Computer science on tutkimus siitä, miten tietoja manipuloidaan, hallitaan, muunnetaan ja koodataan.
tietojenkäsittelytieteessä on monia eri osa-alueita. Osa alueista käsittelee ongelmia abstraktisti. Jotkut alueet tarvitsevat erikoiskoneita, joita kutsutaan tietokoneiksi.
tietokoneiden parissa työskentelevä henkilö tarvitsee usein matematiikkaa, luonnontieteitä ja logiikkaa voidakseen valmistaa ja käyttää tietokoneita.
tietojenkäsittelytieteilijän yhteiset tehtävät
kysymysten esittäminen
Tämä on niin, että he voivat löytää uusia ja helpompia tapoja tehdä asioita, ja tapa lähestyä ongelmia tällä tiedolla.
oikean kysymyksen esittäminen
tietokoneet voivat tehdä joitain asioita helposti (esimerkiksi yksinkertainen matematiikka, tai nimilistan lajitteleminen A-ja Z-kirjaimista). Mutta tietokoneet eivät voi vastata kysymyksiin, kun tietoa ei ole tarpeeksi tai kun todellista vastausta ei ole. Tietokoneilta voi myös viedä liikaa aikaa pitkien tehtävien suorittamiseen. Esimerkiksi, se voi kestää liian kauan löytää lyhin tie läpi kaikki kaupungit Yhdysvalloissa-joten sen sijaan tietokone yrittää tehdä tarkka arvaus. Tietokone vastaa näihin yksinkertaisempiin kysymyksiin paljon nopeammin.
kysymykseen vastaaminen
algoritmit ovat monimutkaisia ohjeita, jotka kuvaavat tehtävän suorittamista, kuten ongelman ratkaisemista. Ajattele esimerkiksi pelikortteja. Tietojenkäsittelytieteilijä haluaa lajitella kortit. Ensin hän haluaa lajitella ne värin mukaan. Sitten hän haluaa tilata ne numerolla (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, Jaakko, kuningatar, kuningas ja ässä). Tietojenkäsittelytieteilijä saattaa nähdä erilaisia tapoja lajitella pelikortteja. Hänen täytyy nyt miettiä, miten hän sen tekee. Kun hän päättää, hän on luonut algoritmin. Algoritmin tekemisen jälkeen tutkijan on testattava, tekeekö algoritmi aina niin kuin pitääkin. Sitten tiedemies voi nähdä, miten hyvin hänen ohjelmansa lajittelee kortit.
yksinkertainen mutta hyvin hidas algoritmi voisi olla: pudota kortit, nosta ne ylös ja tarkista, onko ne lajiteltu. Jos ne eivät ole, tee se uudelleen. Tämä menetelmä toimii, mutta se kestää usein hyvin kauan.
henkilö voi tehdä tämän paremmin katsomalla kaikki kortit läpi, löytämällä ensimmäisen kortin (ruutujen 2) ja laittamalla sen alkuun. Tämän jälkeen hän etsii toisen kortin ja niin edelleen. Tämä toimii paljon nopeammin, eikä tarvitse paljon tilaa. Tämä lajittelualgoritmi on valintalaji.
tietojenkäsittelytiede alkoi toisen maailmansodan aikana ja erkaantui muista tieteistä 1960-ja 1970-luvuilla. Se liittyy sähkötekniikkaan, matematiikkaan ja kielitieteeseen.
tietojenkäsittelytiede tarkastelee tietokoneiden teoreettisia osia. Computer engineering tarkastelee tietokoneiden fyysisiä osia (laitteistoja), ja software engineering tarkastelee tietokoneohjelmien käyttöä ja niiden valmistamista.
tietojenkäsittelytieteen osat
Keskusmatematiikka
- Boolen algebra (kun jokin voi olla vain totta tai epätosi)
- tietokoneiden numeromuodot (miten tietokoneet laskevat)
- Diskreetti matematiikka (matematiikka, jonka numeroita ihminen voi laskea)
- symbolinen logiikka (selkeät tavat puhua matematiikasta)
- Ennakkotapausjärjestys (mitkä matematiikkaoperaatiot suoritetaan ensin)
- algoritminen Informaatioteoria (kuinka helposti tietokone voi vastata kysymykseen?)
- Kompleksisuusteoria (kuinka paljon aikaa ja muistia tietokone tarvitsee vastatakseen kysymykseen?)
- Laskennallisuusteoria (voiko tietokone tehdä jotain?)
- Informaatioteoria (matematiikkaa, joka tarkastelee dataa ja miten dataa käsitellään)
- laskentateoria (kuinka vastata kysymyksiin tietokoneella algoritmien avulla)
- Graafiteoria (matematiikkaa, joka etsii suuntaa pisteestä toiseen)
- Tyyppiteoria (millaisten tietojen kanssa tietokoneiden tulisi toimia?)
- Denotaatiosemantiikka (matematiikkaa tietokonekielille)
- algoritmit (katsoo miten vastata kysymykseen)
- kääntäjät (sanojen muuttaminen tietokoneohjelmiksi)
- leksikaalinen analyysi (miten sanat muutetaan dataksi)
- Mikroprogramming (miten tietokoneen tärkeintä osaa hallitaan)
- käyttöjärjestelmät (suuret tietokoneohjelmat, esim.Linux, Microsoft Windows, Mac OS) tietokoneen laitteiston ja ohjelmisto.
- salaus (tietojen piilottaminen)
tietojenkäsittelytiede työssä
- tekoäly (tietokoneiden saaminen oppimaan ja puhumaan, ihmisten kaltaisia)
- Tietokonealgebra (tietokoneiden käyttäminen matemaattisiin ongelmiin)
- Tietokonearkkitehtuuri (tietokoneen rakentaminen)
- Tietokonegrafiikka (kuvien tekeminen tietokoneilla)
- Tietokoneverkot (tietokoneiden liittäminen toisiin tietokoneisiin)
- tietokoneohjelma (miten käskemään tietokonetta tekemään jotain)
- tietokoneohjelmointi (kirjoittaminen eli tietokoneohjelmien tekeminen)
- tietokoneen tietoturva (tekeminen tietokoneet ja niiden tiedot turvassa)
- tietokannat (tapa lajitella ja säilyttää tietoja)
- tietorakenne (miten rakentaa tai ryhmitellä tietoja)
- hajautettu tietojenkäsittely (käyttäen useampaa kuin yhtä tietokonetta vaikean ongelman ratkaisemiseksi)
- Tiedonhaku (tietojen saaminen tietokoneelta)
- ohjelmointikielet (kielet, joita ohjelmoija käyttää tietokoneohjelmien tekemiseen)
- ohjelmamääritys (mitä ohjelman on tarkoitus tehdä)
- ohjelman varmennus (varmista, että tietokoneohjelma tekee mitä sen pitäisi tehdä, katso virheenkorjaus)
- robotit (käyttävät tietokoneita ohjauskoneet)
- ohjelmistotekniikka (miten ohjelmoijat kirjoittavat ohjelmia)
mitä tietojenkäsittelytiede tekee
- Benchmark (tietokoneen tehon tai nopeuden testaus)
- Tietokonenäkö (miten tietokoneet voivat nähdä ja ymmärtää kuvia)
- Törmäystunnistus (miten tietokoneet auttavat robotteja liikkumaan osumatta johonkin)
- Tietorakenteet (miten tietokoneet ryhmittävät ja lajittelevat tiedot)
- tiedonhankinta (datan laittaminen tietokoneisiin)
- suunnittelukuviot (vastauksia yleisiin ohjelmistotekniikan ongelmiin)
- Digitaalinen signaalinkäsittely (datan puhdistaminen ja ”katsominen”)
- tiedostomuodot (miten tiedosto on järjestetty)
- ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutus (miten ihmiset käyttävät tietokoneita)
- tietoturva (tietojen pitäminen turvassa muilta ihmisiltä)
- Internet (suuri verkko, joka yhdistää lähes kaikki tietokoneet)
- verkkosovellukset (tietokoneohjelmat internetissä)
- optimointi (tietokoneohjelmien saaminen toimimaan nopeammin)
- Ohjelmistomittarit (tapoja mitata tietokoneohjelmia, kuten koodirivien tai operaatioiden lukumäärän laskeminen)
- VLSI-suunnittelu (erittäin suuren and complex computer system)
Related pages
- Computing
- Turing Award
- IEEE John von Neumann Medal
- Computer jargon
- Computer slang
- Computer science basic topics
- Encyclopedia of Computer Terms
Images for kids
-
Utah teapot representing computer graphics
-
Charles Babbage is sometimes referred as ”father of computing”.
-
Ada Lovelace is credited with writing the first algorithm intended for processing on a computer.
-
Saksan armeija käytti Enigma-konetta (kuvassa) toisen maailmansodan aikana viestintään, jonka se halusi pitää salassa. Bletchley Parkin Enigma-liikenteen laajamittainen purkaminen oli tärkeä tekijä, joka vaikutti liittoutuneiden voittoon toisessa maailmansodassa.
-
Nicolas P. Rougier’ s rendering of the human brain