatic Information Processing) [2] című cikkében .

A "Computer science" ("Computer science") kifejezés 1959-ben jelent meg a Communications of the ACM tudományos folyóiratban [3] , amelyben Louis Fein (Louis Fein) támogatta a Graduate School in Computer Sciences ( informatikai felsőoktatási iskola ) létrehozását. ) hasonló , 1921-ben alapított Harvard Business School [4][ adja meg ] . Az iskola ezen elnevezését indokolva Louis Fein a Menedzsment tudományra („Management Science”) utalt , amely a számítástechnikához hasonlóan alkalmazott és interdiszciplináris jellegű, ugyanakkor egy tudományágra jellemző vonásokkal rendelkezik. Louis Fein, George Forsythe numerikus elemző [en] és mások erőfeszítései sikeresek voltak: az egyetemek 1962-ben a Purdue Egyetemtől kezdve számítástechnikával kapcsolatos programokat hoztak létre [5] .

A francia "informatique" kifejezést 1962-ben vezette be Philippe Dreyfus, aki számos más európai nyelvre is felajánlotta a fordítást .

Az "informológia" és az "informatika" kifejezéseket 1962-ben javasolta Alekszandr Harkevics , a Szovjetunió Tudományos Akadémia levelező tagja . A számítástechnika, mint tudomány alapjait az 1965-ben megjelent A Tudományos Információ alapjai című könyv vázolta fel, amelyet 1968-ban a számítástechnika alapjai [6] címmel adtak ki újra .

Angol elnevezése ( Eng.  Computer Science  - számítástechnika) ellenére a számítástechnikához kapcsolódó tudományterületek többsége nem foglalja magában maguknak a számítógépeknek a tanulmányozását. Ennek eredményeként számos alternatív elnevezést javasoltak [7] . Egyes nagyobb egyetemi tanszékek előnyben részesítik a számítástechnika kifejezést , hogy hangsúlyozzák a kifejezések közötti különbséget. Peter Naur dán tudós alkotta meg a datalogy ( datalógia ) [8] kifejezést, hogy tükrözze azt a tényt, hogy a tudományág adatokkal dolgozik és adatfeldolgozással foglalkozik, bár nem feltétlenül számítógépek használatával. Az első tudományos intézmény, amely ezt a kifejezést belevette a névbe , az 1969-ben alapított Koppenhágai Egyetem Datalogy (Datalógiai) Tanszéke volt , ahol Peter Naur dolgozott, aki az adattan (datalógia) első professzora lett. Ezt a kifejezést főleg a skandináv országokban használják. Európa többi részén gyakran használnak olyan kifejezéseket, amelyek az „automatikus információ” (automatikus információ) (például olaszul informazione automatica ) és az „információ és matematika” (információ és matematika) kifejezések rövidített fordításából származnak. , informatique (Franciaország), Informatik (Németország), informatica (Olaszország, Hollandia), informática (Spanyolország, Portugália), informatika ( szláv nyelveken ) vagy pliroforiki (πληροφορική, azaz informatika ) - Görögországban . Hasonló szavakat az Egyesült Királyságban is elfogadtak, például az Edinburghi Egyetem Számítástechnikai Iskoláját [9] .

Az orosz, angol, francia és német nyelvben az 1960-as években a „dokumentáció” kifejezést az „információ” szón alapuló kifejezésekkel helyettesítették [10] . Az orosz nyelvben a "dokumentáció" kifejezés származéka dokumentumszerűvé vált, és a tudományos és tudományos és műszaki információ kifejezések széles körben elterjedtek.

Franciaországban a kifejezés hivatalosan 1966-ban került használatba [11] . Németül a kifejezés német.  Az informatikának kezdetben kettős jelentése volt. Tehát Németországban [10] és Nagy-Britanniában [1] „számítógép-tudomány” értelemben, vagyis mindent, ami a számítógép-használattal kapcsolatos, az NDK-ban, valamint főleg Európában. a tudományt a francia és az orosz modellek szerint jelölték.

Egyenértékűek angolul

Úgy gondolják, hogy az „informatika” az európai országokban és az „informatika” oroszul az angol „számítástechnika”-nak nevezett irányt jelenti. Az „információtudomány” kifejezés közel áll egy másik irányhoz, amely az objektív (tudományos) információk szerkezetének és általános tulajdonságainak tanulmányozására irányul, amelyet néha dokumentumtudománynak (dokumentuminformatika) vagy dokumentumok automatikus elemzésének neveznek [1] .

Általánosan elfogadott, hogy az „informatika” kifejezést Walter F. Bauer, az „Informatika Inc.” alapítója önállóan vezette be az angol nyelvbe. Az Egyesült Államokban a kifejezés ma angol.  Az informatika az alkalmazott számítástechnikához vagy adatfeldolgozáshoz kapcsolódik egy másik terület [12] , például a bioinformatika („bioinformatika”) és a geoinformatika („geoinformatika”) összefüggésében.

Sok szótár egyenlőségjelet tesz az informatika és a számítástechnika és a számítástechnika között. Az UNESCO tezauruszban az „Informatika – Informatika” a „Computer science – Computer Science” [13] fordítás szinonimájaként szerepel .

Poliszémia

Számos tudós (a számítástechnika szakértője) azzal érvelt, hogy a számítástechnikában három különálló paradigma létezik. Peter Wegner például a tudományt, a technológiát és a matematikát emelte ki [14] . Peter Denning munkacsoportja azzal érvelt, hogy ez elmélet, absztrakció (modellezés) és tervezés [15] . Amnon H. Eden ezeket a paradigmákat a következőképpen írta le [16] :

Poliszémia oroszul

A Szovjetunióban és Oroszországban az informatika fejlődésének különböző időszakaiban az „informatika” fogalma más jelentést kapott. Az informatika [17] :

  1. A tudományos információs tevékenység elmélete . A könyvtárügy keretein belül a "tudományos és információs tevékenység" alatt "a dokumentumokban rögzített tudományos információk összegyűjtésére, elemző és szintetikus feldolgozására, tárolására, keresésére és tudósok és szakemberek részére történő eljuttatására irányuló gyakorlati munkát" [18] kell érteni . 1952- ben Moszkvában megalakult a Tudományos Akadémia Tudományos Információs Intézete (később VINITI néven). Létrehozásának céljai szélesebbek voltak, mint a „tudományos és információs tevékenységek” megvalósítása, és A. A. Harkevics ( a Szovjetunió Tudományos Akadémia Információátviteli Problémái Intézetének igazgatója ) A. I. Mihajlovnak (a VINITI igazgatója) írt levelében új javaslatot tett. név: "" informológia "vagy "informatika" ("információ" plusz "automatikus")" [19] . A „ Nagy Szovjet Enciklopédia ” harmadik kiadása (1970-es évek) rögzíti az informatika, mint olyan tudományág jelentőségét, amely „a tudományos információ szerkezetét és általános tulajdonságait, valamint létrehozásának, átalakításának, továbbításának és felhasználásának mintázatait vizsgálja a különböző területeken. az emberi tevékenységről” [19] .
  2. A számítógépek és alkalmazásaik tudománya ( számítástechnika és programozás ). 1976-ban a Müncheni Műszaki Egyetem professzorai, F. L. Bauer és G. Gooz megírták az „Informatika. Bevezető tanfolyam”, amelyet ugyanebben az évben V. K. Sabelfeld, a híres szovjet tudós , Andrej Petrovics Ersov tanítványa fordított oroszra. Az „informatik” szót „számítástechnika” szóval fordították, és úgy határozták meg, mint „a programozás elméletének kidolgozásában és a számítógépek használatában részt vevő tudomány” [19] . Az „Informatik” kifejezést F. L. Bauer és G. Goos úgy magyarázza, hogy „a számítástechnika német neve, egy olyan tudásterület, amely a hatvanas években önálló tudományággá fejlődött elsősorban az USA-ban, de Nagy-Britanniában is. ... Az angolban láthatóan megmarad a "computer science" (computer science) (computer science), és ennek a kifejezésnek van egy torzítása az elmélet területén " [20] .
  3. Az információs folyamatok alaptudománya a természetben, a társadalomban és a technikai rendszerekben . Az 1990-es évek elején K. K. Kolin ( a Szovjetunió Tudományos Akadémia Informatikai Probléma Intézetének igazgatóhelyettese ) szintetizálta A. P. Ershov és B. N. Naumov akadémikusok , valamint prof. Yu. I. Shemakin a következők szerint: a számítástechnika az a tudomány, amely „a természetben és a társadalomban, beleértve a technikai rendszerek segítségével történő információképzés, átalakítás és terjesztés tulajdonságairól, törvényeiről, módszereiről és eszközeiről szól”. A számítástechnika tantárgy területe Colin szerint a következő részekből áll: (1) elméleti számítástechnika ; (2) műszaki informatika; (3) társadalominformatika , (4) biológiai informatika és (5) fizikai informatika [21] .

Úgy tartják [17] , hogy a „számítástechnika” szó mindhárom jelentésének egyidejű létezése megnehezíti és gátolja ennek a tudományos iránynak a fejlődését.

Történelem

Az informatikává váló legkorábbi alapok a modern digitális számítógép feltalálása előtt születtek . Az ókor óta léteznek olyan gépek, amelyek több aritmetikai feladatot számítanak ki, mint például az abakusz , amelyek segítséget nyújtanak az olyan számításokhoz, mint a szorzás és az osztás.

Blaise Pascal 1642-ben tervezte és szerelte össze az első működő mechanikus számológépet, amely Pascal számológépeként ismert [22] .

1673-ban Gottfried Leibniz bemutatott egy mechanikus számológépet ( aritmométert ), az úgynevezett " lépcsős számológépet " [23] . Ő tekinthető az első informatikusnak és információelméleti szakembernek, mert többek között a kettes (bináris) számrendszert is leírta.

1820-ban Thomas de Colmar elindította egy mechanikus számológép ipari gyártását, miután megalkotta egyszerűsített aritmométerét , amely az első olyan számológép volt, amely elég erős és megbízható a mindennapi használatra. Charles Babbage 1822-ben kezdte el tervezni az első automatikus mechanikus számológépet , a Difference Engine -t, amely végül az első programozható mechanikus számológép, az Analytical Engine ötletét adta .

1834-ben kezdett dolgozni ezen a gépen, és kevesebb mint két év alatt megfogalmazódott a modern számítógép számos fő jellemzője . A legfontosabb lépés a lyukkártyák használata volt, a Jacquard szövőszéken [24] dolgoztak , ami végtelen tereket nyitott meg a programozás számára [25] . 1843-ban egy elemzőmotorról szóló francia cikk fordítása közben Ada Lovelace számos jegyzetében írt egy algoritmust a Bernoulli-számok kiszámítására , amelyet az első számítógépes programnak tekintenek [26] .

1885 körül Herman Hollerith feltalálta a tabulátort , amely lyukkártyákat használt a statisztikai adatok feldolgozására; cége végül az IBM részévé vált . 1937-ben, száz évvel Babbage álma után, Howard Aiken rávette az IBM-et, amely mindenféle lyukkártyás hardvert [27] gyártott, és részt vett a számológép -üzletben , hogy fejlessze ki analitikai alapú, óriás ASCC/Harvard Mark I programozható számológépét. Babbage gépe , amely viszont lyukkártyákat és központi számítási egységet használt. A kész autóról ezt mondták: "Babbage álma valóra vált" [28] .

Az 1940-es években, az új és erősebb számítógépek megjelenésével a számítógép kifejezés ezekre a gépekre kezdett utalni, nem pedig a számításokban részt vevő emberekre (ma a „számítógép” szót ritkán használják ebben az értelemben) [29] . Amikor világossá vált, hogy a számítógépeket nem csak matematikai számításokra lehet használni, a számítástechnikai kutatások területe kibővült általánosságban a számítástechnikával . A számítástechnika az 1950-es években és az 1960-as évek elején nyerte el önálló tudományág státuszát [30] [31] . A világ első számítástechnikai diplomáját, a Cambridge Diploma in Computer Science-t a Cambridge University Computer Laboratory-ban adták ki 1953-ban. Az első ilyen tanterv az Egyesült Államokban a Purdue Egyetemen jelent meg 1962-ben [32] . A számítógépek elterjedésével számos új, önellátó tudományos irány alakult ki a számítógépes számítástechnika alapján.

Kezdetben kevesen gondolhatták volna, hogy maguk a számítógépek is tudományos kutatás tárgyává válnak, de az 1950-es évek végén ez a vélemény elterjedt a legtöbb tudós körében [33] . A ma már híres IBM márka a számítástechnikai forradalom egyik résztvevője volt akkoriban. Az IBM (az International Business Machines rövidítése) gyártotta az IBM 704 [34] , majd később az IBM 709 [35] számítógépeket , amelyek már széles körben használatban voltak, amikor ezeket az eszközöket tanulmányozták és tesztelték. "Mindazonáltal a (számítógépes) IBM-mel való munka tele volt csalódásokkal... ha egy utasítás egyetlen betűjében hiba volt, a program" lebukott, és mindent elölről kellett kezdeni" [33] . Az 1950-es évek végén a számítástechnika mint tudományág még gyerekcipőben járt [36] , és az ilyen problémák mindennaposak voltak.

Idővel jelentős előrelépés történt a számítástechnika használhatósága és hatékonysága terén. A modern társadalomban egyértelmű átmenet van a számítástechnika felhasználói között: a csak szakértők és szakemberek általi használattól a mindenki és mindenki használatáig. A számítógépek kezdetben nagyon drágák voltak, és a hatékony használatukhoz szakemberek segítségére volt szükség. Amikor a számítógépek elterjedtebbé és megfizethetőbbé váltak, a gyakori feladatok megoldásához kevesebb szakember segítségére volt szükség.

Számítástechnika története a Szovjetunióban

1985- ben a Szovjetunióban megalakult az Informatikai és Számítástechnikai Kutatóintézet [37] . Ugyanebben 1985-ben bevezették a "Számítástechnika" iskolai fegyelmet, és megjelent az első tankönyv - A. P. Ershov "Az informatika és számítástechnika alapjai" [38] .

December 4 -e az orosz informatika napja, mivel 1948 -ban ezen a napon regisztrálta a Szovjetunió Minisztertanácsának Állami Bizottsága a fejlett technológia nemzetgazdasági bevezetésére 10 475 számon I. S. Bruk és B. I. Rameev találmányát .  - digitális elektronikus számítógép M -1 [39] .

Key Achievements

Annak ellenére, hogy formális tudományos diszciplínaként rövid története van, a számítástechnika alapvetően hozzájárult a tudományhoz és a társadalomhoz. Valójában az informatika az elektronikával együtt az emberi történelem jelenlegi korszakának, az úgynevezett információs korszaknak egyik alapvető tudománya . Ugyanakkor az informatika az információs forradalom vezére és a technológia fejlődésének harmadik nagy lépése az ipari forradalom (i.sz. 1750-1850) és a neolitikus forradalom (i.e. 8000-5000) után.

Informatikai hozzájárulás:

A számítástechnika szerkezete

A számítástechnika több részre oszlik. A számítástechnika mint tudományág a témakörök széles skáláját öleli fel az algoritmusok és a számítási korlátok elméleti tanulmányozásától a számítástechnikai rendszerek gyakorlati megvalósításáig a hardver és szoftver területén [45] [46] . A CSAB bizottság , korábban "Számítástudományi Akkreditációs Tanácsnak" hívták, beleértve a Számítógépek Szövetsége (ACM) és az IEEE Computer Society (IEEE-CS) [47]  képviselőit is, négy olyan területet azonosított, amelyek a legfontosabbak a számítástechnika tudományága: számításelmélet , algoritmusok és adatstruktúrák , programozási módszertan és nyelvek , számítógépes elemek és architektúra . E négy terület mellett a CSAB bizottság a számítástechnika következő fontos területeit azonosítja: szoftverfejlesztés, mesterséges intelligencia, számítógépes hálózatok és távközlés, adatbázis-kezelő rendszerek, párhuzamos számítástechnika, elosztott számítástechnika, ember-számítógép interakció, számítógépes grafika, operációs rendszerek , numerikus és szimbolikus számítások [45] .

Elméleti számítástechnika

Az elméleti számítástechnika kiterjedt kutatási területe magában foglalja az algoritmusok klasszikus elméletét és a számítástechnika elvontabb logikai és matematikai vonatkozásaihoz kapcsolódó témák széles körét. Az elméleti számítástechnika a formális nyelvek , az automaták , az algoritmusok , a kiszámíthatóság és a számítási összetettség elméleteivel, valamint a számítási gráfelmélettel , a kriptológiával , a logikával (beleértve a propozíciós logikát és a predikátumlogikát ), a formális szemantikával foglalkozik, és lefekteti az elméleti alapokat. programozási nyelv fordítók fejlesztése .

Algoritmusok elmélete

Peter Denning szerint a számítástechnika egyik alapvető kérdése a következő kérdés: "Mit lehet hatékonyan automatizálni?" [30] Az algoritmusok elméletének tanulmányozása azon alapvető kérdésekre keresi a választ, hogy mit lehet kiszámítani, és mennyi erőforrás szükséges ezekhez a számításokhoz. A kiszámíthatóságelmélet első kérdésének megválaszolásához számítási problémákat veszünk figyelembe, amelyeket a számítás különféle elméleti modelljein oldanak meg . A második kérdés a számítási komplexitás elméletére vonatkozik ; ez az elmélet elemzi a különféle algoritmusok idő- és memóriaköltségeit különféle számítási problémák megoldása során.

A híres probléma „ P=NP? ”, az egyik Millenniumi Kihívás [48] , megoldatlan probléma az algoritmusok elméletében.

P=NP  ? GNITIRW-TERCES
Automata elmélet Kiszámíthatóság elmélet Számítási komplexitás Kriptográfia a számítástechnika kvantumelmélete
Információ- és kódelmélet

Az információelmélet az információ mennyiségi meghatározásával foglalkozik. Ez az irány Claude E. Shannon munkáinak köszönhetően alakult ki , aki alapvető korlátokat talált a jelfeldolgozásban olyan műveletekben, mint az adattömörítés, az adatok megbízható tárolása és továbbítása [49] .

A kódoláselmélet a kódok tulajdonságait (az információkat egyik formából a másikba konvertáló rendszerek) és egy adott feladatra való alkalmasságukat vizsgálja. A kódokat az adattömörítésben , a kriptográfiában , a hibaészlelésben és -javításban , illetve újabban a hálózati kódolásban használják . A kódok tanulmányozása azzal a céllal történik, hogy hatékony és megbízható adatátviteli módszereket fejlesszenek ki .

Algoritmusok és adatstruktúrák

Az algoritmusok és adatstruktúrák, mint a számítástechnika egyik ága a leggyakrabban használt számítási módszerek tanulmányozásával, számítási hatékonyságuk értékelésével kapcsolatosak.

Algoritmus elemzés Algoritmusok Adatstruktúrák Kombinatorikus optimalizálás Számítógépes geometria
Programozási nyelvek elmélete

A programozási nyelvek elméletében a számítástechnika alszekciójaként általában a programozási nyelvek tervezését, megvalósítását, elemzését és osztályozását tanulmányozzák , valamint tanulmányozzák a nyelvek egyes elemeit. A számítástechnikának ez a területe egyrészt nagymértékben támaszkodik olyan tudományok vívmányaira, mint a matematika, a szoftverfejlesztés és a nyelvészet, másrészt nagy hatással van ezek fejlődésére. A programozási nyelvek elmélete aktívan fejlődik, számos tudományos folyóirat foglalkozik ezzel az irányzattal.

Típuselmélet Fordító tervezés Programozási nyelv
Formális metódusok

A formális módszerek egyfajta matematikai megközelítést jelentenek a szoftver- és hardverrendszerek specifikációjára , fejlesztésére és ellenőrzésére . A formális módszerek alkalmazását a szoftver- és hardverfejlesztésben az az elvárás motiválja, hogy a többi mérnöki tudományághoz hasonlóan a megfelelő matematikai elemzés biztosítja a projekt megbízhatóságát és fenntarthatóságát. A formális módszerek fontos elméleti alapot jelentenek a szoftverfejlesztésben, különösen, ha a megbízhatóságról vagy a biztonságról van szó. A formális módszerek hasznos kiegészítői a szoftvertesztelésnek, mivel segítenek elkerülni a hibákat, és a tesztelés alapját is képezik. Széleskörű felhasználásuk speciális eszközök kifejlesztését igényli. A formális módszerek használatának magas költsége azonban azt jelzi, hogy ezeket általában csak erősen integrált és életkritikus rendszerek fejlesztésében használják , ahol a megbízhatóság és a biztonság a legfontosabb. A formális módszereket meglehetősen széles körben alkalmazzák: a számítástechnika elméleti alapjaitól (különösen a számítási logikától , a formális nyelvektől , az automataelmélettől , a programoktól és a szemantikától ) a típusrendszerekig és az algebrai adattípusok problémáiig a specifikáció és ellenőrzés problémáiban. szoftver és hardver.

Alkalmazott számítástechnika

Az alkalmazott informatika arra irányul, hogy az elméleti informatika fogalmait és eredményeit konkrét alkalmazási területeken konkrét problémák megoldására alkalmazza.

Mesterséges intelligencia

Ez az informatika olyan területe, amely elválaszthatatlanul kapcsolódik az olyan célmeghatározási folyamatokhoz, mint a problémamegoldás, a döntéshozatal, a környezeti feltételekhez való alkalmazkodás, a tanulás és a kommunikáció, mind az emberekben, mind az állatokban. A mesterséges intelligencia (AI) megjelenése a kibernetikához kötődik, és a Dartmouth-i Konferenciára (1956) nyúlik vissza . A mesterséges intelligencia (AI) kutatása szükségszerűen interdiszciplináris volt, olyan tudományokra támaszkodva, mint az alkalmazott matematika , a matematikai logika , a szemiotika , az elektrotechnika , az elmefilozófia , a neurofiziológia és a szociális intelligencia . A hétköznapi emberek számára a mesterséges intelligencia elsősorban a robotikához kötődik, de emellett a mesterséges intelligencia a szoftverfejlesztés szerves részét képezi különböző területeken. A kiindulópont az 1940-es évek végén Alan Turing kérdése volt : "A számítógépek képesek gondolkodni?", és ez a kérdés gyakorlatilag megválaszolatlan, bár a " Turing-tesztet " még mindig használják a számítógép teljesítményének értékelésére az emberi intelligencia skáláján. .

Gépi tanulás számítógépes látás Képfeldolgozás Mintafelismerési elmélet
kognitív tudomány Adatbányászat evolúciós modellezés Információszerzés
Tudásábrázolás természetes nyelvi feldolgozás Robotika Orvosi képek számítógépes elemzése
Számítógép-architektúra és számítástechnika

A számítógép architektúrája vagy a digitális számítógép felépítése a számítógépes rendszer fogalmi felépítése. Főleg arra összpontosít, hogy a CPU hogyan hajtja végre a belső műveleteket, és hogyan éri el a memóriában lévő címeket [50] . Gyakran magában foglalja a számítástechnika és az elektrotechnika szakterületeit, a hardverelemek kiválasztását és összeállítását a funkcionális, teljesítmény- és pénzügyi céloknak megfelelő számítógépek létrehozásához.

A számítástechnika a számítógépes hardverekkel foglalkozik , mint például a mikroprocesszor-technológia, a számítógép-architektúrák és az elosztott rendszerek alapjai. Így kapcsolatot biztosít az elektrotechnikával .

Boole-algebra mikroarchitektúra több feldolgozás
Operációs rendszer Számítógép hálózat Adatbázis Információ biztonság
Átható számítástechnika Rendszer Felépítés Fordító tervezés Programozási nyelvek
Számítógép teljesítményelemzés

A számítógép-teljesítményelemzés azt tanulmányozza, hogyan működnek a számítógépek az átviteli sebesség javítása , a válaszidők kezelése , az erőforrások hatékony felhasználása, a szűk keresztmetszetek kiküszöbölése és a teljesítmény előrejelzése érdekében a várható csúcsterhelések mellett [51] .

Számítógépes grafika és vizualizáció

A számítógépes grafika a digitális vizuális tartalom tanulmányozása, és magában foglalja a képadatok szintézisét és manipulálását. Ez az irány a számítástechnika sok más területéhez kapcsolódik, beleértve a számítógépes látást , a képfeldolgozást és a számítási geometriát , valamint aktívan használják a speciális effektusok és a videojátékok területén is .

Számítógépes biztonság és kriptográfia

A számítógépes biztonság a számítógépes technológiák kutatási területe, amelynek célja, hogy megvédje az információkat a jogosulatlan hozzáféréstől, megsemmisüléstől vagy módosítástól, miközben fenntartja a rendszer elérhetőségét és használhatóságát a rendeltetésszerű felhasználók számára. A kriptográfia az információk titkosításának és visszafejtésének tudománya. A modern kriptográfia nagymértékben kapcsolódik a számítástechnikához, mivel számos titkosító és visszafejtő algoritmus tervezése és használata figyelembe veszi azok számítási bonyolultságát.

Számítógépes szimuláció és numerikus módszerek

A számítógépes modellezés és a numerikus módszerek kutatási területei a matematikai modellek felépítésének, a kvantitatív elemzés módszereinek , valamint a számítógépek felhasználásának tudományos problémák elemzésére és megoldására. A gyakorlatban ez általában a számítógépes szimulációk és más számítási formák alkalmazása a különböző tudományágak problémáira.

Számítógépes matematika Számítógépes fizika Számítógépes kémia bioinformatika
Számítógépes hálózatok

Egy másik fontos terület a gépek közötti kommunikáció . Lehetővé teszi a számítógépek közötti elektronikus adatcserét, ezért az internet technikai alapját jelenti. Az útválasztók , kapcsolók és tűzfalak tervezésén túl ez a tudományág magában foglalja a hálózati protokollok , például a TCP , a HTTP vagy a SOAP tervezését és szabványosítását a gépek közötti kommunikációhoz.

Párhuzamos és elosztott rendszerek

A párhuzamosság olyan rendszerek tulajdonsága, amelyekben egyszerre több számítást hajtanak végre, és ennek során esetleg kölcsönhatásba lépnek egymással. Számos matematikai modellt fejlesztettek ki a párhuzamos számítástechnika általános formájára, beleértve a Petri-hálókat , a számítási folyamatokat és a Parallel Random Access Machine modellt . Az elosztott rendszer kiterjeszti a párhuzamosság gondolatát több hálózaton keresztül csatlakoztatott számítógépre. Az ugyanazon elosztott rendszeren belüli számítógépek saját memóriával rendelkeznek, és gyakran cserélnek információkat egymás között egy közös cél elérése érdekében.

Adatbázisok

Az adatbázis egy bizonyos szabályok szerint rendszerezett és a számítógép memóriájában karbantartott adathalmaz, amely egy adott témakör aktuális állapotát jellemzi, és a felhasználók információs igényeinek kielégítésére szolgál. Az adatbázisok kezelése adatbázis-kezelő rendszerek (DBMS) segítségével történik.

Informatika az egészségügyben

Az egészségügyi informatika számítástechnikai módszerekkel foglalkozik az egészségügyi problémák megoldására .

Információtudomány

Az információtudomány egy interdiszciplináris terület, amely az információk elemzésével, gyűjtésével, osztályozásával, manipulálásával, tárolásával, keresésével, terjesztésével és védelmével kapcsolatos.[ adja meg ] .

Szoftverfejlesztés

A szoftverfejlesztés egy szisztematikus, fegyelmezett, mérhető megközelítés alkalmazása a szoftverek fejlesztésére, üzemeltetésére és karbantartására , valamint e megközelítések tanulmányozására; vagyis a mérnöki tudományág szoftverre való alkalmazása

Természetinformatika

A természetes számítástechnika  olyan természettudomány, amely a természetben, az agyban és az emberi társadalomban zajló információfeldolgozási folyamatokat vizsgálja.[ adja meg ] . Olyan klasszikus tudományos területeken alapul, mint az evolúció elmélete , a morfogenezis és a fejlődésbiológia , a rendszerkutatás , az agy , a DNS , az immunrendszer és a sejtmembránok kutatása, a menedzsment és csoportviselkedés elmélete , a történelem és mások [52] [53] . A kibernetika , amelyet úgy határoztak meg, mint „az irányítási és információátviteli folyamatok általános mintáinak tudománya különféle rendszerekben, legyen szó gépekről, élő szervezetekről vagy társadalomról” [54] egy közeli, de némileg eltérő tudományos irány. Csakúgy, mint a matematika és a modern számítástechnika nagy része, aligha köthető a természettudományok területéhez , mivel módszertanában élesen eltér tőlük (annak ellenére, hogy a matematikai és számítógépes modellezést a modern természettudományokban a legszélesebb körben alkalmazzák).

A tudományos közösségben

Konferenciák

A konferenciák stratégiai kutatási rendezvények az informatika területén. Ezeken a konferenciákon az állami és a magánszektor kutatói találkoznak, és bemutatják legújabb munkáikat. Ezeknek a konferenciáknak az anyaga a számítástechnikai szakirodalom fontos részét képezi.

Magazinok

Az oktatásban

Egyes egyetemeken a számítástechnikát a számítás és az automatikus következtetés elméleti tanulmányozásaként tanítják . Az ilyen programok gyakran magukban foglalják az algoritmuselméletet , az algoritmuselemzést, a formális módszereket , a párhuzamosságot a számítástechnikában , az adatbázisokat , a számítógépes grafikát , a rendszerelemzést és másokat. Az ilyen tantervek általában tartalmazzák a programozás oktatását, de nem a tanulás végső céljára helyezik a hangsúlyt, hanem a programozást a számítástechnika minden más területének tanulmányozásában szükséges elemnek tekintik. Az Association for Computing Machinery (ACM) ajánlásokat dolgoz ki az informatika egyetemi tanterveihez [55] .

Más főiskolák és egyetemek, valamint számítástechnikát oktató középiskolák és szakiskolák tantervükben a programozás gyakorlatát helyezik előtérbe, nem pedig az algoritmusok és számítások elméletét. Az ilyen képzési programok általában azokra a gyakorlati készségekre összpontosítanak, amelyek fontosak a szoftvermérnöki iparban dolgozók számára.

Oktatás az USA-ban

Az utóbbi években megnőtt az érdeklődés az informatikai módszerek alkalmazása iránt a tudományos kutatás és gyakorlati fejlesztés különböző területein. Ezt a fajta érdeklődést nemcsak a tudósok, hanem a kormányzati szervek is tanúsítják. Például 2005-ben az Egyesült Államok elnökének információs technológiai tanácsadó bizottsága jelentést készített erről a témáról. Ez a jelentés bemutatta az Egyesült Államokban ezen a területen végzett tevékenységek elemzésének eredményeit, jelezve, hogy sürgős határozott fellépésre van szükség az amerikai tudományban és az oktatási rendszerben megfigyelt negatív tendenciák megelőzése érdekében [56] .

Az Egyesült Államok gazdasága egyre inkább az informatikusokra támaszkodik, de az e területre vonatkozó képzés hiányzik a legtöbb amerikai tantervből. A „Running on Empty: The Failure to Teach K-12 Computer Science in the Digital Age” (Running on Empty: The Failure to Teach K-12 Computer Science in the Digital Age) című jelentést 2010 októberében mutatta be az ACM és a Computer Science Teachers Association (CSTA), amely kimutatta, hogy csak 14 állam fogadott el számítástechnikai oktatási szabványokat. felsőoktatásban. A jelentés azt is megjegyzi, hogy csak 9 államban az informatika tantárgy alap (kötelező) tantárgy a középiskolai képesítéshez.

A Running on Empty-vel szövetségben egy új párton kívüli érdekvédelmi koalíció, a Computing in the Core (CinC)  jött létre a szövetségi és állami politika befolyásolására. A koalíció munkájának eredményeként megszületett a számítástechnikai oktatásról szóló törvény, amely támogatásban részesíti azokat az államokat, amelyek a számítástechnika oktatás színvonalának javításán és az informatika tanárok támogatásán fáradoznak.

Oktatás Oroszországban

A miénkben van[ pontosítás ] Az országban először alakultak ki az informatikáról, mint alaptudományról alkotott elképzelések, amelyek fontos interdiszciplináris, tudományos, módszertani és ideológiai jelentőséggel bírnak. Oroszország az UNESCO 2. „Oktatás és Informatika” Nemzetközi Kongresszusán (Moszkva, 1996) új koncepciót javasolt az informatika mint alaptudomány és általános oktatási diszciplína problémáinak tanulmányozására a felsőoktatás rendszerében. Ezzel egy időben az „Informatika” oktatási terület új struktúráját is javasolták az oktatási rendszer számára, és bebizonyosodott, hogy az erre a struktúrára való áttérés fontos lépés lehet az alaptudomány és az oktatás integrációja felé [56] .

1990 óta olyan irányzat fejlődik ki Oroszországban, mint a szociális informatika . Feltételezhető, hogy az információs társadalom kialakulásának tudományos alapjává válik. Ezenkívül az Orosz Tudományos Akadémia fejleszti az informatika filozófiai, szemiotikai és nyelvi alapjait, új megközelítéseket alakít ki az informatika tantárgyi terület strukturálására, figyelembe véve ígéretes fejlesztési területeit és az oktatás fejlődésének jelenlegi tendenciáit. és a tudomány [56] .

Alapfogalmak

  • Az információs erőforrás  a rendelkezésre álló tények, dokumentumok, adatok és ismeretek koncentrációja, amelyek tükrözik a társadalom idővel valós változó állapotát, és amelyeket képzésben, tudományos kutatásban és anyagtermelésben használnak [57] .
  • Az információs környezet  a számítógépen tárolt, de nem információs rendszerként kialakított tudás, tények és információk egy adott tárgykörhöz kapcsolódó, egy vagy több felhasználó által használt összessége [58] .
  • Az információs technológia  olyan módszerek, eszközök és gyártási folyamatok összessége, amelyeket az emberek használnak információk gyűjtésére, tárolására, feldolgozására és terjesztésére [58] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 3 Nagy Orosz Enciklopédia, 2008 .
  2. ↑ Steinbuch K., Informatik: Automatische Informationsverarbeitung, 1957 .
  3. ↑ Fein, 1959 .
  4. ↑ "Stanford Egyetem szóbeli története" .
  5. ↑ Donald Knuth, George Forsythe és a számítástechnika fejlődése, 1972 .
  6. ↑ Az informatika alapjai, 1968 .
  7. ↑ Matti Tedre, A számítástechnika fejlődése: szociokulturális perspektíva, 2006 .
  8. ↑ Naur, 1966 .
  9. ↑ P. Mounier-Kuhn, "L'Informatique en France, de la seconde guerre mondiale au Plan Calcul. L'émergence d'une science", 2010 .
  10. ↑ 1 2 Tudományos kommunikáció és informatika, 1976 .
  11. ↑ Lhermitte P., Le pari informatique, 1968 , A Franciaországban megalkotott és fokozatosan nemzetközileg elfogadott "Informatique" kifejezést a Francia Akadémia 1966 áprilisában ismerte el nyelvünk új szavaként.
  12. ↑ Miért pont informatikus diploma? Nem elég az informatika?, 2010 .
  13. ↑ UNESCO tezaurusz .
  14. ↑ P. Wegner, (1976. október 13–15.). Kutatási paradigmák a számítástechnikában .
  15. ↑ Comer et al., 1989 .
  16. ↑ Eden, AH, 2007 .
  17. ↑ 1 2 Fekete, 2010 .
  18. ↑ Fekete, 2010 , p. 98.
  19. ↑ 1 2 3 Fekete, 2010 , p. 99.
  20. ↑ Fekete, 2010 , p. 100.
  21. ↑ Fekete, 2010 , p. 101.
  22. ↑ Blaise Pascal. Matematikai és Statisztikai Iskola, St Andrews Egyetem, Skócia .
  23. ↑ A számítástechnika rövid története .
  24. ↑ Anthony Hyman, 1982 .
  25. ↑ Bruce Collier, 1970 .
  26. ↑ Válogatás és adaptáció Ada jegyzeteiből, amely megtalálható az "Ada, a számok varázsa" című könyvében .
  27. ↑ Bernard Cohen, 1999 : "Ebben az értelemben Aikennek szüksége volt az IBM-re, amelynek technológiája magában foglalta a lyukkártyák használatát, a numerikus adatok felhalmozását és a numerikus adatok egyik regiszterből a másikba való átvitelét".
  28. ↑ Brian Randell, 1973 .
  29. ↑ A Számítógépek Szövetsége 1947-ben alakult.
  30. ↑ 12 Denning, PJ (2000) . "Számítástechnika: A diszciplína" (PDF). Számítástechnikai Enciklopédia .
  31. ↑ Néhány EDSAC-statisztika .
  32. ↑ Brian Zink, 2002 .
  33. ↑ 12 Levy , 1984 .
  34. ↑ IBM 704 elektronikus adatfeldolgozó rendszer – CHM Revolution .
  35. ↑ http://archive.computerhistory.org/resources/text/IBM/IBM .
  36. ↑ Informatika // Kazahsztán. Nemzeti Enciklopédia . - Almati: Kazah enciklopédiák , 2005. - T. II. — ISBN 9965-9746-3-2 .  (CC BY SA 3.0)
  37. ↑ Shakespeare-rel társszerző (számítógépes alapismeretek: iskolai gyakorlat) // " Tanári újság ", 1986. november 25.
  38. ↑ Ershov A.P., 1985 .
  39. ↑ Informatika Napja Oroszországban .
  40. ↑ 1 2 David Kahn, A kódtörők, 1967 .
  41. ↑ Számítástechnika: Eredmények és kihívások 2000, 2000 körül .
  42. ↑ Abelson H., Számítógépes programok szerkezete és értelmezése, 1996 .
  43. ↑ A fekete dobozos kereskedők menetelnek .
  44. ↑ A nagyfrekvenciás kereskedés hatása az elektronikus piacon .
  45. ↑ 1 2 Számítástechnikai Akkreditációs Testület (1997. május 28.). "Az informatika mint szakma" .
  46. ↑ Számítástudományi Alapok Bizottsága, 2004 .
  47. ↑ Csab, Inc. csab.org. 2011-08-03 .
  48. ↑ P vs NP probléma .
  49. ↑ P. Collins, Graham. "Claude E. Shannon: Az információelmélet alapítója". Scientific American Inc. .
  50. ↑ A. Thisted, Ronald. SZÁMÍTÓGÉP ARCHITEKTÚRA. A Chicagói Egyetem .
  51. ↑ Wescott, Bob, 2013 .
  52. ↑ Hofkirchner W., "Információtudomány": Egy ötlet, amelynek eljött az ideje, 1995 .
  53. ↑ Weisband I., Az informatika 5000 éve, 2010 .
  54. ↑ Wiener N., Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine, 1948 .
  55. ↑ "ACM tantervi ajánlások" .
  56. ↑ 1 2 3 Colin, 2006 .
  57. ↑ Információtechnológia: Proc. egyetemek számára, 2003 .
  58. ↑ 1 2 A modern számítógépes szókincs magyarázó szótára, 2004 .

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Bibliográfiai katalógusokban
 Tudományos irányok
Bölcsészettudományok Természetes Nyilvános Alkalmazott Műszaki Pontos
Tudomány tudománya