Информатика

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

В широком смысле информа́тика (ср. со сходными по звучанию и происхождению нем. Informatik и фр. Informatique, в противоположность традиционному англоязычному термину англ. computer science — компьютерные науки — в США или англ. computing science — вычислительная наука — в Британии) есть наука о вычислениях, хранении и обработке информации. Она включает дисциплины, так или иначе относящиеся к вычислительным машинам: как абстрактные, вроде анализа алгоритмов, так и довольно конкретные, например, разработка языков программирования.

Эдсгер Дейкстра:

Информатика не более наука о компьютерах, чем астрономия — наука о телескопах.

Согласно тезису Чёрча — Тьюринга, все известные типы вычислительных машин качественно эквивалентны в своих возможностях: любое действие, выполнимое на одной вычислительной машине, также выполнимо и на другой. Тезис иногда преподносят как фундаментальный принцип информатики, обращая особое внимание на машину Тьюринга и машину фон-неймановской архитектуры, поскольку они имеют явное сходство с большинством из ныне действующих компьютеров. В рамках современной информатики учёные изучают также и другие типы машин, не только практически осуществимые (такие, как параллельные и квантовые компьютеры), но и сугубо абстрактные математические модели (к примеру, машина случайного доступа, которая имеет бесконечное число регистров).

Темами исследований в информатике являются вопросы: что можно, а что нельзя реализовать в программах (теория вычислимости и искусственный интеллект), каким образом можно решать специфические задачи с максимальной эффективностью (алгоритмы), в каком виде следует хранить и восстанавливать информацию специфического вида (структуры данных), как программы и люди должны взаимодействовать друг с другом (пользовательский интерфейс и языки программирования) и т. п.

Отдельной наукой информатика была признана лишь в 1970-х; до этого она развивалась в составе математики, электроники и других технических наук. Некоторые начала информатики можно обнаружить даже в лингвистике. С момента своего признания отдельной наукой информатика разработала собственные методы и терминологию.

Первый факультет информатики был основан в 1962 году в университете Пёрдью (Purdue University). Сегодня факультеты и кафедры информатики имеются в большинстве университетов мира.

Высшей наградой за заслуги в области информатики является премия Тьюринга.

[править] Разделы информатики

[править] Математические основы

Системы счисления: Целочисленные: двоичная, троичная, четверичная, ... . Нецелочисленные: с основанием е, с другими основаниями.
Криптография: Алгоритмы для защиты конфиденциальной информации, включают в себя шифрование.
Теория графов: Основы структур данных и алгоритмов поиска.
Математическая логика: Булева логика и другие способы моделирования логических запросов.
Теория типов: Формальный анализ типов данных и использование этих типов для понимания свойств программ, в частности, их безопасности.

[править] Теория вычислений

Теория автоматов: Разные логические структуры для решения задач.
Теория вычислений: Что можно вычислить, используя современные модели компьютеров.
Теория сложности вычислений: Основные ограничения (в особенности время и размер для хранения данных) классов вычислений.

[править] Алгоритмы и структуры данных

Алгоритмы: Формальные логические процессы, используемые для вычислений и эффективность этих процессов. См. также Анализ алгоритмов.
Структуры данных: Организация и правила управления данными.
Генетические алгоритмы: Генетические алгоритмы — это способ поиска приблизительных решений задач поиска и оптимизаций.

[править] Языки программирования и трансля́торы

Трансляторы

Способы трансляции компьютерных программ, как правило, из языков программирования высокого уровня в языки низкого уровня.

Компиляторы — трансляторы, которые проводят полную трансляцию всей программы (часто в несколько шагов) и на выходе выдают результат в виде исполняемого файла. После этого исполняемый файл можно запускать без повторной трансляции.
Интерпретаторы — трансляторы, которые проводят трансляцию программы шаг за шагом, и выполняют ее также пошагово. При последующем запуске интерпретатору приходится выполнять все шаги интерпретации и исполнения заново.

Языки программирования: Формальные парадигмы языков для выражения алгоритмов и свойств этих языков (к примеру, на каком языке лучше решить данную задачу).

[править] Базы данных

Поиск данных: Изучение алгоритмов для поиска и обработки информации в документах и базах данных; тесно связан с информационным поиском.

[править] Конкуррентные, параллельные и распределенные системы

Конкуррентность: Теория и практика одновременных вычислений; безопасность данных в любых многозадачных или многопоточных средах.
Распределенные вычисления: Вычисления, которые используют несколько компьютерных приборов через сеть для решения общей задачи.
Компьютерные сети: Алгоритмы и протоколы для надежной передачи данных через разные разделенные или выделенные ресурсы (см. также Коррекция ошибок).
Параллельные вычисления: Вычисление, использующее несколько конкуррентных потоков исполнения.