الخطوط العامة لعلم الحاسوب

علم الحاسوب (يسمى أيضًا علم الحوسبة) هو دراسة الأسس النظرية للمعلومات والحوسبة وتنفيذها وتطبيقها في أنظمة الحاسوب. أحد أنظمة تصنيف المواد المعروفة لعلم الحاسوب هو نظام تصنيف الحوسبة الذي ابتكرته جمعية للآلات البرمجية.

ما هو علم الحاسوب؟

يمكن وصف علم الحاسوب بجميع ما يلي:

حقول فرعية

أسس رياضية

نظرية الترميز - مفيدة في الشبكات والمجالات الأخرى حيث تتواصل أجهزة الحاسوب مع بعضها البعض.
نظرية الألعاب - مفيدة في الذكاء الاصطناعي وعلم التحكم الآلي.
رياضيات متقطعة.
نظرية المخططات - أسس هياكل البيانات وخوارزميات البحث.
منطق رياضي - جبر بول وطرق أخرى لنمذجة الاستعلامات المنطقية الرياضية؛ استخدامات وقيود طرق الإثبات الرسمية.
نظرية الأعداد - نظرية الأعداد الصحيحة. تستخدم في التشفير وكذلك مجال اختبار في الذكاء الاصطناعي.

خوارزميات وهياكل البيانات

خوارزمية - الإجراءات الحسابية المتتابعة والمتوازية لحل مجموعة واسعة من المشاكل.
بنية بيانات - تنظيم ومعالجة البيانات.

ذكاء اصطناعي

مخطط الذكاء الاصطناعي ^{[الإنجليزية]}

ذكاء اصطناعي - تنفيذ ودراسة الأنظمة التي تبدي ذكاءًا أو سلوكًا ذاتيًا خاصًا بها.
منطق آلي - حل المحركات، مثل المستخدمة في برولوغ، والتي تنتج خطوات لنتيجة معينة مع مراعاة الاستعلام عن قاعدة بيانات الحقائق والقاعدة، وتثبت النظرية الآلية التي تهدف إلى إثبات المبرهنات بمساعدة من مبرمج.
رؤية حاسوبية - خوارزميات لتحديد الأجسام ثلاثية الأبعاد من صورة ثنائية الأبعاد.
حوسبة ناعمة، استخدام حلول غير دقيقة لمشاكل أخرى صعبة للغاية:
- تعلم الآلة - إنشاء آلي لمجموعة من القواعد والبديهيات على أساس المدخلات.
- تحسيب تطوري - خوارزميات مستوحاة من الناحية البيولوجية.
معالجة اللغات الطبيعية - بناء أنظمة وخوارزميات تقوم بتحليل وفهم وتوليد اللغات الطبيعية (البشرية).
روبوتية - خوارزميات ضبط سلوك الروبوتات.

اتصال وأمن

شبكة حاسوب - الخوارزميات والبروتوكولات لتوصيل البيانات بشكل موثوق عبر مختلف الوسائط المشتركة أو المخصصة، بما في ذلك غالبًا كشف وتصحيح الأخطاء.
أمن الحاسوب - الجوانب العملية لتأمين أنظمة الحاسوب وشبكات الحاسوب.
علم التعمية (التشفير) - يطبق نتائج من التعقيد والاحتمالية والجبر ونظرية الأعداد لاختراع وتحليل الشفرات، وتحليل أمان بروتوكولات التشفير.

معمارية الحاسوب

المعمارية حاسوب - التصميم والتنظيم والتحسين والتحقق من نظام الحاسوب، ومعظمه حول وحدات المعالجة المركزية ونظام ذاكرة الحاسوب.
نظام تشغيل - أنظمة إدارة برامج الحاسوب وتوفير أساس نظام قابل للاستخدام.

رسومات حاسوبية

رسومات حاسوبية - خوارزميات لتوليد الصور المرئية صناعيًا، ولدمج أو تغيير المعلومات المرئية والمكانية المأخوذة من العالم الحقيقي.
معالجة الصور الرقمية - تحديد المعلومات من صورة من خلال الحساب.
تصور المعلومات ^{[الإنجليزية]} - طرق تمثيل وعرض البيانات المجردة لتسهيل التفاعل البشري للاستكشاف والفهم.

أنظمة متزامنة ومتوازية وموزعة

حوسبة متوازية - نظرية وممارسة الحساب المتزامن؛ لسلامة البيانات في أي بيئة تعدد المهام أو متعددة الخيوط.
تزامن (حوسبة) - الحوسبة باستخدام عدة خيوط متزامنة للتنفيذ، ووضع خوارزميات لحل المشاكل على معالجات متعددة لتحقيق أقصى سرعة مقارنة بالتنفيذ المتسلسل.
حوسبة موزعة - الحوسبة باستخدام أجهزة حاسوب متعددة عبر شبكة لتحقيق هدف أو مهمة مشتركة وبالتالي تقليل زمن الوصول المشترك في مساهمات المعالج الواحد لأي مهمة.

قواعد البيانات

قاعدة بيانات علائقية - نظرية المجموعات والأساس الخوارزمي لقواعد البيانات.
التخزين المنظم - قواعد البيانات غير العلائقية مثل قواعد بيانات (NoSQL).
تنقيب في البيانات - دراسة الخوارزميات للبحث ومعالجة المعلومات في المستندات وقواعد البيانات. ترتبط ارتباطًا وثيقًا باسترداد المعلومات.

لغات البرمجة والمحولات البرمجية

نظرية المحول البرمجي - نظرية تصميم المحول البرمجي بناء على نظرية التشغيل الذاتي.
لغة برمجة - تصنيف لغات البرمجة وقوتها وضعفها. أنماط البرمجة المختلفة، مثل البرمجة كائنية التوجه.
نظرية لغات البرمجة
علم الدلالة الشكلي - دراسة رياضية دقيقة لمعنى البرامج.
نطرية النمط - التحليل الرسمي لأنواع البيانات، واستخدام هذه الأنواع لفهم خصائص البرامج - خاصة سلامة البرنامج.

حوسبة علمية

حوسبة علمية - بناء نمذجة علمية وتقنيات التحليل العددي واستخدام الحاسب الآلي لتحليل وحل المشكلات العلمية.
تحليل عددي - الحل العددي التقريبي للمشكلات الرياضية مثل خوارزمية إيجاد جذور دالة، والتكامل العددي، وحلول عددية للمعادلات التفاضلية؛ والدوال الخاصة.
حساب رمزي - التلاعب وحل التعبيرات بشكل رمزي، والمعروف أيضًا بالجبر الحاسوبي.
فيز ياء حاسوبية - المحاكاة العددية للأنظمة غير التحليلية الكبيرة.
كيمياء حاسوبية - النمذجة الحسابية للكيمياء النظرية لتحديد التركيبات والخصائص الكيميائية.
معلوماتية حيوية وعلم الأحياء الحاسوبي - النمذجة الحسابية للكيمياء النظرية لتحديد التركيبات والخصائص الكيميائية، وتخزين البيانات البيولوجية والمساعدة في حل المشكلات البيولوجية مثل تطوي البروتين والتنبؤ بالوظائف وشجرة تطور السلالات.
علوم عصبية حاسوبية - النمذجة الحسابية للفيزيولوجيا العصبية.

هندسة البرمجيات

أ ساليب رسمية - مناهج رياضية لوصف واستنتاج تصميم الب رمجيات.
هندسة البرمجيات - مبادئ وممارسات تصميم وتطوير واختبار البرامج والممارسات الهندسية المناسبة.
تصميم الخوارزمية - استخدام الأفكار من نظرية الخوارزمية لتصميم حلول خلاقة للمهام الحقيقية.
برمجة حاسوب - ممارسة استخدام لغة برمجة لتطبيق الخوارزميات.
تفاعل إنساني حاسوبي - دراسة وتصميم واجهات الحاسوب التي يستخدمها الناس.
هندسة عكسية - تطبيق المنهج العلمي لفهم البرمجيات التعسفية الموجودة.

نظرية الحوسبة

نظرية التشغيل الذاتي - الهياكل المنطقية المختلفة لحل المشاكل.
نظرية الحاسوبية - ما يمكن حسابه مع النماذج الحالية لأجهزة الحاسوب. توفر البراهين التي طورها آلان تورينغ وآخرون نظرة ثاقبة لإمكانيات ما يمكن حسابه وما قد لا يتم حسابه.
- مسائل غير محلولة في علم الحاسوب
نظرية التعقيد الحسابي - حدود أساسية (خاصة الوقت ومساحة التخزين) على فئات الحسابات.
نظرية الحساب الكمومي - تستكشف النماذج الحسابية التي تنطوي على التراكب الكمية للبتات.

تاريخ

مهن

هياكل البيانات والبيانات

نماذج برمجة

انظر أيضًا

روابط خارجية

الخطوط العامة لعلم الحاسوب على مشروع الدليل المفتوح
[1]ACM report on a recommended computer science curriculum (2008)
Directory of free university lectures in Computer Science
Collection of Computer Science Bibliographies
Photographs of computer scientists (برتراند ماير's gallery)

ع ن ت علم الحاسوب
يعتمد هذا القالب على تصنيف أنظمة الحوسبة ^{[الإنجليزية]}‏ الذي أنجزته جمعية آلات الحوسبة في عام 2012
العتاد	اللوحات المطبوعة الطرفيات الدارات المُتكاملة تكامل وسيع النطاق نظام على رقاقة الحوسبة الخضراء أتمتة التصميم الإلكتروني تسريع العتاد
بنية الأنظمة	المعماريَّة الأنظمة المُضمَّنة الحوسبة في الزمن الحقيقي الاعتمادية ^{[الإنجليزية]}‏
الشبكات	المعماريَّة البروتوكولات العتاد الجدولة الأداء الخدمات
بنية البرمجيات	المُفسِّرات برمجيات وسيطة آلة افتراضية أنظمة التشغيل جودة البرمجيات
نظرية لغات البرمجة وأدواتها	الأنماط اللغات البرمجة النمذجة مخصصة النطاق المُصرِّفات أُطُر العمل بيئة التطوير المتكاملة المكتبات المُستودعات
تطوير البرمجيات	المتغيرات عملية التطوير تحليل المتطلبات التصميم البناء النشر الصيانة فريق البرمجة البرمجيات حُرَّة المصدر
نظرية الحوسبة	نموذج حوسبة لغة متصرفة نظريات التشغيل الذاتي الحسوبية التعقيد الحسابي المنطق علم الدلالة الشكلي
الخوارزميات	التحليل الكفاءة خوارزمية عشوائية هندسة مُحوسبة
رياضيات الحوسبة	رياضيات مُتقطِّعة الاحتمالات الإحصاء برمجية رياضية نظرية المعلومات التحليل الرياضي العددي علم الحاسوب النظري
نظم المعلومات	أنواع التخزين قواعد البيانات الوسائط المتعددة اقتصادية اجتماعية جغرافية دعم القرارات التحكُّم في العمليات تنقيب في البيانات مكتبة رقمية منصة حوسبة التسويق الرقمي شبكة عالمية المجال استرجاع المعلومات
الأمن	أنواع العتاد ^{[الإنجليزية]}‏ الشبكات المعلومات التطبيقات الخدمات علم التعمية طريقة شكلية أنظمة كشف التسلسل
التفاعل الإنساني الحاسويبي	حوسبة اجتماعية سائدة تصميم التفاعل تمثيل مرئي إمكانية الوصول ^{[الإنجليزية]}‏
تزامن	أنواع مُتزامِنة مُتوازيَّة مُوزَّعة تشعب مُتعدِّد ^{[الإنجليزية]}‏ مُعالَجة مُتعدِّدة
الذكاء الاصطناعي	معالجة اللغة الطبيعية تمثيل المعرفة رؤية حاسوبية التخطيط الآلي والجدولة الاستمثال نظرية التَّحكُّم الفلسفة ذكاء اصطناعي مُوزَّع ^{[الإنجليزية]}‏
تعلم الآلة	أنواع التَّعلُّم مُراقَب غير مُراقَب مَدعُوم مُتعدِّد المهام ^{[الإنجليزية]}‏ التحقق المُتقاطِع
رسوميَّات	التحريك تصيير صور التَّلاعُب الضَّغط وحدة معالجة الرسوميَّات وُقُع افتراضي مُعزَّز مُختلَط نمذجة المُجسَّمات ^{[الإنجليزية]}‏
الحوسبة التطبيقيَّة	اختصاصات محوسبة رياضيات كيمياء فيزياء علم الأحياء هندسة العلوم الاجتماعية معلوماتية صحية التجارة الرقميَّة الفن الرقمي النشر الرقمي حرب رقمية عبر الشبكة التصويت الإلكتروني ألعاب الفيديو مُعالِجات النصوص بحوث العمليات تقنيات التعليم
تصنيف مُختصَر موجز مشروع كُومُنز