علم الحاسوب

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
إبريق شاي يوتاه، نموذج لرسوميات حاسوبية خوارزمية فرز سريع
لامدا الفأرة تمثل التفاعل بين الإنسان والحاسوب
تتعامل علوم الحاسوب مع النظريات الأساسية للمعلومات والحساب، والتقنيات العملية لتنفيذها وتطبيقها.

علم الحاسوب (بالإنجليزية: Computer science)[1] علوم الكمبيوتر أو الحاسب أو الحوسبة هي منهج علمي و عملي للحوسبة « computation » وتطبيقاتها « applications » وهي دراسة منهجية لدراسة الجدوى « feasibility » والبنية « structure » والمصطلحات والعبارات « expression » والمكننة « mechanization » والإجراءات الرياضية ( أو خوارزميات ) « methodical procedures »، كل السابق يظهر في التخزين « storage » والمعالجة « processing » والإتصلات « communication » والتقديمات « representation » والوصول إلى المعلومات ومعالجة البيانات والنظريات والتطبيقات التي تشكل الأساس أتمتة « automation أو automatic control » لنقل المعلومات وتشغيلها وتحويلها، وذلك بدراسة برمجيات الحاسوب وعتاد الحاسوب بشكل علمي مجرد، عالم الكومبيوتر « computer scientist » يتخصص في نظرية الحوسبة وتصميم النظم الحاسوبية.[2]

لعلوم الحاسب مجالات متنوعة كلها تصنف تحت العنوان العريض "علوم الحاسوب". يؤكد البعض على الحوسبة وبعض تطبيقاتها مثل رسوميات الحاسوب « computer graphics » في حين أن فروعًا أخرى تدرس خواص المشاكل الحسابية « Computational problem » ومجال مثل نظرية التعقيد الحسابي « Computational complexity theory ». وتبقى فروع أخرى تركز على التحديات التي تطرحها تطبيقات الحوسبة. ومجال مثل نظرية لغة البرمجة « programming language theory » تدرس الطرق والوسائل لوصف عملية حوسبة « Computation » ، في حين تقوم برمجة الحاسوب « computer programming » بتطبيق لغات برمجة « programming language » معينة لاستخراج جواب أو حل لمشكلة حوسبة معينة ومجالات أخرى مثل الأنظمة المعقدة « Complex systems » ومثل التفاعل الإنساني الحاسوبي « Human–computer interaction ».

ويتم تعريف علم الحاسوب بشكل دقيق على أنه علم يختص بالقدرة على تطبيق المعرفة الناتجة من الحاسوب والرياضيات على جميع فروع المعرفة، والقدرة على تحليل أي مشكلة وتحديد المتطلبات لها باستخدام الحاسوب لوضع الحل المناسب، والقدرة على تصميم وتنفيذ وتقييم النظام القائم على الحاسوب و العمليات و البرنامج لتلبية الاحتياجات المطلوبة ، ويسهل القدرة على العمل بفعالية في فرق ومجموعات لتحقيق هدف مشترك ، تعريف علم الحاسب هو أنه نظريات فهم أجهزة الحوسبة والبرامج و الأنظمة التابعة له والإختبار العلمى لتطوير المفاهيم والفهم العملي لمنهجية التصميم والخوارزميات (وتعني كلمة خوارزميات نظام الحلول الحسابية) والأدوات وطرق التحليل لتحقيق الشروط المطلوبه ، ويتم تدريس المناهج التالية : أساسيات علوم الحاسوب (Fundamentals of Computer Science) ، هيكل البرمجة (Structured Programming) ، هياكل البيانات والخوارزميات (Data Structures and Algorithms) ، التصميم الرقمي المنطقي (Digital Logic Design) ، تنظيم الحاسوب والبرمجة بلغة الأسمبلي (Computer Organization & Assembly Language Programming) ، خوارزميات التحليل و التصميم (Analysis & Design Algorithms) ، مفاهيم لغات البرمجة (Concepts of Programming Languages)، عمارة وأسلوب بناء الكمبيوتر (أسلوب بناء)، هندسة البرمجيات (Software Engineering)، أنظمة التشغيل (Operating Systems)، نظرية الحوسبة (Theory of Computing)، تصميم مترجم لغة الآلة (Compiler Design)، أساسيات نظم قواعد البيانات (Fundamentals of Database Systems)، لغة برمجة (Programming Language)، البرمجة الشيئية (Object Oriented Programming)، البيانات و الكمبيوتر والاتصالات (Data and Computer Communications)، محاكاة النظم (Systems Simulation)، تحليل وتصميم النظم (Systems Analysis and Design)، مقدمة لالشبكات العصبية الاصطناعية (Introduction to Artificial Neural Networks)، تصميم عتاد الكمبيوتر و التطبيقات (Computer Hardware Design and Applications)، شبكة اتصال واسعة النطاق (Wide Area Networks)، شبكة اتصال محلية و شبكة مدينية (Local and Metropolitan Area Networks)، أساسيات النظم الموزعة (Fundamentals of Distributed Systems)، نظم قواعد البيانات (Database Systems)، الرسوميات الحاسوبية (Computer Graphics)، الذكاء الاصطناعي (Artificial Intelligence)، موضوعات مختارة في علوم الكمبيوتر (Selected Topics in Computer Science)، التدريب الصناعي (Industrial Training)، الدراسات المرشدة في علوم الكمبيوتر (Guided Studies in Computer Science)، رياضيات الطرق العددية (Numerical Methods)، الميكانيكا الكلاسيكية، والصوت والحرارة (Classical Mechanics, Sound and Heat)، الكهرباء والمغناطيسية (Electricity and Magnetism)، فيزياء العامة (General Physics)، مقدمة لتحليل الدوائر والأجهزة (Introduction to Circuit Analysis and Devices)، فيزياء متوسطة (Intermediate Physics)، رياضيات حساب التفاضل والتكامل و الهندسة التحليلية (Calculus & Analytic Geometry)، رياضيات المعادلات التفاضلية (Differential Equations)، الجبر الخطي (Linear Algebra)، و Applied Probability و Discrete Mathematics [3]

في بعض أجزاء من الدول العربية يطلق على مصطلح علم الحاسب الآلي علم المعلومات اختصارًا وليس بقصد خلطه مع العلوم الأخرى وخاصة التخصصات المتعلقة بتكنولوجيا المعلومات المهتمة بالتطبيق الغير مبني على أسس علمية، كما يُطلق عليه في الجزائر اسم "الإعلام الآلي".

يبحث علم الحاسوب استخدام الحوسبة بجميع اشكالها لحل المشكلات من منظور علمي رياضي. وغالبًا ما يشمل ذلك تصميم وبرمجة البرمجيات لكي تستعمل كأداة لحل هذه المشاكل.

علم الحاسوب ليس معنيًا بتعلم طريقة استخدام البرمجيات بشكل عام وبحد ذاتها. من الصحيح القول أن هناك بعض الوظائف التي تعتمد بشكل أساسي على بعض البرمجيات كبرمجيات التصميم لمصممين الجرافيك أو محررات النصوص والجداول لمدخلي البيانات، لكن علم الحاسوب ليس معنيًا بدراسة طريقة التعامل مع هذه البرمجيات وغيرها بشكل عام وليس معنيًا كذلك بتصميم صفحات الويب أو تجهيزها.

عند الحديث عن البرمجيات فإن علم الحاسوب يُعنى “بطريقة” بناء البرمجيات بناء على أسس علمية ورياضة وبدراسة الخوارزميات الأنسب استخدامًا في تلك البرمجيات.

أصبح علم الحاسوب علمًا قائمًا بذاته، يُعنى ببحث أمور الحساب والاحتساب من منظور علمي دقيق.

أما تكنولوجيا المعلومات فهو مجال آخر يُعنى بمسائل أخرى مثل طُرُق استخدام البرمجيات والتعامل معها وطرق استعمال المعلومات أو حتى طريقة استخدام ما هو جاهز في أغلب الأحيان لإنجاز عمل ما، وغالبًا ما يُستخدم مصطلح تكنولوجيا المعلومات « Information Technology أو IT » بشكل واسع بين العامة وفي سوق العمل.[4][5][6]

نبذة تاريخية[عدل]

أنظر أيضا تاريخ الحوسبة وتاريخ المعلومات

تشارلز بابيج (Charles Babbage) يرجع له الفضل في إختراع أول آلة كمبيوتر.
آدا لوفلايس (Ada Lovelace) يرجع لها الفضل في كتابة أول خوارزمية (algorithm) بهدف عمل معالجة (processing) على الكمبيوتر .

يعود تاريخ أقرب تعريف لعلوم الحاسوب إلى ما قبل أول آلة حاسوب رقمي « Digital Computer »، لحساب المهام العددية الثابتة مثل المعداد الذي كان موجود منذ العصور القديمة للمساعدة في العمليات الحسابية مثل الضرب والقسمة وبعد ذلك وجدت الخوارزميات لأداء العمليات الحسابية في العصور القديمة « antiquity » وحتى قبل تطوير المعدات الحاسوبية المعقدة، في لغة سنسكريتية القديمة مخطوطة تسمى « Shulba Sutras » أو قواعد الوتر « Rules of the Chord » وهو كتاب في الخوارزميات مكتوب في سنة ثمان مئة قبل الميلاد « 800BC » لبناء الأجسام الهندسية مثل المذابح بإستخدام الأوتاد والأوتار وتعتبر بدايات (أسلاف) مجال هندسة الرياضية الحسابية « computational geometry » الحديثة .

بليز باسكال صمم وشيد أول آلة حاسبة ميكانيكية العمل ، والتي يطلق عليها آلة باسكال الحاسبة « Pascal's calculator » سنة (1642).[7]

ثم كشف غوتفريد لايبنتس « Gottfried Wilhelm Leibniz » آلة حاسبة ميكانيكية الرقمية تسمى حاسوب متدرج (الحاسوب التدريجي) « Stepped reckoner » في سنة (1673)،[8] ويمكن أن يقال انه يعتبر أول عالم الكمبيوتر واضع النظريات للمعلومات، ومن بين أسباب أخرى لهذا الترشيح، توثيقه لنظم الأرقام الثنائية.

في عام 1820، أطلق توماس كولمار دي « Charles Xavier Thomas أو Thomas de Colmar » صناعة آلة حاسبة ميكانيكية،[ملاحظة 1] عندما صدر له جهاز مبسط يسمى أريثموميتر « arithmometer » وكان أول آلة حاسبة قوية بما فيه الكفاية وموثوق بها بما يكفي للإستخدام اليومي في بيئة مكتبية .

تشارلز بابيج « Charles Babbage » بدأ تصميم أول آلة حاسبة ميكانيكية أوتوماتيكية تسمى محرك الفرق « Difference engine » في عام 1822، والذي أعطى في نهاية المطاف له فكرة عمل أول آلة حاسبة ميكانيكية للبرمجة وتسمى « Analytical Engine » المحرك التحليلي .[9] بدأ تطوير هذا الجهاز في عام 1834 وفي أقل من عامين كان قد رسم العديد من السمات البارزة للحاسوب « computer » الحديث.[10]، كان إعتماد نظام البطاقة المثقبة « punched card system » المشتقة من منسج جاكارد « Jacquard loom » هي خطوة حاسمة،[10] مما يجعلها ذات برمجة بلا حدود .[ملاحظة 2]

في عام 1843، أثناء ترجمة مقال فرنسية عن المحرك التحليلي، كتبت آدا لوفلايس «Ada Lovelace » في واحدة من العديد من الملاحظات انها شملت، خوارزمية لحساب أعداد برنولي « Bernoulli number » ،والذي يعتبر أول برنامج كمبيوتر .[11]

في حوالي سنة 1885 ، أخترع هيرمان هولليريث « Herman Hollerith » آلة التبويب « Tabulating machine » للإستخدام في تلخيص المعلومات وكاتنت تستخدم بطاقة مثقبة « Punched card » لمعالجة المعلومات الإحصائية في نهاية المطاف أصبحت هذه الشركة جزء من آي بي إم .

في عام 1937، وبعد مائة سنة من حلم باباج « Babbage » المستحيلا أقنع هوارد أيكن « Howard H. Aiken » شركة آي بي إم بتطوير آلته الحاسبة العملاقة للبرمجة، في ذلك الوقت كانت آي بي إم تصنع كل أنواع معدات البطاقات المثقبة وكانت أيضا تقوم بأعمال الآلات الحاسبة .[12] ، وتم أطلاق اسم هارفارد مارك واحد « ASCC/Harvard Mark I » عليها وكانت بناء على المحرك التحليلي الخاص بتشارلز بابيج « Charles Babbage »، وكانت تستخدم الكروت المثقوبة ووحدة الحوسبة المركزية، وعندما تمت الآلة النهائية أشاد البعض بأن " حلم باباج تحقق ".[13]

خلال الاربعينيات من القرن الماضي ومع تطور آلات حاسوب أقوى، [14] وبدى واضحا أن الحاسوب يمكن أن يستخدم في أكثر من الحسابات الرياضية فقط، مجال علوم الحاسب توسع ليشمل الحوسبة « computation » بشكل عام، تم وضع أنشاء علوم الحاسب كعلم أكاديمي مستقل في الخمسينيات وأوائل الستينيات من القرن الماضي « 1950s - 1960s » [15] [16]

فقبل العشرينات من القرن العشرين، كان مصطلح حاسوب computer يشير إلى أي أداة بشرية تقوم بعملية الحسابات. ما هي القضايا أو الأشياء التي يمكن لآلة أن تحسبها باتباع قائمة من التعليمات مع ورقة وقلم، دون تحديد للزمن اللازم ودون أي مهارات أو بصيرة (ذكاء)؟ وكان أحد دوافع هذه الدراسات هو تطوير آلات حاسبة computing machines يمكنها إتمام الأعمال الروتينية المُعرّضة للخطأ البشري عند إجراء حسابات بشرية.

خلال الأربعينات ومع تطوير آلات حاسبة أكثر قوة وقدرة حسابية تتطور مصطلح حاسوب ليُشير إلى الآلات بدلا من الأشخاص الذين يقومون بالحسابات. وأصبح من الواضح أن الحواسيب يمكنها أن تقوم بأكثر من مجرد عمليات حسابية وبالتالي تم الانتقال إلى دراسة الحوسبة بشكل عام. بدأت المعلوماتية وعلوم الحاسب تأخذ استقلالها كفرع أكاديمي مستقل في الستينييات، مع إيجاد أوائل أقسام علوم الحاسب في الجامعات وبدأت الجامعات تمنح إجازات في هذه العلوم.

مساهمات[عدل]

Enigma.jpg

أهم الفروع[عدل]

يمكن تقسيم علم الحاسوب إلى ثلاثة أقسام:

  1. علم الحاسوب النظري: يدرس اللغات الصورية، نظريات الحوسبة أو الخوارزميات وحساب التكاليف.
  2. علم الحاسوب العملي: يدرس مهارات ترجمة اللغات الصورية، النظريات والخوارزميات إلى تطبيقات يسهل تداولها، والتطوير المستمر لها مع ما يتماشى مع العلوم وباقي مجالات الحياة.
  3. علم الحاسوب التطبيقي: ويهتم بالتطبيقات المختلفة للحاسوب في مجالات الحياة : كالتصميم والتصنيع باستخدام الحاسب إلى جانب الأنظمة الإدارية والصناعية.
  4. هندسة الحاسوب: هذا الفرع يهتم بكيفية صناعة مُعدّات الحاسوب (عتاد الحاسوب). صناعة الحواسيب تعتمد على العديد من المجالات مثل المعلوماتية النظرية، الفيزياء، الكيمياء والإلكترونيات.

يُمكن تقسيم علم الحاسوب أيضا على النحو التالي :

  • علم الخوارزميات والبيانات النظرية: دراسة الجانب النظري في علوم البيانات.
  • علم التقنيات الحاسوبية: التحليل، التصميم وبناء المكونات الصلبة للحواسيب.

علم حاسوب تطبيقي[عدل]

علوم الذكاء الصناعي[عدل]

Nicolas P. Rougier's rendering of the human brain.png Human eye, rendered from Eye.png Corner.png
تعلم الآلة
(Machine learning)
الرؤية الحاسوبية
(Computer vision)
معالجة الصور الرقمية
(Image processing)
KnnClassification.svg Julia iteration data.png Sky.png
تمييز الأنماط
(Pattern recognition)
تنقيب في البيانات
(Data mining)
Evolutionary computation
Neuron.svg English.png HONDA ASIMO.jpg
تمثيل المعرفة معالجة اللغات الطبيعية روبوتية
(Robotics)

بنية ومعمارية الكمبيوتر والهندسة[عدل]

NOR ANSI.svg Fivestagespipeline.png SIMD.svg
جبر بولياني معمارية المعالج
(Microarchitecture)
المعالجة المتعددة
Roomba original.jpg Flowchart.png Operating system placement.svg
حوسبة سائدة Systems architecture نظام تشغيلs

هندسة الحاسوب[عدل]

حديثا في معظم الجامعات تقسم هندسة الحاسوب إلى قسمين أساسيين بعدما كانت تتبع الهندسة الكهربائية والإلكترونية

هندسة البرمجيات[عدل]

هندسة البرمجيات هي دراسة تصميم وتنفيذ وتعديل البرمجيات بما يضمن توفر هذه البرمجيات بجودة عالية وتكلفة معقولة متاحة للجميع وقابلة للتطوير فيما بعد وسريعة للبناء. وهندسة البرمجيات تقوم على أسس ونظريات من الهندسة وعلوم الحاسب كمبدأ ال Functional Structure من الهندسة والذي يعتمد على مبدأ تصميم أجزاء صغيرة تتجانس في العمل مع بعضها لتشكل عمل الكل. ومن علوم الحاسب يأخذ مباديء كثيرة لعل من أبرزها ال Object Oriented Design والذي يتعامل مع كل الأجزاء في البرمجيات ككائنات تتفاعل مع بعضها لتشكل عمل النظام بالكامل. وهي تختلف عن علوم الحاسب حيث أنها تعد فرع مهم من فروع علوم الحاسب.

هندسة عتاد الحاسوب[عدل]

هندسة عتاد الحاسوب (بالإنجليزية: Computer Hardware Engineering) تبحث مبادئ صناعة الحواسيب من الناحية الإلكترونية والفيزيائية وبناء شبكات الحاسوب ووسائط تخزين البيانات إلكترونياً ومعالجتها ونقلها عبر الشبكات المختلفة.

حقول علم الحاسوب[عدل]

الخوارزميات وبنية البيانات[عدل]

Sorting quicksort anim.gif Singly linked list.png
تحليل الخوارزميات خوارزميات بنية البيانات

الحوسبة العددية والرمزية[عدل]

1u04-argonaute.png User-FastFission-brain.gif Naphthalene-3D-balls.png Neuron-no labels.png X-43A (Hyper - X) Mach 7 computational fluid dynamic (CFD).jpg Wind-particle.png
معلوماتية حيوية علوم استعرافية كيمياء حسابية علم الأعصاب الحاسوبي فيزياء حاسوبية تحليل عددي الرياضيات الرمزية

معلوماتية نظرية[عدل]

الأسس الرياضية[عدل]

علم التعمية Cryptography

خوارزميات لحماية البينات الخصوصية بما فيها التعمية

نظرية المخططات Graph theory

أسس بنى تخزين المعلومات وخوارزميات البحث.

منطق رياضي Mathematical logic
نظرية الأنماط Type Theory

تحليل شكلي لأنماط المعطيات, واستخدام هذه الأنماط لفهم خصائص البرمجيات, خاصة أمن البرامج وثباتها.

نظرية الأعداد
نظرية التصنيف
هندسة رياضية حاسوبية

نظرية التحسيب[عدل]

نظرية الأتمتة Automata theory
نظرية الحسابات Computability theory
نظرية التعقيد الحسابي Computational complexity theory دراسة الحدود الأساسية للحوسبة (بالذات الزمن وسعات التخزين)
نظرية الحوسبة الكمومية

علم حاسوب عملي[عدل]

خوارزميات وبنى بيانات[عدل]

تحليل الخوارزميات Analysis of algorithms
خوارزميات Algorithms دراسة عمليات شكلية لإنجاز التحسيب، ومدى فعالية هذه العمليات.
بنى البيانات Data Structure تنظيم ومعالجة البيانات

لغات البرمجة والمترجمات البرمجية[عدل]

مترجم (برمجة) Compiler طرق برمجة البرامج الحاسوبية من لغات برمجة عالية المستوى إلى -لغات برمجة منخفضة المستوى تكون هذه المرحلة بعد كتابة البرنامج بإحدى لغات البرمجة ك 
java php C... حيث يتم تحويل نص البرنامج من نص عالي المستوى له معنى مقروء بالنسبة للإنسان إلى نص منخفض المستوى يتكون من مجموعة من تتابعات الصفر والواحد لا يفهمه سوى الحاسوب. كانت هذه العملية يدوية في أول أيام نشوء الحواسيب لكن تطورت بعد إنشاء المترجم le compilateur

هندسة الحاسوب تعتمد بشكل مباشر على لغات البرمجة. يوجد العديد من لغات البرمجة. أشهر هذه اللغات هي جافا. هذه اللغة تعتمد على ما يسمى بالمواضيع أو (objects) و الطرق (methods) حيث يتم تحفيز الطرق من خلال المواضيع. يتم تقسيم البرنامج الى عدة صفوف (classes) التي تحوي على المواضيع و الطرق [17][18]. بواسطة هذه اللغات يتم كتابة البرامج و التطبيقات. يوجد العديد من لغات البرمجة مثل جافا سكريبت javascript و c++و C. هذه اللغات لا يدرسها طلاب هندسة الحواسيب فحسب, طلاب هندسة الإتصالات و غيرهم الكثير يدرسها أيضا.

مفسر (برمجة) Interpreter
لغة برمجة 
لغات صورية للتعبير عن الخوارزميات.

قواعد البيانات[عدل]

استخراج البيانات Data mining
دراسة خوارزميات البحث ومعالجة البيانات في المستندات وقواعد البيانات; ترتبط أيضا ب استرجاع المعلومات information retrieval
قواعد بيانات علائقية Relational databases
Study of algorithms for searching and processing information in documents and databases; closely related to استرجاع المعلومات information retrieval.

أنظمة موزعة، ومتوازية، ومتواقتة[عدل]

تزامن (حوسبة) Concurrency 
نظرية وتطبيق التحسيب المتزامن والتفاعلي.
تشبيك حاسوبي Computer networking خوارزميات وبروتوكولات لنقل مضمون للبيانات لمسافات بعيدة مع تصحيح الأخطاء error correction
حوسبة متوازية Parallel computing حوسبة تستخدم عدة حواسب وعدة معالجات معا على التوازي
حوسبة موزعة Distributed computing

تكوين الحاسوب[عدل]

معمارية أو تكوين الحاسوب Computer architecture the design, organization, optimization and verification of a computer system, mostly about وحدة معالجة مركزيةs and Memory subsystem
تنظيم الحاسوب Computer organization
أنظمة التشغيل 

أنظمة لإدارة برامج الحاسب وبنى بياناته

هندسة برمجيات[عدل]

برمجة الحاسوب Computer programming كتابة برامج باستخدام لغات برمجة
طرق صورية Formal methods طرق رياضية للوصف والاستنتاج حول تصميم البرمجيات software designs.
هندسة برمجيات Software engineering مباديء وممارسة تصميم، تطوير، وفحص البرامج.
تصميم الخوارزميات
تطوير البرمجيات Software development
هندسة عكسية Reverse Engineering

علم حاسوب عملي[عدل]

الذكاء الاصطناعي[عدل]

الذكاء الاصطناعي يعتبر أحد المجالات الفرعية في علم الحاسوب. هدف هذا المجال يهدف الى اختراع آلات قادرة على أخذ قرارات و حل المشكلات من تلقاء نفسها دون الاعتماد على البشر بشكل مباشر [19]. سؤال آلان تورينغ " هل يستطيع الرجال الآليين التفكير ؟ " هو الذي ولد فكرة الذكاء الاصطناعي. تم اعتماد مصطلح الذكاء الإصطناعي لأول مرة عام 1956 في مؤتمر دارتماوث. الذكاء الاصطناعي يشمل عدة مجالات من الهندسة الكهربائية, الفيزياء العصبية, مختلف لغات البرمجة, و الرياضيات التطبيقية. يوجد العديد من البحوث العلمية في هذا المجال[20]. الذكاء الاصطناعي لا يستخدم فقط في صناعة الرجال الآليين, بل أيضا في ألعاب الفيديو.

ذكاء اصطناعي Artificial intelligence
استنتاج مؤتمت Automated reasoning
روبوتية أو صتاعة الرجل الآلي Robotics
algorithms for controlling the behavior of robots
رؤية حاسوبية Computer vision
algorithms for extracting three dimensional objects from a two dimensional picture
تعلم آلي Machine Learning
حياة اصطناعية Artificial Life
معالجة اللغات الطبيعية/لسانيات حاسوبية

الاتصالات[عدل]

صوت الحاسوب Computer audio
التشبيك الحاسوبي
علم التعمية

رسوميات حاسوبية[عدل]

رسوميات حاسوبية Computer graphics
خوارزميات لتوليد صور رسومية لتوليد ما هو موجود في الواقع أو تمثيل المعلومات المراد تصويرها بشل مرئي.
معالجة الصور Image processing
إحساس عن بعد Remote Sensing

التفاعل الإنساني الحاسوبي[عدل]

تفاعل إنساني-حاسوب

حوسبة علمية[عدل]

معلوماتية حيوية
حوسبة علمية
علوم استعرافية
كيمياءوفيزياء حاسوبية
فيزياء حاسوبية
علوم عصبية حاسوبية
خزارزميات عددية
رياضيات رمزية Symbolic mathematics

مجالات متعلقة[عدل]

علم الحاسوب يرتبط ارتباطا وثيقا بعدد من المجالات، وهذه المجالات تتداخل معا بشكل كبير، ولكن توجد فروق بينها، من هذه المجالات:

  • هندسة الحاسوب هي التحليل، التصميم وبناء المكونات الصلبة للحواسيب (عتاد الحاسوب).
  • الرسوميات الحاسوبية هو مجال حوسبة المرئيات، حيث يتم استخدام الحاسوب لبناء صور ورسومات بشكل اصطناعي، أو لدمج أو تعديل الصور المأخوذة من العالم الواقعي.
  • برمجة الحاسوب أو تطوير البرمجيات يدرس كتابة البرامج للحاسوب.
  • علم المعلومات هو دراسة البيانات والمعلومات، وكيف يتم تفسيرها وتحليلها وتخزينها واسترجاعها. وهو علم بدأ كالأساس العلمي للاتصالات وقواعد البيانات.
  • تأمين المعلومات هو دراسة وبناء أنظمة معلومات آمنة، تشمل أنظمة التشفير وحماية المعلومات.
  • أنظمة المعلومات يدرس استخدام الحاسوب والحوسبة لدعم عمل المؤسسات
  • هندسة البرمجيات التي تعني في تحليل، تصميم، بناء واختيار البرامج. هندسة البرمجيات تشمل أساليب التطوير، وغيرها من المجالات الأخرى.

علاقة علم الحاسوب بالهندسة الطبية[عدل]

علم الحاسوب, هندسة الميكانيك, و البيولوجيا هي العلوم الثلاث الرئيسية التي تقوم عليها هندسة طبية حيوية. يقوم علماء الحاسوب بكتابة البرامج التي تتحكم بالآلات الطبية أو أحيانا يستدعى علماء الحاسوب الى مخابر طبية لأخذ رأيهم و اقتراحاتهم عن الأجهزة الطبية الحديثة بعد الانتهاء من صناعتها قبل بيعها للمختبرات و المشافي. في معظم الجامعات حول العالم, على طلاب الهندسة الطبية أخذ صفين من صفوف علم الحاسوب, احداهما يجب أن يكون عن لغات البرمجة [21].

التعليم[عدل]

يدرس طلاب علم الحاسوب العديد من مجالات الرياضيات مثل حساب التفاضل والتكامل(calculus), الجبر الخطي, و المعادلات التفاضلية. علم الرياضيات أساسي جدا في كتابة البرامج و في لغات البرمجة. النظريات و التطبيقات الرياضية التي يدرسها الطلاب مهمة في فهم طريقة معالجة الحاسوب للمعلومات. بالإضافة الى ذلك, يدرس الطلاب العديد من لغات البرمجة مثل java و HTML. يدرس أيضا الطلاب القليل من الدارات الالكترونية و طريقة عملها. يدرس الطلاب الخوارزميات خلال السنة الثالثة و الرابعة.مشروع التخرج مهم للغاية في نهاية السنة الأخيرة.[22][23].

مجالات العمل بعد التخرج[عدل]

بعض الطلاب يقومون بالإلتحاق بجامعات أخرى للتخصص في مجال معين في هندسة الحواسيب و بعضهم الآخر يبدأ بالعمل فور التخرج. يعمل مهندسو الحاسوب تقريبا في كل مكان. في المدارس و الجامعات حيث يبنون قواعد بيانات للطلاب, في المصانع حيث يقومون ببرمجة الآلات لقيام بعمل محدد, في الشركات المصرفية لضمان سرية و أمان عمليات تحويل الأموال عبر الانترنت . بما أن مهندسو الحاسوب يمكنهم العمل تقريبا في أي مؤسسة, لا يجد خريجي هذا المجال أي صعوبة في إيجاد عمل.[24]. راتب المهندس في هذا المجال يقارب 100,000 دولار سنويا.[25]

حقول مرتبطة[عدل]

الشبكات الحاسوبية[عدل]

الشبكة الحاسوبية هي حاسوبين أو أكثر موصولين مع بعضهم البعض ليصبح بإمكانهم تبادل و تشارك المعلومات. يمكن ان تكون أجهزة الحاسوب مرتبطة مع بعضها بشكل مباشر بواسطة كابل(شريط خاص) أو يشكل لاسلكي. الانترنت هو أحد الأمثلة عن الشبكات الحاسوبية. أول استخدام لهذه الشبكات كان عام 1950. أول شبكة مستخدمة كانت بسيطة للغاية, اليوم و بعد 65 سنة, يتم استخدام الألياف الزجاجية لنقل المعلومات.[26]. بحيث يمكن لهذه الألياف نقل آلاف الميجابايت في ثواني. فوائد هذه الشبكات عديدة فهي تسمح للمعلومات بالإنتقال من أي مكان في الكرة الأرضية الى آخر بسرعة الضوء.

انظر أيضاً[عدل]

وصلات خارجية[عدل]

مراجع[عدل]

  1. ^ «تعريب المصطلحات العلمية» - مجلة القافلة
  2. ^ "WordNet Search—3.1". Wordnetweb.princeton.edu. اطلع عليه بتاريخ 2012-05-14. 
  3. ^ "تعريف علم الحاسوب ومناهجه في الجامعة الامريكية". 
  4. ^ Computer science is the study of information Department of Computer and Information Science, Guttenberg Information Technologies
  5. ^ Computer science is the study of computation. Computer Science Department, College of Saint Benedict, Saint John's University
  6. ^ علوم الحاسوب هي دراسة كافة نواحي الأنظمة الحاسوبية من الأسس النظرية والعلمية إلى دراسة التطبيقات كافة حتى ضمن المشاريع البرمجية الضخمة Massey University
  7. ^ "Blaise Pascal". مدرسة الرياضيات والإحصاء جامعة سانت اندروز في اسكتلندا. 
  8. ^ "لمحة تاريخية عن الحوسبة". 
  9. ^ "Science Museum—Introduction to Babbage". تمت أرشفته من الأصل على 2006-09-08. اطلع عليه بتاريخ 2006-09-24. 
  10. ^ أ ب Anthony Hyman (1982). Charles Babbage, pioneer of the computer. 
  11. ^ "A Selection and Adaptation From Ada's Notes found in Ada, The Enchantress of Numbers," by Betty Alexandra Toole Ed.D. Strawberry Press, Mill Valley, CA". تمت أرشفته من الأصل على 10 February 2006. اطلع عليه بتاريخ 2006-05-04. 
  12. ^ "In this sense Aiken needed IBM, whose technology included the use of punched cards, the accumulation of numerical data, and the transfer of numerical data from one register to another", Bernard Cohen, p.44 (2000)
  13. ^ Brian Randell, p. 187, 1975
  14. ^ The رابطة مكائن الحوسبة (ACM) was founded in 1947.
  15. ^ Denning, Peter J. (2000). "Computer Science: The Discipline" (PDF). Encyclopedia of Computer Science. تمت أرشفته من الأصل (PDF) على 2006-05-25. 
  16. ^ "Some EDSAC statistics". Cl.cam.ac.uk. اطلع عليه بتاريخ 2011-11-19. 
  17. ^ The Java™ Tutorials
  18. ^ Java Programming
  19. ^ Basic Questions
  20. ^ JAIR
  21. ^ http://www.nyit.edu/files/uploads/00/advising/BS__LifeScience_BiomedEngineering_FA14.pdf
  22. ^ Major Map - Computer Science,BS
  23. ^ https://www.umkc.edu/majormaps/maps/2013-2014/SCE_BS_CompSci_2013_2014.pdf
  24. ^ Computer Science Careers
  25. ^ Computer Hardware Engineers : Occupational Outlook Handbook: : U.S. Bureau of Labor Statistics
  26. ^ What is Fiber Optics? Webopedia


وسوم <ref> موجودة لمجموعة اسمها "ملاحظة"، ولكن لم يتم العثور على وسم <references group="ملاحظة"/> أو هناك وسم </ref> ناقص