علم الحاسوب علم الحاسوب


الدقة منظورة

علوم الحاسوبأو الإعلام الآلي هو العلم الذي يدرس الحوسبة ومعالجة البيانات والنظريات والتطبيقات التي تشكل الأساس لمكننة (أتمتة) نقل المعلومات وتشغيلها وتحويلها، وذلك بدراسة برامج وتطبيقات (برمجيات) ومكونات (عتاد) الحاسوب. في بعض الدول العربية يطلق على مصطلح علم الحاسب الآلي المعلوماتية إختصاراً.

تهتم علوم الحاسوب بداية بدراسة الأسس النظرية للحوسبة والمعلومات وتطبيقاتها في الأنظمة الحاسوبية. [1] [2] [3]

ينضوي تحت اسم المعلوماتية وعلوم الحاسب حقول متنوعة كلها تصنف تحت العنوان العريض (علوم الحاسوب).البعض يؤكد على الحوسبة وبعض تطبيقاتها مثل رسوميات الحاسوب في حين أن فروعا أخرى تدرس خواص مشكلة تحسيبية computational problem (مثل نظرية التعقيد الحسابي), في حين تبقى فروعا أخرى تركز على التحديات التي تطرحها تطبيقات الحوسبة. فمثلا نظرية لغة البرمجة(programming language theory) تدرس الطرق والوسائل لوصف عملية التحسيب، في حين تقوم برمجة الحاسوب بتطبيق لغات برمجة معينة لاستخراج جواب أو حل لمشكلة تحسيبية معينة.

محتويات

1 تاريخ
2 أهم الفروع
3 هندسة الحاسوب
3.1 هندسة البرمجيات
3.2 هندسة عتاد الحاسوب
4 حقول المعلوماتية
4.1 المنصوريات وبنيةالبيانات
4.2 الحوسبة العددية والرمزية
4.3 معلوماتية نظرية
4.3.1 الأسس الرياضية
4.3.2 نظرية التحسيب
4.4 معلوماتية عملية
4.5 خوارزميات وبنى بيانات
4.6 لغات البرمجة والمترجمات البرمجية
4.6.1 قواعد البيانات
4.7 أنظمة موزعة، ومتوازية، ومتواقتة
4.7.1 تكوين الحاسوب
4.7.2 هندسة برمجيات
4.8 معلوماتية تطبيقية
4.8.1 الذكاء الاصطناعي
4.9 الاتصالات
4.9.1 رسوميات حاسوبية
4.10 التفاعل الإنساني الحاسوبي
4.10.1 حوسبة علمية
4.11 تعليم علوم الحاسب/ تعليم المعلوماتية
5 مجالات متعلقة
6 اقرأ أيضا
7 حقول مرتبطة
8 انظر أيضا
9 مواقع ذات صلة
10 مراجع


[عدل] تاريخ
يعود تاريخ علوم الحاسوب إلى اختراع أول حاسوب رقمي حديث. 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 والعرضة للخطأ البشري عند إجراء حسابات بشرية.

خلال الأربعينات، مع تطوير آلات حاسبة أكثر قوة وقدرة حسابية، تتطور مصطلح حاسوب ليشير إلى الآلات بدلا من الأشخاص الذين يقومون بالحسابات. وأصبح من الواضح أن الحواسيب يمكنها أن تقوم بأكثر من مجرد عمليات حسابية وبالتالي انتقلوا لدراسة تحسيب أو التحسيب بشكل عام. بدأت المعلوماتية وعلوم الحاسب تأخذ استقلالها كفرع أكاديمي مستقل في الستينات، مع إيجاد أوائل أقسام علوم الحاسب في الجامعات وبدأت الجامعات تعطي إجازات في هذه العلوم.

أهم الفروع
يمكن تقسيم المعلوماتية إلى ثلاثة أقسام:

معلوماتية نظرية: يدرس اللغات الصورية، نظريات الحوسبة أو الخوارزميات وحساب التكاليف.
معلوماتية عملية: يدرس مهارات ترجمة اللغات الصورية ونظريات والخوارزميات إلى تطبيقات يسهل تداولها، والتطوير المستمر لها مع ما يماشي العلوم ومجالات الحياة الأخرى.
المعلوماتية التطبيقية: وتهتم بالتطبيقات المختلفة للحاسوب في مجالات الحياة : كالتصميم والتصنيع باستخدام الحاسب، والأنظمة الإدارية والصناعية.
هندسة الحاسوب: هذا الفرع يهتم بكيفية صناعة معدات الحاسوب (عتاد الحاسوب). صناعة الحواسيب تعتمد على العديد من المجالات مثل المعلوماتية النظرية، الفيزياء، الكمياء، الإلكترونيات.
يمكن تقسيم المعلوماتية أيضا بالشكل التالي :

علم الخوارزميات والمعلوماتية النظرية: وهي تدرس الجانب النظري في المعلوماتية.
علم التقنيات الحاسوبية: هي التحليل، التصميم وبناء المكونات الصلبة للحواسيب.
هندسة الحاسوب
حديثا في معظم الجامعات تقسم هندسة الحاسوب إلى قسمين اساسيين بعدما كانت تتبع الهندسة الكهربائية والاإلكترونية

هندسة البرمجيات
هندسة البرمجيات أو software engineering,, وهي تختلف عن علوم الحاسوب حيث ان علوم الحاسوب هي تطبيقات لنتائج واختراعات هندسة البرمجيات بينما هندسة البرمجيات تضع الاسس والقوانين للبرمجة على مبادئ هندسية

هندسة عتاد الحاسوب
هندسة عتاد الحاسوب أو Computer hardware engineering هي تبحث مبادئ صناعة الحواسيب من الناحية الإلكترونية والفيزيائية ويناء شبكات الحاسوب ووسائط تخزين البيانات إلكترونيا ومعالجتها ونقلها عبر الشبكات المختلفة

حقول المعلوماتية
المنصوريات وبنيةالبيانات
O(n2)
تحليل الخوارزميات خوارزميات بنية البيانات

الحوسبة العددية والرمزية
y = sin(x) + c
معلوماتية حيوية علوم استعرافية كيمياء حسابية علم الأعصاب الحاسوبي فيزياء حاسوبية تحليل عددي الرياضيات الرمزية

معلوماتية نظرية
الأسس الرياضية
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 الأناماط لفهم خصائص البرمجيات, خاصة أمن البرامج وثباتها.

نظرية الأعداد
نظرية التصنيف
هندسة رياضية حاسوبية [عدل] نظرية التحسيب
نظرية الأتمتة Automata theory
نظرية الحسوبية (معلوماتية) Computability theory
نظرية التعقيد الحسابي Computational complexity theory دراسة الحدود الأساسية للحوسبة (بالذات الزمن وسعات التخزين)
نظرية الحوسبة الكمومية

[عدل] معلوماتية عملية
خوارزميات وبنى بيانات
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
مترجم (برمجة) Compiler طرق برمجة البرامج الحاسوبية من لغات برمجة عالية المستوى إلى -لغات برمجة منخفضة المستوى.
مفسر (برمجة) Interpreter
لغة برمجة
لغات صورية للتعبير عن الخوارزميات.
قواعد البيانات
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. [عدل] أنظمة موزعة، ومتوازية، ومتواقتة
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
[عدل] تكوين الحاسوب
معمارية أو تكوين الحاسوب Computer architecture the design, organization, optimization and verification of a computer system, mostly about CPUs and Memory subsystem
تنظيم الحاسوب Computer organization
أنظمة التشغيل
أنظمة لإدارة برامج الحاسب وبنى بياناته

هندسة برمجيات
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

معلوماتية تطبيقية
الذكاء الاصطناعي
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
صوت الحاسوب Computer audio
Algorithms and data structures for the creation, manipulation, storage, and transmission of digital audio recordings. Also important in voice recognition applications.
التشبيك الحاسوبي
Algorithms and protocols for reliably communicating data across different shared or dedicated media, often including error correction.
علم التعمية
Applies results from complexity, probability and number theory to invent and break codes. [عدل] رسوميات حاسوبية
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
تفاعل إنساني-حاسوب
حوسبة علمية
معلوماتية حيوية
حوسبة علمية
علوم استعرافية
كيمياء حاسوبية
فيزياء حاسوبية
علوم عصبية حاسوبية
خزارزميات عددية
رياضيات رمزية Symbolic mathematics

تعليم علوم الحاسب/ تعليم المعلوماتية
[عدل] مجالات متعلقة
المعلوماتية ترتبط إرتباطا 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 إصطناعي، 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.
اقرأ أيضا
معلوماتية حيوية
إنترنت
برمجيات/برامج
هندسة البرمجيات
نظم التشغيل
عتاد الحاسوب
الوسائط المتعددة
بروتوكولات
يوتابايت
ذكاء إصطناعي
الشبكات النورونية
نظرية الألعاب
علم المحاكاة
خوارزميات وراثية
رخص الكترونية
لغات البرمجه
وحدات قياس سعة التخزين في الحاسوب
حقول مرتبطة
ذكاء اصطناعي Artificial intelligence
علوم استعرافية Cognitive science
علوم المعلومات Information science
علوم الاتصالات Communication studies
تعليم المعلوماتية Didactics of Informatics / Didactics of computer science
انظر أيضا
برمجيات النظام
معلوماتية حيوية Bioinformatics
معلوماتية التنوع الحيوي Biodiversity Informatics
معلوماتية طبية حيوية Biomedical informatics
معلوماتية الأعمال Business Informatics
معلوماتية بيئية Ecoinformatics
معلوماتية كيميائية Cheminformatics
معلوماتية المجتمع Community informatics
معلوماتية جيولوجية Geoinformatics
معلوماتية صحية Health informatics
معلوماتية مخبرية Laboratory informatics
معلوماتية عصبية Neuroinformatics
معلوماتية اجتماعية Social informatics