Επιστήμη υπολογιστών: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Από archaeology
Πήδηση στην πλοήγησηΠήδηση στην αναζήτηση
← Παλαιότερη επεξεργασίαΝεότερη επεξεργασία →
ΟπτικήΚώδικας wiki
Koupaloglou (συζήτηση | συνεισφορές)
329 επεξεργασίες
Koupaloglou (συζήτηση | συνεισφορές)
329 επεξεργασίες
Γραμμή 35: Γραμμή 35:


== Κλάδοι ==
== Κλάδοι ==
Η επιστήμη υπολογιστών συνίσταται σε πέντε βασικούς κλάδους. Τα επιμέρους πεδία τους παρατίθενται παρακάτω, από κοινού με τα θεμελιώδη πεδία των μαθηματικών στα οποία η επιστήμη υπολογιστών εν πολλοίς στηρίζεται (ενότητα «''Μαθηματικά θεμέλια''»).{{Multicol}}
Η επιστήμη υπολογιστών συνίσταται σε πέντε βασικούς κλάδους. Τα επιμέρους πεδία παρατίθενται παρακάτω, από κοινού με τα θεμελιώδη πεδία των μαθηματικών στα οποία στηρίζεται η επιστήμη υπολογιστών.
{{Multicol-break}}
 
=== Μαθηματικά θεμέλια ===
=== Μαθηματικά θεμέλια ===
[[Αρχείο:6n-graf.svg|thumb|100px]]
[[Αρχείο:6n-graf.svg|thumb|100px]]
Γραμμή 42: Γραμμή 42:


=== [[Θεωρητική πληροφορική]] ===
=== [[Θεωρητική πληροφορική]] ===
[[Αρχείο:DFAexample.svg|120px]]
[[Αρχείο:DFAexample.svg|thumb|100px]]
* [[Τυπική γλώσσα|Θεωρία τυπικών γλωσσών]]
* Θεωρία τυπικών γλωσσών * Θεωρία υπολογισμού * Ανάλυση αλγορίθμων * Θεωρία πολυπλοκότητας * Τυπική επαλήθευση * Δομές δεδομένων * Θεωρία γλωσσών προγραμματισμού * Κατανεμημένος υπολογισμός * Υπολογιστική γεωμετρία * Κρυπτολογία
* [[Θεωρία υπολογισμού]]
* Θεωρία ουρών αναμονής * Κβαντικός υπολογισμός
* [[Ανάλυση αλγορίθμων]]
 
** [[Θεωρία πολυπλοκότητας]]
** [[Τυπική επαλήθευση]]
* [[Δομές δεδομένων]]
* [[Θεωρία γλωσσών προγραμματισμού]]
* [[Κατανεμημένος υπολογισμός]]
* [[Υπολογιστική γεωμετρία]]
* [[Κρυπτολογία]]
* [[Θεωρία ουρών αναμονής]]
* [[Κβαντικός υπολογισμός]]
{{Multicol-break}}
=== [[Μηχανική υπολογιστών]] ===
=== [[Μηχανική υπολογιστών]] ===
[[Αρχείο:Fivestagespipeline.png|120px]]
[[Αρχείο:Fivestagespipeline.png|thumb|100px]]
* [[Ολοκληρωμένο κύκλωμα|Ολοκληρωμένα κυκλώματα]]
* Ολοκληρωμένα κυκλώματα * Ολοκληρωμένα κυκλώματα μεγάλης κλίμακας (VLSI) * Λογική σχεδίαση * Αρχιτεκτονική υπολογιστών * Μικροπρογραμματισμός * Μικροεπεξεργαστές * Ψηφιακές επικοινωνίες
** [[Ολοκληρωμένα κυκλώματα μεγάλης κλίμακας|VLSI]]
* [[Λογική σχεδίαση]]
* [[Αρχιτεκτονική υπολογιστών]]
* [[Μικροπρογραμματισμός]]
* [[Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας|Μικροεπεξεργαστές]]
* [[Ψηφιακές επικοινωνίες]]
{{Multicol-end}}{{Multicol}}
{{Multicol-break}}


=== [[Υπολογιστικά συστήματα]] ===
=== [[Υπολογιστικά συστήματα]] ===
[[Αρχείο:Operating system placement.svg|90px]]
[[Αρχείο:Operating system placement.svg|thumb|100px]]
* [[Δίκτυο υπολογιστών|Δίκτυα υπολογιστών]]
* Δίκτυα υπολογιστών * Προγραμματισμός δικτύων * Κατανεμημένα συστήματα * Παράλληλα συστήματα * Παράλληλος προγραμματισμός * Λειτουργικά συστήματα * Ενσωματωμένα συστήματα * * Συστήματα πραγματικού χρόνου * Κινητά συστήματα * Ασφάλεια υπολογιστικών συστημάτων
** [[Προγραμματισμός δικτύων]]
** [[Κατανεμημένο σύστημα|Κατανεμημένα συστήματα]]
* [[Παράλληλο σύστημα|Παράλληλα συστήματα]]
** [[Παράλληλος προγραμματισμός]]
* [[Λειτουργικό σύστημα|Λειτουργικά συστήματα]]
* [[Ενσωματωμένο σύστημα|Ενσωματωμένα συστήματα]]
* [[Σύστημα πραγματικού χρόνου|Συστήματα πραγματικού χρόνου]]
* [[Κινητό σύστημα|Κινητά συστήματα]]
* [[Ασφάλεια υπολογιστικών συστημάτων]]
{{Multicol-break}}
{{Multicol-break}}


=== [[Λογισμικό]] ===
=== [[Λογισμικό]] ===
[[Αρχείο:Python add5 syntax.svg|120px]]
[[Αρχείο:Python add5 syntax.svg|thumb|100px]]
* [[Μηχανική λογισμικού]]
* Μηχανική λογισμικού * Προγραμματισμός υπολογιστών * Αντικειμενοστρεφής σχεδίαση * Σχεδιαστικά πρότυπα * Ανάλυση απαιτήσεων * Ποιότητα λογισμικού * Μεταγλωττιστές * Βελτιστοποίηση προγραμμάτων * [[Βάση δεδομένων|Βάσεις δεδομένων]] * Ανάκτηση πληροφορίας
** [[Προγραμματισμός υπολογιστών]]
** [[Αντικειμενοστρεφής σχεδίαση]]
** [[Σχεδιαστικά πρότυπα]]
** [[Ανάλυση απαιτήσεων]]
** [[Ποιότητα λογισμικού]]
* [[Μεταγλωττιστής|Μεταγλωττιστές]]
** [[Βελτιστοποίηση προγραμμάτων]]
* [[Βάση δεδομένων|Βάσεις δεδομένων]]
** [[Ανάκτηση πληροφορίας]]
{{Multicol-break}}


=== Εφαρμογές υπολογιστών ===
=== Εφαρμογές υπολογιστών ===
[[Αρχείο:HONDA ASIMO.jpg|90px]]
[[Αρχείο:HONDA ASIMO.jpg|thumb|100px]]
* [[Γραφικά υπολογιστών]]
* Γραφικά υπολογιστών * CAD και CAM * Αλληλεπίδραση ανθρώπου-υπολογιστή * [[Τεχνητή νοημοσύνη]] * Συστήματα γνώσης * Επίλυση προβλημάτων * [[Μηχανική μάθηση]] * Εξόρυξη δεδομένων * Αναγνώριση προτύπων * Μηχανική όραση * Ρομποτική
** [[CAD]] και [[CAM]]
* Επεξεργασία φυσικής γλώσσας * [[Βιοπληροφορική]] * Επεξεργασία ήχου * Επεξεργασία εικόνας και βίντεο * Συμπίεση δεδομένων.
* [[Αλληλεπίδραση ανθρώπου-υπολογιστή]]
* [[Τεχνητή νοημοσύνη]]
** [[Συστήματα γνώσης]]
** [[Επίλυση προβλημάτων (τεχνητή νοημοσύνη)|Επίλυση προβλημάτων]]
** [[Μηχανική μάθηση]]
** [[Εξόρυξη δεδομένων]]
** [[Αναγνώριση προτύπων]]
** [[Μηχανική όραση]]
** [[Ρομποτική]]
** [[Επεξεργασία φυσικής γλώσσας]]
* [[Βιοπληροφορική]]
* [[Επεξεργασία ήχου]]
* [[Επεξεργασία εικόνας και βίντεο]]
* [[Συμπίεση δεδομένων]]
{{Multicol-end}}


==Συμπεράσματα==
==Συμπεράσματα==

Αναθεώρηση της 23:38, 27 Νοεμβρίου 2025

Ως επιστήμη υπολογιστών (computer science) ορίζεται ως η μελέτη αλγορίθμων, δεδομένων και υπολογιστικών διαδικασιών, με ιστορική εξέλιξη από θεωρητικά μοντέλα σε πρακτικές εφαρμογές[1]. Από τον 17ο αιώνα, μαθηματικοί όπως ο Napier εισήγαγαν λογαρίθμους για απλοποίηση υπολογισμών[2]. Η ακαδημαϊκή της μορφή εμφανίστηκε στα μέσα του 20ού αιώνα, επηρεασμένη από στρατιωτικές ανάγκες[3].

Θεωρητικά θεμέλια

Τα θεμέλια της ΕΥ βασίζονται σε μαθηματικά μοντέλα. Ο άβακας, εφευρεθείς περίπου το 2400 ΠΚΕ στη Βαβυλώνα, ήταν το πρώτο εργαλείο υπολογισμού[4]. Στον 3ο αιώνα ΠΚΕ ο Pingala ανέπτυξε το δυαδικό σύστημα, βάση για τη σύγχρονη λογική[5]. Το 1930 ο Church εισήγαγε τον λ-λογισμό για λειτουργικό προγραμματισμό[6]. Ο Turing, το 1936, πρότεινε τη Μηχανή Turing, θεωρητικό μοντέλο που ορίζει την υπολογισιμότητα[7].

Πρώιμοι υπολογιστές και μηχανική εποχή

Η μηχανική εποχή (1623-1945) χαρακτηρίστηκε από μηχανικές συσκευές. Το 1823, ο Babbage σχεδίασε τη Μηχανή Διαφορών για πολυωνυμικούς υπολογισμούς[8]. Το 1842, η Analytical Engine εισήγαγε προγραμματισμό με κάρτες, με την Ada Lovelace ως πρώτη προγραμματίστρια[9]. Το 1890 ο Hollerith χρησιμοποίησε διάτρητες κάρτες για την απογραφή των ΗΠΑ[10] Αυτές οι καινοτομίες έθεσαν βάσεις για αυτοματισμό[11].

Ηλεκτρονική εποχή και πρώτες γενιές

Η μετάβαση σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές ξεκίνησε με τον Β' ΠΠ. Το 1941, ο Atanasoff ολοκλήρωσε το ABC, τον πρώτο ηλεκτρονικό υπολογιστή[12] Το 1945, το ENIAC, με λυχνίες κενού, χρησιμοποιήθηκε για βαλλιστικούς υπολογισμούς[13]. Η πρώτη γενιά (1937-1953) βασίστηκε σε λυχνίες, ενώ η δεύτερη (1954-1962) σε τρανζίστορ[14]. Το 1952 το UNIVAC ήταν το πρώτο εμπορικό σύστημα[15].

==Εξέλιξη λογισμικού και γλωσσών προγραμματισμού Το λογισμικό εξελίχθηκε από πρωτόγονο σε δομημένο. Το 1956, η FORTRAN ήταν η πρώτη υψηλού επιπέδου γλώσσα[16]. Το 1959 η COBOL χρησιμοποιήθηκε για επιχειρήσεις[17] Το 1972, γεννήθηκε η C από τον Ritchie για λειτουργικά συστήματα όπως το UNIX[18] Η λογισμική μηχανική εμφανίστηκε στα τέλη 1960 λόγω κρίσης σε μεγάλα έργα[19]. Σήμερα, παράδειγμα όπως η Python (1991) υποστηρίζουν μεγάλα δεδομένα[20].

Σύγχρονες τάσεις και προκλήσεις

Από το 1980, η τέταρτη γενιά εισήγαγε VLSI και μικροεπεξεργαστές[21]. Το 1965 ο Νόμος του Moore προέβλεψε διπλασιασμό τρανζίστορ ανά 18 μήνες[22], ενώ τα δίκτυα, όπως το ARPANET (1960), οδήγησαν στο Internet[23] Προκλήσεις περιλαμβάνουν ασφάλεια (ιούς από 1970) και ηθική σε μεγάλα δεδομένα[24] Μελλοντικά, αναμένονται οι κβαντικοί υπολογιστές και neuromorphic computing[25]

Πίνακας 1: Χρονολόγιο Κύριων Γεγονότων
Περίοδος Γεγονός Σημασία
2400 ΠΚΕ Άβακας Πρώτο εργαλείο υπολογισμού[26]
1823 Μηχανή Διαφορών (Babbage) Βάση προγραμματισμού[27]
1945 ENIAC Πρώτος ηλεκτρονικός υπολογιστής[28]
1956 FORTRAN Πρώτη υψηλού επιπέδου γλώσσα[29]
1965 Νόμος Moore Διπλασιασμός τρανζίστορ[30]
1991 Python Σύγχρονη γλώσσα για δεδομένα[31]

Κλάδοι

Η επιστήμη υπολογιστών συνίσταται σε πέντε βασικούς κλάδους. Τα επιμέρους πεδία παρατίθενται παρακάτω, από κοινού με τα θεμελιώδη πεδία των μαθηματικών στα οποία στηρίζεται η επιστήμη υπολογιστών.

Μαθηματικά θεμέλια

Αριθμητική ανάλυση * Άλγεβρα Μπουλ * Διακριτά μαθηματικά * Θεωρία γράφων * Μαθηματική λογική * Θεωρία πεδίων * Πιθανότητες * Στατιστική * Επεξεργασία σήματος * Θεωρία πληροφοριών

Θεωρητική πληροφορική

  • Θεωρία τυπικών γλωσσών * Θεωρία υπολογισμού * Ανάλυση αλγορίθμων * Θεωρία πολυπλοκότητας * Τυπική επαλήθευση * Δομές δεδομένων * Θεωρία γλωσσών προγραμματισμού * Κατανεμημένος υπολογισμός * Υπολογιστική γεωμετρία * Κρυπτολογία
  • Θεωρία ουρών αναμονής * Κβαντικός υπολογισμός

Μηχανική υπολογιστών

  • Ολοκληρωμένα κυκλώματα * Ολοκληρωμένα κυκλώματα μεγάλης κλίμακας (VLSI) * Λογική σχεδίαση * Αρχιτεκτονική υπολογιστών * Μικροπρογραμματισμός * Μικροεπεξεργαστές * Ψηφιακές επικοινωνίες

Υπολογιστικά συστήματα

  • Δίκτυα υπολογιστών * Προγραμματισμός δικτύων * Κατανεμημένα συστήματα * Παράλληλα συστήματα * Παράλληλος προγραμματισμός * Λειτουργικά συστήματα * Ενσωματωμένα συστήματα * * Συστήματα πραγματικού χρόνου * Κινητά συστήματα * Ασφάλεια υπολογιστικών συστημάτων

Πρότυπο:Multicol-break

Λογισμικό

  • Μηχανική λογισμικού * Προγραμματισμός υπολογιστών * Αντικειμενοστρεφής σχεδίαση * Σχεδιαστικά πρότυπα * Ανάλυση απαιτήσεων * Ποιότητα λογισμικού * Μεταγλωττιστές * Βελτιστοποίηση προγραμμάτων * Βάσεις δεδομένων * Ανάκτηση πληροφορίας

Εφαρμογές υπολογιστών

  • Γραφικά υπολογιστών * CAD και CAM * Αλληλεπίδραση ανθρώπου-υπολογιστή * Τεχνητή νοημοσύνη * Συστήματα γνώσης * Επίλυση προβλημάτων * Μηχανική μάθηση * Εξόρυξη δεδομένων * Αναγνώριση προτύπων * Μηχανική όραση * Ρομποτική
  • Επεξεργασία φυσικής γλώσσας * Βιοπληροφορική * Επεξεργασία ήχου * Επεξεργασία εικόνας και βίντεο * Συμπίεση δεδομένων.

Συμπεράσματα

Η ΕΥ εξελίχθηκε από θεωρητικό εργαλείο σε κινητήρια δύναμη της κοινωνίας, με ιστορικές φάσεις που δείχνουν συνεχή καινοτομία[32].

Παραπομπές

  1. ↑ Mahoney 1988, 5.
  2. ↑ OpenStax 2024, 10.
  3. ↑ Aspray and Akera 2004, 3.
  4. ↑ Hendricks n.d., 1.
  5. ↑ Hendricks n.d., 3.
  6. ↑ OpenStax 2024, 337.
  7. ↑ Onifade n.d., 6.
  8. ↑ Onifade n.d., 8.
  9. ↑ Hendricks n.d., 4.
  10. ↑ OpenStax 2024, 10.
  11. ↑ Mahoney 1988, 6.
  12. ↑ Onifade n.d., 9.
  13. ↑ Hendricks n.d., 8.
  14. ↑ Onifade n.d., 10.
  15. ↑ Aspray and Akera 2004, 109.
  16. ↑ Onifade n.d., 10.
  17. ↑ OpenStax 2024, 355.
  18. ↑ Onifade n.d., 11.
  19. ↑ Mahoney 1988, 10.
  20. ↑ OpenStax 2024, 355.
  21. ↑ Onifade n.d., 12.
  22. ↑ OpenStax 2024, 176.
  23. ↑ OpenStax 2024, 426.
  24. ↑ OpenStax 2024, 860.
  25. ↑ OpenStax 2024, 801.
  26. ↑ Hendricks n.d., 1.
  27. ↑ Onifade n.d., 8.
  28. ↑ OpenStax 2024, 30.
  29. ↑ Onifade n.d., 10.
  30. ↑ OpenStax 2024, 176.
  31. ↑ OpenStax 2024, 355.
  32. ↑ Haigh 2004, 19.

Βιβλιογραφία

Ανακτήθηκε από «https://archaeology.archive.gr/mediawiki-1.44.0/index.php?title=Επιστήμη_υπολογιστών&oldid=2230»