Informatikk , studiet av datamaskiner og databehandling, inkludert deres teoretiske og algoritmiske grunnlag, maskinvare og programvare , og deres bruk for behandling av informasjon. De disiplin datavitenskap inkluderer studiet av algoritmer og datastrukturer, design av datamaskiner og nettverk, modellering av data og informasjonsprosesser, og kunstig intelligens . Informatikk trekker noen av grunnlagene sine fra matematikk og ingeniørfag og inkorporerer derfor teknikker fra områder som køteori, sannsynlighet og statistikk, og elektronisk kretsdesign. Datavitenskap bruker også tungt hypotesetesting og eksperimentering under konseptualisering, design, måling og forbedring av nye algoritmer, informasjonstrukturer og dataarkitekturer.
bærbar datamaskin En bærbar PC. Indeks åpen
Informatikk er studiet av datamaskiner og databehandling, så vel som deres teoretiske og praktiske anvendelser. Datavitenskap bruker prinsippene for matematikk, ingeniørfag og logikk i en mengde funksjoner, inkludert algoritme formulering, programvare og maskinvareutvikling, og kunstig intelligens .
De mest innflytelsesrike dataforskerne inkluderer Alan Turing, kodebryteren fra andre verdenskrig som ofte betraktes som far til moderne databehandling; Tim Berners-Lee, oppfinner av Verdensveven ; John McCarthy, oppfinner av programmeringsspråket LISP og kunstig intelligens pioner; og Grace Hopper US Navyoffiser og en nøkkelfigur i utviklingen av tidlige datamaskiner som UNIVAC I samt utviklingen av dataspråket kompilator .
Datavitenskap brukes til et bredt spekter av disipliner som inkluderer modelleringssimuleringer som virkningen av klimaendringer og Ebola-viruset, skaper kunst og visualisering gjennom grafikkrendering, og simulerer et menneskelig grensesnitt gjennom kunstig intelligens og maskinlæring.
Video spill utvikling er forankret i prinsippene for datavitenskap og programmering. Moderne grafikkgjengivelse i videospill bruker ofte avanserte teknikker som strålesporing for å gi realistiske effekter. Utviklingen av utvidet virkelighet og virtuell virkelighet har også utvidet utvalget av muligheter for utvikling av videospill.
Mange universiteter over hele verden tilbyr grader som lærer studentene det grunnleggende om datavitenskapsteori og anvendelsene av dataprogrammering. I tillegg gjør utbredelsen av elektroniske ressurser og kurs det mulig for mange mennesker å lære seg de mer praktiske aspektene ved informatikk (som koding, utvikling av videospill og app-design).
Informatikk regnes som en del av en familie på fem separate, men innbyrdes forbundne fagområder: datateknikk, informatikk, informasjonssystemer , informasjonsteknologi og programvareteknikk. Denne familien har blitt kjent som disiplin for databehandling. Disse fem disipliner er relatert i den forstand at databehandling er deres studieobjekt, men de er separate siden hver har sitt eget forskningsperspektiv og læreplanfokus. (Siden 1991 har Association for Computing Machinery [ACM], IEEE Computer Society [IEEE-CS] og Association for Information Systems [AIS] samarbeidet å utvikle og oppdatere taksonomi av disse fem sammenhengende fagdisipliner og retningslinjene som utdanningsinstitusjoner over hele verden bruker for grunn-, kandidat- og forskningsprogrammer.)
hva står sas for militær
De viktigste underfeltene innen informatikk inkluderer tradisjonell studie av dataarkitektur, programmeringsspråk og programvareutvikling. Imidlertid inkluderer de også beregningsvitenskap (bruk av algoritmiske teknikker for modellering av vitenskapelige data), grafikk og visualisering, menneske-datamaskininteraksjon, databaser og informasjonssystemer, nettverk og de sosiale og faglige problemene som er unike for datavitenskap. Som det kan være tydelig, overlapper noen av disse underfeltene aktivitetene sine med andre moderne felt, som bioinformatikk og beregning kjemi . Disse overlappene er konsekvensen av en tendens blant datavitenskapere til å gjenkjenne og handle på feltets mange tverrfaglige sammenhenger.
Informatikk dukket opp som en uavhengig disiplin tidlig på 1960-tallet, selv om den elektroniske digitale datamaskinen som er gjenstand for studien ble oppfunnet to tiår tidligere. Røttene til informatikk ligger først og fremst i de relaterte feltene matematikk, elektroteknikk, fysikk og ledelsesinformasjonssystemer.
Matematikk er kilden til to nøkkelbegreper i utviklingen av datamaskinen - ideen om at all informasjon kan representeres som sekvenser av nuller og ener og den abstrakte forestillingen om et lagret program. I det binære tallsystemet er tall representert med en sekvens av binære sifre 0 og 1 på samme måte som tall i det kjente desimalsystemet blir representert ved hjelp av sifrene 0 til 9. Den relative lettheten som to tilstander (f.eks. og lavspenning) kan realiseres i elektrisk og elektronisk enheter førte naturlig til det binære sifferet, eller bit, og ble den grunnleggende enheten for datalagring og overføring i et datasystem.
Elektroteknikk gir grunnleggende om kretsdesign - nemlig ideen om at elektriske impulser som inngår i en krets kan kombineres ved hjelp av boolsk algebra for å produsere vilkårlige utganger. (Den boolske algebra utviklet på 1800-tallet ga en formalisme for å designe en krets med binære inngangsverdier på nuller og ener [henholdsvis falske eller sanne i terminologien for logikk] for å gi en ønsket kombinasjon av nuller og ener som utdata.) Oppfinnelsen av transistor og miniatyrisering av kretser, sammen med oppfinnelsen av elektroniske, magnetiske og optiske medier for lagring og overføring av informasjon, skyldes fremskritt innen elektroteknikk og fysikk.
Ledelsesinformasjonssystemer, opprinnelig kalt databehandlingssystemer, ga tidlige ideer som ulike datavitenskaplige konsepter som sortering, søk, databaser , informasjonsinnhenting og grafiske brukergrensesnitt utviklet seg. Store selskaper hadde datamaskiner som lagret informasjon som var sentral i virksomheten til å drive virksomhet - lønn, regnskap, lagerstyring, produksjonskontroll, frakt og mottak.
Teoretisk arbeid med beregningsevne, som startet på 1930-tallet, ga den nødvendige utvidelsen av disse fremskrittene til design av hele maskiner; en milepæl var spesifikasjonen fra Turing fra 1936 (en teoretisk beregningsmodell som utfører instruksjoner representert som en serie med nuller og ener) av den britiske matematikeren Alan Turing og hans bevis på modellens beregningskraft. Et annet gjennombrudd var konseptet med den lagrede programdatamaskinen, vanligvis kreditert til den ungarske amerikanske matematikeren John von Neumann. Dette er opprinnelsen til informatikkfeltet som senere ble kjent som arkitektur og organisering.
Alan M. Turing, 1951. Science History Images / Alamy
På 1950-tallet jobbet de fleste databrukere enten i vitenskapelige forskningslaboratorier eller i store selskaper. Den tidligere gruppen brukte datamaskiner for å hjelpe dem med å gjøre komplekse matematiske beregninger (for eksempel missilbaner), mens den sistnevnte gruppen brukte datamaskiner for å administrere store mengder bedriftsdata (f.eks. Lønn og varelager). Begge gruppene lærte raskt at det ikke var praktisk eller pålitelig å skrive programmer på maskinspråket til nuller og en. Denne oppdagelsen førte til utviklingen av forsamlingsspråk tidlig på 1950-tallet, som lar programmerere bruke symboler for instruksjoner (f.eks. ADD for tillegg) og variabler (f.eks. X ). Et annet program, kjent som en montør, oversatte disse symbolske programmene til et tilsvarende binært program hvis trinn datamaskinen kunne utføre, eller utføre.
lov om bevaring av energieksempler
Andre systemprogramvareelementer kjent som koblingslastere ble utviklet for å kombinere deler av samlet kode og laste dem inn i datamaskinens minne, hvor de kunne kjøres. Konseptet med å koble sammen separate kodestykker var viktig, siden det tillot at biblioteker med programmer for utføring av vanlige oppgaver ble gjenbrukt. Dette var et første skritt i utviklingen av informatikkfeltet programvare ingeniørfag.
Senere på 1950-tallet ble forsamlingsspråk funnet å være så tungvint at utviklingen av språk på høyt nivå (nærmere naturlige språk) begynte å støtte enklere og raskere programmering. FORTRAN dukket opp som det viktigste språket på høyt nivå for vitenskapelig programmering, mens COBOL ble hovedspråket for virksomhetsprogrammering. Disse språkene hadde med seg behovet for annen programvare, kalt kompilatorer , som oversetter høyt nivå språkprogrammer til maskinkode. Etter hvert som programmeringsspråk ble mer kraftfulle og abstrakte, bygde kompilatorer som lager maskinkode av høy kvalitet og som er effektive når det gjelder kjørehastighet og lagring forbruk ble et utfordrende informatikkproblem. Design og implementering av språk på høyt nivå er kjernen i informatikkfeltet som kalles programmeringsspråk.
Økt bruk av datamaskiner på begynnelsen av 1960-tallet ga drivkraft for utviklingen av den første operativsystemer , som besto av systembasert programvare som automatisk håndterte inndata og utdata og utførelse av programmer kalt jobber. Kravet om bedre beregningsteknikker førte til en økende interesse for numeriske metoder og deres analyse, en aktivitet som utvidet seg så vidt at den ble kjent som beregningsvitenskap.
På 1970- og 80-tallet kom frem kraftige datagrafikkenheter, både for vitenskapelig modellering og andre visuelle aktiviteter. (Datastyrte grafiske enheter ble introdusert på begynnelsen av 1950-tallet med visning av rå bilder på papirplotter og katodestrålerør [CRT] -skjermer.) Dyrt maskinvare og den begrensede tilgjengeligheten av programvare holdt feltet fra å vokse til tidlig på 1980-tallet, da datamaskinminne kreves for bitmap-grafikk (der et bilde består av små rektangulære piksler) ble rimeligere. Bitmap-teknologi, sammen med skjermer med høy oppløsning og utvikling av grafikkstandarder som gjør programvaren mindre maskinavhengig, har ført til den eksplosive veksten i feltet. Støtte for alle disse aktivitetene utviklet seg til feltet informatikk kjent som grafikk og visuell databehandling.
Nært knyttet til dette feltet er design og analyse av systemer som samhandler direkte med brukere som utfører forskjellige beregningsoppgaver. Disse systemene ble brukt i stor grad på 1980- og 90-tallet, da linje-redigerte interaksjoner med brukere ble erstattet av grafiske brukergrensesnitt (GUI). GUI-design, som ble banebrytende av Xerox og ble senere plukket opp av Apple (Macintosh) og til slutt av Microsoft ( Windows ), er viktig fordi det utgjør hva folk ser og gjør når de kommuniserer med en datamaskin. Utformingen av passende brukergrensesnitt for alle typer brukere har utviklet seg til informatikkfeltet kjent som menneske-datamaskininteraksjon (HCI).
grafisk brukergrensesnitt Xerox Alto var den første datamaskinen som brukte grafiske ikoner og en mus for å kontrollere systemet - det første grafiske brukergrensesnittet (GUI). Hilsen av Xerox
Feltet med dataarkitektur og organisering har også utviklet seg dramatisk siden de første lagrede programdatamaskinene ble utviklet på 1950-tallet. Såkalte tidsdelingssystemer dukket opp på 1960-tallet for å tillate flere brukere å kjøre programmer samtidig fra forskjellige terminaler som var kablet til datamaskinen. På 1970-tallet ble det første vidområdet utviklet datanettverk (WAN) og protokoller for overføring av informasjon i høye hastigheter mellom datamaskiner atskilt med store avstander. Etter hvert som disse aktivitetene utviklet seg, samlet de seg til det informatikkfeltet kalt nettverk og kommunikasjon. En viktig prestasjon på dette feltet var utviklingen av Internett.
Ideen om at instruksjoner, så vel som data, kunne lagres i datamaskinens minne, var avgjørende for grunnleggende funn om den teoretiske oppførselen til algoritmer . Det vil si spørsmål som, Hva kan / kan ikke beregnes? har blitt formelt adressert ved hjelp av disse abstrakte ideene. Disse funnene var opprinnelsen til informatikkfeltet kjent som algoritmer og kompleksitet. En sentral del av dette feltet er studiet og anvendelsen av datastrukturer som er passende for forskjellige applikasjoner. Datastrukturer, sammen med utviklingen av optimale algoritmer for innsetting, sletting og lokalisering av data i slike strukturer, er en stor bekymring for dataforskere fordi de brukes så mye i dataprogramvare, spesielt i kompilatorer, operativsystemer, filsystemer, og søkemotorer .
På 1960-tallet ga oppfinnelsen av magnetisk lagring rask tilgang til data lokalisert på et vilkårlig sted på disken. Denne oppfinnelsen førte ikke bare til mer smart utformede filsystemer, men også til utviklingen av database og informasjonsinnhentingssystemer, som senere ble avgjørende for lagring, henting og overføring av store mengder og store varianter av data over Internett. Dette feltet informatikk er kjent som informasjonsadministrasjon.
Et annet langsiktig mål med datalogisk forskning er å lage databehandlingsmaskiner og robotenheter som kan utføre oppgaver som vanligvis anses å kreve menneskelig intelligens . Slike oppgaver inkluderer å flytte, se, høre, snakke, forstå det naturlige språket, tenke og til og med stille ut menneskelig følelser. Informatikkfeltet med intelligente systemer, opprinnelig kjent som kunstig intelligens (AI), faktisk før den første elektronisk datamaskiner på 1940-tallet, selv om begrepet kunstig intelligens ble ikke myntet før i 1956.
Tre utviklinger innen databehandling tidlig på 2000-tallet - mobil databehandling, klient-server databehandling og datahacking - bidro til fremveksten av tre nye felt innen informatikk: plattformbasert utvikling, parallell og distribuert databehandling, og sikkerhet og informasjon forsikring . Plattformbasert utvikling er studiet av de spesielle behovene til mobile enheter, deres operativsystemer og deres applikasjoner. Parallell og distribuert databehandling gjelder utvikling av arkitekturer og programmeringsspråk som støtter utviklingen av algoritmer hvis komponenter kan kjøre samtidig og asynkront (i stedet for sekvensielt), for å utnytte tid og rom bedre. Sikkerhets- og informasjonsforsikring handler om utforming av databehandlingssystemer og programvare som beskytter integritet og sikkerhet for data, samt personvernet til personer som er preget av disse dataene.
Endelig er en spesiell bekymring for informatikk gjennom hele historien den unike samfunnsmessige virkningen som følger med datavitenskapelig forskning og teknologiske fremskritt. Med fremveksten av Internett på 1980-tallet trengte programvareutviklere for eksempel å ta opp viktige spørsmål knyttet til informasjonssikkerhet, personvern og systempålitelighet. I tillegg spørsmålet om dataprogramvare utgjør intellektuell eiendom og det relaterte spørsmålet Hvem eier det? ga opphav til et helt nytt juridisk område av lisensiering og lisensieringsstandarder som gjaldt programvare og relatert gjenstander . Disse bekymringene og andre danner grunnlaget for sosiale og profesjonelle spørsmål innen informatikk, og de vises i nesten alle de andre feltene som er identifisert ovenfor.
Så, for å oppsummere, har fagfeltet informatikk utviklet seg til følgende 15 forskjellige felt:
Informatikk har fortsatt sterke matematiske og tekniske røtter. Informatikk bachelor-, master- og doktorgradsprogrammer tilbys rutinemessig av post-sekundære akademiske institusjoner, og disse programmene krever at studentene gjennomfører passende matematikk- og ingeniørkurs, avhengig av deres fokusområde. For eksempel må alle hovedfag i datavitenskap studere diskret matematikk (logikk, kombinatorikk og elementær grafteori). Mange programmer krever også at studentene fullfører kurs i kalkulator , statistikk , numerisk analyse, fysikk og ingeniørprinsipper tidlig i studiene.
Copyright © Alle Rettigheter Reservert | asayamind.com