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:

* تخصص أكاديمي
* علم
** علم تطبيقي

## 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

* 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.
*  - 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.
* فيزياء 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

* أساليب رسمية - مناهج رياضية لوصف واستنتاج تصميم البرمجيات.
* 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

* تاريخ علم الحاسوب
* قائمة الرواد في علم الحاسوب

## مهن

* مبرمج
* مدرس/بروفيسور
* مهندس برمجيات
* معماري برمجيات
* مطور برمجيات
* فحص برمجيات
* 
* تحليل بيانات
* تصميم التفاعل
* مسؤول الشبكة

## هياكل البيانات والبيانات

* بنية بيانات
* نوع بيانات
* مصفوفة متصلة وجدول التجزئة
* مصفوفة
* قائمة (نوع البيانات المجردة)
* شجرة
* سلسلة
* مصفوفة
* قاعدة بيانات

## نماذج برمجة

* برمجة أمرية / برمجة إجرائية
* برمجة وظيفية
* برمجة منطقية
* برمجة كائنية التوجه
** صنف
** وراثة
** كائن

## انظر أيضًا
* تجريد
* تمثيل O الكبرى
* محول برمجي
* علوم استعرافية

## روابط خارجية

* 
* http://www.acm.org//education/curricula/ComputerScience2008.pdfACM 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)

تصنيف:الخطوط العامة للعلوم
تصنيف:علم الحاسوب
تصنيف:قوائم مواضيع
تصنيف:قوائم متعلقة بالحوسبة