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計算機圖形學

**電腦圖學**（英語：**computer graphics**，縮寫為 **CG**）是研究電腦在硬體和軟體的幫助下建立電腦圖形的科學學科，是電腦科學的一個分支領域，主要關注數位合成與操作視覺的圖形內容。雖然這個詞通常被認為是指三維圖形，事實上同時包括了二維圖形以及影像處理。

## 概述

簡單地說，電腦圖學的主要研究內容就是研究如何在電腦中表示圖形、以及利用電腦進行圖形的計算、處理和顯示的相關原理與演算法。圖形通常由點、線、面、體等幾何元素和灰度、色彩、線型、線寬等非幾何屬性組成。從處理技術上來看，圖形主要分為兩類，一類是基於線條資訊表示的，如工程圖、等高線地圖、曲面的線方塊圖等，另一類是明暗圖，也就是通常所說的真實感圖形。

電腦圖學一個主要的目的就是要利用電腦產生令人賞心悅目的真實感圖形。為此，必須建立圖形所描述的場景的幾何表示，再用某種光照模型，計算在假想的光源、紋理、材質屬性下的光照明效果。所以電腦圖學與另一門學科電腦輔助幾何設計有著密切的關係。事實上，圖學也把可以表示幾何場景的曲線曲面造型技術和實體造型技術作為其主要的研究內容。同時，真實感圖形計算的結果是以數字圖象的方式提供的，電腦圖學也就和圖像處理有著密切的關係。

圖形與圖像兩個概念間的區別越來越模糊，但還是有區別的：圖像純指電腦內以點陣圖形式存在的灰度資訊，而圖形含有幾何屬性，或者說更強調場景的幾何表示，是由場景的幾何模型和景物的物理屬性共同組成的。

電腦圖學的研究內容非常廣泛，如圖形硬體、圖形標準、圖形互動技術、光柵圖形生成演算法、曲線曲面造型、實體造型、真實感圖形計算與顯示演算法、非真實感繪製，以及計算視覺化、電腦動畫、自然景物仿真、虛擬實境等。

## 電腦圖學的分支學科

這個科學廣義的分支學科，可大致可分為以下幾類

* 幾何：研究面的表示和處理的方法
* 動畫：研究移動的表示和操作方法
* 影像擬真 / 彩現：研究類比光線傳遞效果的演算法
* 影像：研究影像的獲取或是編輯
* 拓撲結構：研究的空間和表面的結構。

### 幾何

幾何學的一個分支，研究將 3D 物件用離散數字表示。因為模型的外觀很大程度上取決於它的外表面，所以邊界表示法（BREP）是最常用的。對於大多數模型來說 2D 表面很好的表示方法，雖然他們可能是非流形。
多邊形網格是最常見的表示形式，儘管基於點的表示方法最近開始變得受歡迎，這些表示方法被稱作拉格朗日。另外，一些變形曲面可以進行許多拓撲變化（如流體就是最顯著的例子）。

### 動畫

動畫研究是曲面或其他的物件，隨著時間的推移而移動或變形的一個分支。從歷史上看，大部分在這一領域的工作，都專注於調節參數來使模型運動，但最近動力學類比已成為更受歡迎更強大的方法。

**子領域**

* 運動捕捉
* 骨骼動畫
* 動力學類比（例如流體動力學）

### 彩現

通過彩現生成模型的圖像。彩現可能會類比光線跟蹤來創造真實的圖像或者用它建立具有特殊藝術風格而非真實感繪製的圖像。其中真實感繪製的兩個基本運算是傳遞（多少光線從一個地方到另一個地方）和散射（表面如何與光相互作用）。檢視彩現了解更多資訊。

### 子領域

* 非真實感繪製
* 基於物理的彩現
* 即時彩現側重於對於互動式應用程式（如遊戲、建模時的即時預覽）的使用，通常使用專門的硬體，比如圖形處理器。
* 光照

## 電腦圖形

**電腦圖形**在學術中的廣義被用來描述為「在電腦里除了文字與聲音以外的一切」。

### 2D 電腦圖形

**2D 電腦圖形**（2D computer graphics），是產生基於電腦的數位影像（例如 2D 幾何模型，文字，和數位影像）。2D 電腦圖形被利用在許多方面，例如字型、地圖、工程製圖、廣告、等等。

### 3D 電腦圖形

3D 電腦圖形（3D computer graphics）是電腦和特殊 3D 軟體幫助下創造的作品。一般來講，該術語可指代創造這些圖形的過程，或者 3D 電腦圖形技術的研究領域，及其相關技術。

## 電腦動畫

**電腦動畫**（**computer animation**），又稱**電腦繪圖**，是通過使用電腦製作動畫的技術。它是電腦圖學和動畫的子領域。近年動畫師越來越多的藉助於 3D 電腦圖形學，縱使 2D 電腦圖學仍然被廣泛使用著。有時動畫最後播放的地方就是電腦本身，有時候則是另外的媒體，例如電影。

## 著名的研究人員

* 羅伯特・庫克
* 艾德文・卡特姆
* 洛倫・卡彭特
* 馬丁・紐維爾
* 匠白光（埃爾維・雷・史密斯）
* 吉姆・卡吉雅
* 吉姆・布林
* 約翰・諾爾

## 參考文獻

* 劉利剛。什么是计算机图形学？. 2013-08-08 [2020-04-16]. （原始內容存檔於 2020-06-13）.

## 參見

* 電腦圖形
* 電腦視覺
* 圖像處理
* 電腦輔助設計
計算機存儲器

**電腦記憶體**（英語：Computer memory）是一種利用半導體、磁性媒介等技術製成的儲存資料的電子裝置。其電子電路中的資料以二進位方式儲存，不同記憶體產品中基本單元的名稱也不一樣。

電腦記憶體可分為記憶體（又稱記憶體或主記憶體）和外部記憶體，其中記憶體是 CPU 能直接定址的儲存空間，由半導體器件製成。記憶體的特點是存取速率快。我們平常使用的程式，如 Windows 作業系統、打字軟體、遊戲軟體等，一般都是安裝在硬碟等外部記憶體上的，但必須把它們調入記憶體中執行，才能真正使用其功能，我們平時輸入一段文字，或玩一個遊戲，其實都是在記憶體中進行的，資料產生後不斷地由記憶體向外部記憶體進行讀寫。就好比在一個書房裡，存放書籍的書架和書櫃相當於電腦的外部記憶體，而我們工作的辦公桌就是記憶體。通常我們把要永久儲存的、大量的資料儲存在外部記憶體上，而把一些臨時的或少量的資料和程式放在記憶體上，當然記憶體的好壞會直接影響電腦的執行速度。

## 容量

記憶體以二進制計算容量，基本單位是 Byte：

* 1 Kilobyte(KB) =1,024B=210B
* 1 Megabyte(MB)=1,024KiB=220B=1,048,576B
* 1 Gigabyte(GB)=1,024MiB=230B=1,073,741,824B
* 1 Terabyte(TB)=1,024GiB=240B=1,099,511,627,776B
* 1 Petabyte(PB)=1,024TiB=250B=1,125,899,906,842,624B
* 1 Exabyte(EB) =1,024PiB=260B=1,152,921,504,606,846,976B
* 1 Zettabyte(ZB)=1,024EiB=270B
* 1 Yottabyte(YB)=1,024ZiB=280B

根據電氣電子工程師協會（IEEE 1541）和歐洲聯盟 (HD 60027-2:2003-03) 的標準，二進制乘數詞頭的縮寫為「Ki」、「Mi」、「Gi」，以避免與國際單位制混淆。但二進制乘數詞頭沒有廣泛被製造業和個人採用，標示為 4GB 的記憶體實際上已經是 4GiB，但標示為 4.7GB 的 DVD 實際上是 4.37GiB。

對於 32 位元的作業系統，最多可使用 232 個位址，即是 4GiB。實體位址擴充可以讓處理器在 32 位元作業系統存取超過 4GiB 記憶體，發展 64 位元處理器則是根本的解決方法，但作業系統、驅動程式和應用程式都會有相容性問題。

## 分類

電腦記憶體可以根據儲存能力與電源的關係可以分為以下兩類：

### 揮發性記憶體

揮發性記憶體（Volatile memory）是指當電源供應中斷後，記憶體所儲存的資料便會消失的記憶體。主要有以下的類型：

* [隨機存取記憶體]
  * 動態隨機存取記憶體，英文縮寫寫作 DRAM，一般每個單元由一個電晶體和一個電容組成（後者在積體電路上可以用兩個電晶體類比）。特點是單元占用資源和空間小，速度比 SRAM 慢，需要重新整理。一般電腦主記憶體即由 DRAM 組成。在 PC 上，DRAM 以記憶體條的方式出現，DRAM 顆粒多為 4 位元或 8 位元位寬，而載有多個顆粒的單根記憶體條的位寬為 64 位元。
  * 靜態隨機存取儲存器，英文縮寫寫作 SRAM，一般每個單元由 6 個電晶體組成，但近來也出現由 8 個電晶體構成的 SRAM 單元。特點是速度快，但單元占用資源比 DRAM 多。一般 CPU 的 CPU 快取即由 SRAM 構成。

### 非揮發性記憶體

非揮發性記憶體（Non-volatile memory）是指即使電源供應中斷，記憶體所儲存的資料並不會消失，重新供電後，就能夠讀取記憶體中的資料。
主要種類如下：

* 唯讀記憶體（ROM）
  * 可規化式唯讀記憶體（PROM）
  * 可擦除可規劃式唯讀記憶體（EPROM）
  * 電子抹除式可複寫唯讀記憶體（EEPROM）
  * Flash ROM
* 磁儲存
  * 硬碟
  * 軟碟
  * 磁帶
* 3D XPoint
* 固態硬碟
* 光儲存
  * 光碟

## 參見

* 虛擬記憶體
* 記憶體階層

## 外部連結

* How Computer Memory Works （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, by Jeff Tyson
計算機安全策略

**計算機安全策略**會定義有關組織內計算機安全的目標以及元素。此定義可能是正式的，也可能是非正式的。安全策略會透過組織的策略或是安全機制來進行。技術的實現方式會定義電腦系統是否安全。正式的電腦安全模型可以依機密性、完整性及可用性的資安元素來分類。例如 Bell–LaPadula 模型是機密性的策略模型，而 Biba 模型是完整性策略模型。

## 正式敘述

若系統可以視為是有限狀態機，其中有許多在不同狀態之間進行的轉態，則安全策略可以將狀態劃分為有授權的狀態，以及沒有授權的狀態。

若用這個簡單的定義，安全系統就是從有授權狀態開始，永遠不會進入未授權狀態的系統。

## 正式的策略模型

### 機密性策略模型

* Bell–LaPadula 模型

### 完整性策略模型

* Biba 模型
* Clark–Wilson 模型

### 混合策略模型

* 中國牆（也稱為布魯爾 - 納什模型）

## 策略語言

若要呈現具體的策略（尤其是要自動化的執行此策略），需要有對應的語言。有許多專門應用的語言是和安全機制有關，可以實現該應用的安全策略。

## 相關條目

* 防毒軟體
* CIA 三要素
* 防火牆
* 保護機制
* 保護和安全分離

## 參考文獻

* Bishop, Matt. Computer security: art and science. Addison-Wesley. 2004.
* McLean, John. Security Models. Encyclopedia of Software Engineering **2**. New York: John Wiley & Sons, Inc: 1136–1145. 1994.
* Clark, D.D. and Wilson, D.R., 1987, April. A comparison of commercial and military computer security policies. In _1987 IEEE Symposium on Security and Privacy_ (pp. 184-184). IEEE.
計算機安全隱患

**漏洞**或**脆弱性**（英語：Vulnerability），是指電腦系統安全方面的缺陷，使得系統或其應用資料的保密性、完整性、可用性、存取控制等面臨威脅。

在《GB/T 25069-2010 資訊安全技術 術語》，將脆弱性定義為「資產中能被威脅所利用的弱點」。

許多安全漏洞是程式錯誤導致的，此時可叫做安全錯誤（英語：Security bug），但並不是所有的安全隱患都是程式安全錯誤導致的。

## 原因

* 複雜：大型的複雜系統會增加缺陷以及未預期檔案系統權限的可能性。
* 熟悉：使用常見、著名的程式，軟體，作業系統及硬體，若沒有經常更新系統，容易被攻擊者找到缺陷進行攻擊.
* 互連：越來越多的實體連接、特權、通訊埠、通訊協定以及服務，每一項都會增加系統被攻擊的可能性。
* 密碼管理缺陷：電腦使用者的密碼若強度不足，可能會用暴力法破解。電腦使用者將密碼放在電腦軟體可以存取的地方。使用者在不同的程式和網站上使用相同的密碼
* 基本作業系統設計缺陷：操作系統設計者選擇去強化使用者管理或程式管理上的非最佳政策。例如使用預設允許政策的作業系統，給每一個使用者和軟體完整的權限可以存取整台電腦。作業系統的缺陷讓病毒以及惡意軟體可以以管理者的身分執行指令
* 瀏覽網站；有些網站可能會有有害的間諜軟體或廣告軟體，在瀏覽後會自動安裝在電腦中。在瀏覽這些網站後，電腦即受到這些軟體的影響，可能會將個人資料傳送給第三方
* 程式錯誤：軟體開發者在軟體中留下了可利用的漏洞，攻擊者可以用這個漏洞來濫用應用程式
* 不適當的輸入驗證：程式假設所有使用者的輸入都是安全的，沒有檢查使用者輸入的程式，可能會因為無意或刻意的輸入而造成問題，例如緩衝區溢位、SQL 注入等問題
* 沒有從過去的錯誤中記取教訓：例如大部份在 IPv4 通訊協定軟體上被發現的漏洞，又在 IPv6 版本中的重複出現

研究已經證實大部份資訊系統中，最脆弱的部份是使用者、操作者、設計者或是其他的人；因此在分析時，人可能有不同的角色，例如資產、威脅、資訊資源等。社會工程學是目前越來越受重視的安全議題。

## 常見漏洞

* 零日漏洞
* SQL 注入
* 緩衝區溢位
* 跨站指令碼
* 死亡之 Ping
* ARP 欺騙
* FREAK 漏洞
* Badlock

## 參考文獻

## 參見

* 瀏覽器安全
* 電腦應急小組
* 漏洞掃描器
* 資訊安全
  * 電腦安全
    * 網路安全
    * 安全性測試
計算機工程

**計算機工程**（英語：Computer engineering）一個以電機工程學和計算機科學的部分交叉領域為內容的工程學，其主要任務是設計及實現計算機系統。計算機工程師通常受過專業的電子工程（或其他與計算機工程有關的電機工程學分支）、軟體設計和軟硬體集成綜合技能的培訓。計算機工程師的工作涉及了許多有關計算機的硬體和軟體，其關注範圍包括微處理器、個人電腦、超級計算機和電路設計（特別是集成電路的設計）等。計算機工程並不僅僅關注計算機系統本身的工作，還致力於多個計算機組成更大規模的分布式系統。

涉及計算機工程的常見工作包括為嵌入式系統、微控制器、超大規模集成電路的編寫設計軟體代碼和韌體，此外還常常結合模擬的傳感器、混合信號集成電路的設計，以及參與作業系統的設計。計算機工程和機器人的研究和設計也有一定的關聯，特別是那些大量依靠數字系統來進行電動機、電腦輔助溝通、傳感器相關系統監視、控制的機器人系統。

在許多高等院校，計算機工程的學生可以選擇計算機工程的某一個專業方向進行深造。與計算機設計與應用相關知識包羅甚廣，有些甚至已經超出了本科教育的範圍。而另一些院校則要求其學生在選修計算機工程的專業課程之前，先完成一年的普通工程學課程。

## 內容

大多數計算機工程相關的分支專業關注計算機軟體設計以及硬體元件的研究、開發、設計與測試。這涵蓋了電路板、微處理器到應用產品的設計。有時，升級硬體產品，並配備更新的軟體，可以達到更高的工作效率。多數計算機工程師在研究院或者高科技產業園區之類的地方工作。有的政府機關也會僱傭計算機工程人員。根據美國的勞動統計部門，95% 的叫實踐工程師在城市裡工作，他們一般都全職工作。其中 25% 的工作要求每周工作時間超過 40 小時。計算機硬體工程的中等年收入為 98,810 美元（相當於每小時 47.5 美元）。計算機硬體工程領域在 2010 年提供了 70,000 個工作崗位。

## 專業領域

根據不同的研究、應用側重，計算機工程可以分為下面這些專業領域。

### 軟體代碼、密碼學和信息安全

從事這一分支領域的工程師的工作包括信息的編碼、解碼，設計開發密碼技術、網絡安全、智慧財產權保護等。隨著信息化的到來，計算機系統和網際網路的安全成為一個關係到國家安全的問題，許多國家設立了專門的機構進行這一分支學科的研究。在民用領域，行動電話通信的保密也是這領域計算機工程師的工作重心之一。

### 通信和無線網絡

這一分支是電子學、通信技術和計算機科學的交叉領域，主要關注無線網絡的通信質量和效率。高質量的無線網絡對於軍事上的遠程控制至關重要，同時對於擴展民用便攜設備的功能也至關重要。這一領域的工作人員需要研究信號的調製、解調，高清信號的壓縮，可容錯系統，以及降低信號在傳輸過程中出錯的機率的方法。他們的研究涵蓋了從基礎的信號理論到實際的通信產品的廣大範圍。

### 計算機編譯器和作業系統

這一領域主要包括計算機編譯器和作業系統的設計和開發。研究人員會設計更新的作業系統體系結構、更有的程序分析技術和提高程序可靠性。

### 計算科學與工程

計算科學與工程是一個較新的分支領域，和數學學科交叉較多。這一領域的工程技術人員主要考慮更優的計算方法、建模方法。他們的理論在超大規模集成電路的設計驗證、半導體器件製造參數的確定、雷達系統的分析方面有著重要的應用。

### 計算機網絡、移動計算和分布式系統

這個分支學科重點研究由多個計算機構成一個整體，並通過合理的方式來提高其共同工作時的效率。現代的科學技術研究、日常生活常常涉及大量數據的處理，這時，基於計算機網絡的計算機集成系統（計算機集群）就能發揮其高超的計算能力，這在氣象監測預報、生物科學探索等情況應用廣泛。

### 計算機系統：體系結構、並行計算和可靠性

這一領域的工程技術人員主要致力於研究提高計算機系統可靠程度、安全性和運算性能的方法。他們的工作可能包括設計用於多執行緒任務的微處理器等。他們也從事新的基礎理論、算法和計算機工具的設計開發工作。

### 計算機視覺和機器人學

通過機器「觀察」外部信號的改變，並做出合適的處理，可以進一步提高計算機的能力。這一技術的前提是開發出高效的視覺傳感軟硬體，即能夠快速捕捉周圍環境的信息，並在短時間內用合適的信號來指代這些信息，然後還需要在計算機系統內部進行處理，最後讓類似機器人的設備做出反應。這是人們一直希望能夠實現的。當然，要研製出高性能的機器人，還需要強大的人類行為建模、圖像處理以及人機界面等等。

### 嵌入式系統

這一專業領域內的工程師主要從事嵌入式系統的設計，致力於提高其速度、可靠性和工作特能。嵌入式系統存在於許多日常產品，從小型的收音機到大型的太空飛行器中都可看到它的身影。現代的行動裝置功能日漸強大，離不開高性能的網絡技術和嵌入式系統。

### 集成電路設計、測試和計算機輔助設計

計算機工程的集成電路分支主要包括電子學和電子系統的相關知識。這一領域主要致力於提高下一代超大規模集成電路及相關電子系統的速度、可靠性以及能源效率。 工程師利用有關的軟體算法、硬體架構技術可以實現集成電路的低功耗設計。

### 信號、圖像和語音處理

計算機工程的信號分支主要研究、開發與人機互動相關的內容，包括語音識別和生成、醫學科技圖像、通信系統等。這一領域的其他工作還包括計算機視覺開發，例如人類的臉部特徵識別。

## 教育

對於從事計算機工程的入門級工程師，他們通常至少需要計算機工程相關專業的學士學位。由於學科的分支，許多相關內容在大學裡隸屬電機工程學，特別是那些涉及超大規模集成電路的分支專業。在許多學校，計算機工程專業的課程主要由電子工程的課程和計算機科學的課程組成。一些大型公司則要求其員工具有碩士學歷。由於該領域的科學技術進展迅速，因此許多人在其職業生涯中也參加各種非學術的技術培訓。

## 參考文獻
計算機工程學

**計算機工程**（英語：Computer engineering）一個以電機工程學和計算機科學的部分交叉領域為內容的工程學，其主要任務是設計及實現計算機系統。計算機工程師通常受過專業的電子工程（或其他與計算機工程有關的電機工程學分支）、軟體設計和軟硬體集成綜合技能的培訓。計算機工程師的工作涉及了許多有關計算機的硬體和軟體，其關注範圍包括微處理器、個人電腦、超級計算機和電路設計（特別是集成電路的設計）等。計算機工程並不僅僅關注計算機系統本身的工作，還致力於多個計算機組成更大規模的分布式系統。

涉及計算機工程的常見工作包括為嵌入式系統、微控制器、超大規模集成電路的編寫設計軟體代碼和韌體，此外還常常結合模擬的傳感器、混合信號集成電路的設計，以及參與作業系統的設計。計算機工程和機器人的研究和設計也有一定的關聯，特別是那些大量依靠數字系統來進行電動機、電腦輔助溝通、傳感器相關系統監視、控制的機器人系統。

在許多高等院校，計算機工程的學生可以選擇計算機工程的某一個專業方向進行深造。與計算機設計與應用相關知識包羅甚廣，有些甚至已經超出了本科教育的範圍。而另一些院校則要求其學生在選修計算機工程的專業課程之前，先完成一年的普通工程學課程。

## 內容

大多數計算機工程相關的分支專業關注計算機軟體設計以及硬體元件的研究、開發、設計與測試。這涵蓋了電路板、微處理器到應用產品的設計。有時，升級硬體產品，並配備更新的軟體，可以達到更高的工作效率。多數計算機工程師在研究院或者高科技產業園區之類的地方工作。有的政府機關也會僱傭計算機工程人員。根據美國的勞動統計部門，95% 的叫實踐工程師在城市裡工作，他們一般都全職工作。其中 25% 的工作要求每周工作時間超過 40 小時。計算機硬體工程的中等年收入為 98,810 美元（相當於每小時 47.5 美元）。計算機硬體工程領域在 2010 年提供了 70,000 個工作崗位。

## 專業領域

根據不同的研究、應用側重，計算機工程可以分為下面這些專業領域。

### 軟體代碼、密碼學和信息安全

從事這一分支領域的工程師的工作包括信息的編碼、解碼，設計開發密碼技術、網絡安全、智慧財產權保護等。隨著信息化的到來，計算機系統和網際網路的安全成為一個關係到國家安全的問題，許多國家設立了專門的機構進行這一分支學科的研究。在民用領域，行動電話通信的保密也是這領域計算機工程師的工作重心之一。

### 通信和無線網絡

這一分支是電子學、通信技術和計算機科學的交叉領域，主要關注無線網絡的通信質量和效率。高質量的無線網絡對於軍事上的遠程控制至關重要，同時對於擴展民用便攜設備的功能也至關重要。這一領域的工作人員需要研究信號的調製、解調，高清信號的壓縮，可容錯系統，以及降低信號在傳輸過程中出錯的機率的方法。他們的研究涵蓋了從基礎的信號理論到實際的通信產品的廣大範圍。

### 計算機編譯器和作業系統

這一領域主要包括計算機編譯器和作業系統的設計和開發。研究人員會設計更新的作業系統體系結構、更有的程序分析技術和提高程序可靠性。

### 計算科學與工程

計算科學與工程是一個較新的分支領域，和數學學科交叉較多。這一領域的工程技術人員主要考慮更優的計算方法、建模方法。他們的理論在超大規模集成電路的設計驗證、半導體器件製造參數的確定、雷達系統的分析方面有著重要的應用。

### 計算機網絡、移動計算和分布式系統

這個分支學科重點研究由多個計算機構成一個整體，並通過合理的方式來提高其共同工作時的效率。現代的科學技術研究、日常生活常常涉及大量數據的處理，這時，基於計算機網絡的計算機集成系統（計算機集群）就能發揮其高超的計算能力，這在氣象監測預報、生物科學探索等情況應用廣泛。

### 計算機系統：體系結構、並行計算和可靠性

這一領域的工程技術人員主要致力於研究提高計算機系統可靠程度、安全性和運算性能的方法。他們的工作可能包括設計用於多執行緒任務的微處理器等。他們也從事新的基礎理論、算法和計算機工具的設計開發工作。

### 計算機視覺和機器人學

通過機器「觀察」外部信號的改變，並做出合適的處理，可以進一步提高計算機的能力。這一技術的前提是開發出高效的視覺傳感軟硬體，即能夠快速捕捉周圍環境的信息，並在短時間內用合適的信號來指代這些信息，然後還需要在計算機系統內部進行處理，最後讓類似機器人的設備做出反應。這是人們一直希望能夠實現的。當然，要研製出高性能的機器人，還需要強大的人類行為建模、圖像處理以及人機界面等等。

### 嵌入式系統

這一專業領域內的工程師主要從事嵌入式系統的設計，致力於提高其速度、可靠性和工作特能。嵌入式系統存在於許多日常產品，從小型的收音機到大型的太空飛行器中都可看到它的身影。現代的行動裝置功能日漸強大，離不開高性能的網絡技術和嵌入式系統。

### 集成電路設計、測試和計算機輔助設計

計算機工程的集成電路分支主要包括電子學和電子系統的相關知識。這一領域主要致力於提高下一代超大規模集成電路及相關電子系統的速度、可靠性以及能源效率。 工程師利用有關的軟體算法、硬體架構技術可以實現集成電路的低功耗設計。

### 信號、圖像和語音處理

計算機工程的信號分支主要研究、開發與人機互動相關的內容，包括語音識別和生成、醫學科技圖像、通信系統等。這一領域的其他工作還包括計算機視覺開發，例如人類的臉部特徵識別。

## 教育

對於從事計算機工程的入門級工程師，他們通常至少需要計算機工程相關專業的學士學位。由於學科的分支，許多相關內容在大學裡隸屬電機工程學，特別是那些涉及超大規模集成電路的分支專業。在許多學校，計算機工程專業的課程主要由電子工程的課程和計算機科學的課程組成。一些大型公司則要求其員工具有碩士學歷。由於該領域的科學技術進展迅速，因此許多人在其職業生涯中也參加各種非學術的技術培訓。

## 參考文獻
計算機支持的協同工作

**電腦支援的協同工作**（**Computer Supported Cooperative Work**，縮寫為 **CSCW**）最早由美國麻省理工的 Irene Greif 和迪吉多（DEC）的 Paul Cashman 在 1984 年提出的。

## 歷史

於 1984 年由麻省理工學院的 Iren Greif 與迪吉多的 Paul Cashman 在成立有關「科技在團隊工作中扮演角色之工作坊」中提出 (Grudin, 1994a)。目前雖未有完整統一定義，但可大致歸納出三種觀點（Borghoff & Schlichter, 2000; 轉引自黃鈺棠，2007）：

1. 表示電腦輔助團隊工作（Computer-Supported Teamwork）。以團隊觀點出發，目的在於輔助團體工作之過程。
2. 表示電腦輔助合作工作，著重「合作」之觀點。在社會心理學中，被解釋為許多人為達到一共同目標，而有相互關聯的工作，但此觀點對於團隊中的社會關係未進一步陳述假設。
3. 表示電腦輔助有系統的活動 (Computer Support for Organized Activities)。此觀點強調解決一個任務，通常需要兼顧合作與個人的工作元素，因此強調一個 CSCW 的解釋，若完全忽視個人工作，其定義是不正確的。

## CSCW 矩陣

於 1988 年，Johansen 提出了可用於把 CSCW 分類的矩陣。

## 學校

### 同時 / 異地

遙距交流

### 異時 / 同地

持續性的工作

### 異時 / 異地

溝通與協作

* Wiki
* 部落格
* 工作流技術
* 版本控制

## 參考文獻

* 黃鈺棠 (2007)。大型多人線上角色扮演型遊戲中團隊合作過程之資訊察覺研究。國立交通大學傳播研究所碩士論文。台灣，新竹。
* Bannon, L. and K. Schmidt (1991). CSCW - four characters in search of a context. Studies in computer supported cooperative work - theory, practice and design. J. M. Bowers and S. Benford. Amsterdam, North Holland.
* Bordeau, J. and B. Wasson (1997). Orchestrating collaboration in collaborative telelearning. Artificial intelligence in education. B. Boulay and R. Mizoguchi, IOS Press: 565-567.
* Brehmer, B. (1991). Distributed decision making: some notes on the literature. Distributed decision making : cognitive models for cooperative work. J. Rasmussen, B. Brehmer and J. Leplat. Chichester, England ; New York, Wiley.
* Carstensen, P. H. and K. Schmidt (2002). Computer supported cooperative work: New challenges to systems design. Handbook of Human Factors. K. Itoh. Tokyo, [in press].
* Coleman, D. and R. Khanna (1995). Groupware : technologies and applications. Upper Saddle River, NJ, Prentice Hall PTR.
* Dillenbourg, P., M. Baker, A. Blaye and C. O』Malley (1995). The Evolution of Research on Collaborative Learning. Learning in humans and machines. Towards an interdisciplinary learning science. P. Reimann and H. Spada. London, Pergamon: 189-211.
* Ellis, C. A., S. J. Gibbs and G. L. Rein (1991). "Groupware: some issues and experiences." Communications of the ACM 34(1): 38-59.
* Ellis, C. A., S. J. Gibbs and G. L. Rein (1993). Groupware some issues and experiences. Readings in groupware and computer-supported cooperative work. R. M. Baecker, Morgan Kaufmann Publishers, Inc.
* Grudin, J. (1994). "Computer-supported cooperative work: Its history and participation." IEEE Computer 27(5): 19-26.
* Wilson, P. (1991). Computer supported cooperative work : an introduction. Oxford, England Norwell, MA, Intellect ; Sold and distributed in the U.S.A. and Canada by Kluwer Academic Publishers.
計算機文獻檢索

**計算機文獻檢索**經常稱為**機檢**，是文獻檢索的一種方式。是通過計算機來模擬人的手工檢索過程，由計算機來處理檢索者的檢索提問，將檢索者輸入檢索系統的檢索提問 (即檢索標識) 按檢索者預先制定的檢索策略與系統文檔（機讀資料庫）中的存貯標識進行類比、匹配運算，通過「人機對話」而檢索出所需要的文獻。

目前計算機檢索包括光碟資料庫、網絡資料庫檢索和網際網路信息檢索。

## 計算機檢索的歷史

計算機文獻檢索的發展歷程大致可以概括為批量處理、聯機檢索與網絡系統三個階段。

### 批量處理

1954 年，美國海軍武器實驗站圖書館在一台電子管計算機上建立了世界上第一個計算機檢索系統。1950 年代末，IBM 公司利用一台 IBM650 計算機成功地編制出關鍵詞索引，並建立了世界上第一個定題情報檢索（SDI，Selective Dissemination of information）系統，為用戶定期檢索和提供一定主題的新到文獻，並很快得到了推廣應用。

### 聯機檢索

1960—80 年代，數據通訊網絡出現，大容量計算機分時系統和強功能檢索軟體研製成功，使脫機檢索發展到聯機檢索並迅速得到了推廣。1970-80 年代，聯機檢索得到迅速發展，一些聯機檢索系統開始向公眾提供商業性服務，如 DIALOG、ESA、ORBIT、BRS 等許多世界著名的聯機檢索系統相繼投入商業性運營。

### 網絡系統

1990 年代，隨著網際網路的迅速發展及超文本技術的出現，基於客戶 / 伺服器的檢索軟體的開發，使客戶 / 伺服器網絡檢索模式開始取代以往的終端 / 主機結構，成為聯機檢索的發展趨勢，使聯機檢索進入一個嶄新的時期。

## 計算機文獻檢索的發展趨勢

目前，信息檢索技術正向兩個方向發展：

* 傳統信息檢索向全文文本、多媒體、多載體、跨平台等新型信息檢索的發展，在深度上提高管理和組織信息的能力，如探索自動抽詞、自動索引、自動檢索、自動文摘、自動分類、Web 檢索智能代理、數據挖掘、自動翻譯等；
* 信息資源的網絡化存儲和分布式存儲，在廣度上提高管理和組織信息的能力。
計算機架構

**計算機系統結構**（computer architecture、電腦系統架構），抽象來說計算機系統架構是一個系統在其所處環境中最高層次的概念；它確定一台電腦硬體和軟體之間的連結。具體地說電腦系統架構 ' 指的是電腦系統設計的觀念與架構，描述電腦在實做的設計原則。它確定一部電腦的：

* 部件
* 部件功能
* 部件間介面

並且電腦系統架構著重於「負責了計算機架構的中心功能：計算」的中央處理器（CPU）內部的執行動作與記憶體的存取。

注意，不要與處理器領域的微體系結構 / 微架構（Microarchitecture）相混淆。

## 實例

以常見的馮・紐曼電腦的設計為例，體系結構設計包括了：

* 指令集架構（Instruction set architecture；簡稱 ISA）：被視為一種機器語言，包含了許多相關的指令集（記憶體定址、處理器控制，暫存器控制等等……）。
* 微體系結構 / 微架構（Microarchitecture）或稱電腦組織（Computer organization）：是更詳細的敘述系統內部各元素如何進行合作與溝通。
* 資料表示，即硬體能直接辨識和處理的資料類型和資料格式；
* 定址方式，包括最小定址單位和位址運算等；
* 暫存器定義，包括運算元暫存器、變址暫存器、控制暫存器等的定義、數量和使用方式；
* 指令系統，包括機器指令的操作類型和格式、指令間的排序和控制機制等；
* 異常機制，包括中斷、NMI 和內部異常等；
* 機器工作狀態的定義和切換，如管態和目態等；
* 輸入輸出結構，包括處理機、記憶體與輸入輸出裝置之間的連接方式、資料傳送方式、資料流量、以及資料交換過程的控制等；

## 參考文獻

## 外部連結

* ISCA: Proceedings of the International Symposium on Computer Architecture（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Micro: IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* HPCA: International Symposium on High Performance Computer Architecture
* ASPLOS: International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* ACM Transactions on Architecture and Code Optimization（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* IEEE Transactions on Computers
* The von Neumann Architecture of Computer Systems（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 參見

* 電腦系統
* 微架構
* 指令集架構
計算機模型

**運算模型**（英語：Computational model）是運算科學中的一個數學模型，它使用大量的運算資源來用計算機模擬研究一個複雜系統的行為。被研究的系統通常是一個複雜的非線性系統，這種系統不易取得簡單、直觀的解析解。相比於推導數學分析來解決問題，它是通過在計算機中調整系統參數並研究實驗結果的差異來完成模型。模型的操作理論可以從這些實驗來推斷 / 推導。

常見的運算模型有天氣預報模型、地球模擬器模型、飛行模擬器模型、分子蛋白質摺疊模型和神經網絡模型。

## 參見

* 個體為本模型
* 人工神經網絡
* 計算語言學
* 決策場理論
* 動力系統認知模型
* 膜運算
* 本體 (信息科學)
* 程式語言理論
* 代理模型
* 玻爾模型
* 微尺度和宏觀模型
計算機模擬

**電腦模擬**，又稱為**電腦仿真**，是數學建模的過程，執行在電腦之上，旨在預測某個真實世界或物理系統的行為或者結果。其中，部分數學模型的可靠性可通過對比仿真結果和真實世界結果的一致性得出。目前電腦仿真，對於很多物理學（計算物理學）、天體物理學、氣候學、化學、生物學、製造業中的自然系統，以及經濟學、心理學、社學科學、醫療保健、工程學中的人類系統的數學建模，都是非常有幫助的工具。

一次系統仿真代表一次系統模型的執行。它可以用來探索新技術，取得新的洞見，也可用於評估複雜系統的表現效能。電腦仿真可以是執行在小型機上的即時的小型程式，也可以是執行在基於網路的電腦組裡費時多天的大型程式。電腦仿真所能模擬的規模遠超傳統用紙筆進行的數學建模。

## 仿真 vs 模型

電腦模型，是用於捕捉系統行為的一組演算法和等式。反之，電腦仿真是針對包含這些演算法和等式的程式的實際執行。因此，仿真是模型執行的過程。比如，通常我們不會說「構建仿真」，而會說「構建模型 / 仿真器」，同時還可以說「執行模型」或者「執行仿真」，是一個意思。

## 歷史

電腦模擬的發展與電腦本身的迅速發展是分不開的。它的首次大規模開發是著名的曼哈頓計劃中的一個重要部分。在第二次世界大戰中，為了模擬核爆炸的過程，人們應用蒙特・卡羅方法用 12 個堅球模型進行了模擬。電腦模擬最初被作為其他的方面研究的補充，但當人們發現它的重要性之後，它便作為一門單獨的課題被使用得相當廣泛。
計算機模擬從運行數分鐘到數小時到數天。通過計算機模擬被模擬事件的規模已遠遠超過使用傳統紙和鉛筆數學建模任何可能的（甚至想像）。

## 種類

通常分為如下幾類：

* 離散模擬
* 類比模擬
* 基於探元的模擬
* 隨機過程或決定論模式的模擬

## 科學研究中的電腦模擬

例如：蒙特・卡羅方法、模擬煺火、群體智慧型

## 參見

* 視覺化
  * 資訊視覺化
  * 科學視覺化
* 數學模型
* 活地球模擬器

## 參考資料
計算機生成圖像

**電腦合成影像**（英文：**C**omputer-**g**enerated **i**magery，縮寫：**CGI**），舊稱**電腦繪圖**（英文：**C**omputer **G**raphics，縮寫：**CG**），是一種透過電腦、電腦軟體繪製的圖片或影音的技術總稱。更精確的如應用在影片中的三維特效，還有在電視節目、廣告及印刷媒體中也很常見。在電腦遊戲中常使用的即時運算圖形都屬於電腦生成圖像的範圍，也有些是用來做過場或是介紹用頁面，有時這被稱為全動態影片。

**電腦繪圖**(以下簡稱「CG」) 未必是「**很效率**」且「**很節省**」的技術。因為 CG 的技術所製作的動畫的製作費用非常高昂。舉例來說，若要拍攝一個窗簾在陽光下輕輕飄動的鏡頭或者是一片樹葉隨風飄落的過程，恐怕搭景拍攝要比用 CG 技術作成同樣效果來得方便廉價得多；但是，若要拍一個成千上萬人大場面的全景，用 CG 的技術絕對會更劃算了。所以，若是靈活運用 CG 的技術，只是在影音方面就可帶來無窮的效益。

隨著以電腦為主要工具進行視覺設計和生產一系列相關產業的形成，如運用此技術所製作的動畫，簡稱 CG 動畫；而此技術所繪製出的圖像，則較為精緻於細膩，在感官上創造出一種獨特的美感，這種風格也可以稱作 CG 畫風，在國際上習慣將利用此技術進行視覺設計和生產，包括藝術，如平面印刷品的設計、網頁設計、三維動畫、影音特效、多媒體技術及最常應用的日本動漫及動畫等，都是 CG 技術的應用。

## 歷史

* 西元 20 世紀 (60~70 年代)，電腦圖形技術開始受到人們的關注，但是開始的時候電腦所呈現出來的圖形還是很粗劣的，但人們還是意識到電腦方便、直觀和可提供多種可能的優勢。
* 最早的二維電腦合成影像是在 1973 年的電影《Westworld》中使用。
* 隨著電腦圖形技術逐漸成熟起來，開始應用在影音、繪圖等各個領域；隨後人們發現簡單的靜態彩現圖對於表達和景觀仿真起不到更全面詮釋的作用，於是此技術與動畫和 VR 技術開始進入市場並應用於動漫相關產業的製作。

## 影音

從二維到三維，從平面印刷、網頁設計行業到三維動畫、影音特效行業；隨著 CG 的技術不斷提高，應用的領域也在不斷的壯大著，現今更是形成了一個可觀的經濟產業。

### 電影

而在電影方面，從 1991 年的《終結者 2》到 2010 年的《阿凡達》，人們感受到了 CG 技術在品質上的飛躍。如今影音特效、3D 動畫製作與 3D 遊戲製作已成為 CG 技術領域發展的前沿。

世界上第一部完全用 CG 技術製作的動畫電影《玩具總動員》突破了數字技術在電影業中的運用限制，給電影製作開辟了一條全新的道路。與此同時，2005 年推出的《魔獸世界》就是最好的例子，它以恢弘的場面、美輪美渙的背景、高度仿真的環境、扣人心弦的故事，讓無數魔獸玩家體會到了 CG 技術的神奇魅力。

2011 年《變形金剛 3》《怪物史瑞克 3》站上電影票房之巔。而 2022 年香港科幻電影《明日戰記》拍攝期間所使用的 CG 技術是最多，並成為 2022 年度香港電影票房冠軍。無不預示著電影和動畫的發展前景。隨著 CG 技術不斷發展，衍生出很多用 CG 技術的影音公司，拉動了整個產業的發展和就業。

在這短短十幾年，CG 的技術，徹底顛覆了傳統視覺時代，CG 技術製作的動畫給影音和遊戲帶來了近千億美元的經濟利潤；可以說，使用 CG 作畫技術已經在日本等國形成了一種產業，深刻影響著他們的經濟和文化發展。

## 效益

CG 技術製作的動畫，製作比起傳統動畫片的製作來說是非常有效率的。首先在此技術的幫助下，動畫製作本身方面，已經節省了一定開支。一部動畫影片，若普通傳統動畫公司，整個從業人員約有 3000 到 4000 人，每月產量可以達到 200 本，這種工作效率是非常驚人的。當然，這忽略了人力物力的投入。而此技術，讓動畫無需實質性的紙張，幾乎完全動用電腦製作，節省了成本，也有助於環保。由於此技術的動畫的製作不像傳統動畫那麽多程式，速度方面也遠遠比傳統動畫更快。一般需要 2 年便可完全完成一部電影作品。

其次在收益方面，CG 技術的動畫的電影收入也比較可觀。拿《玩具總動員 2》來說，全球票房收入為 4.85 億美元，《泰山》的全球票房收入為 4.35 億美元。《怪物史萊克》票房更是達到 5.289 億美元，可想而知，全 CG 技術的動畫電影成為好萊塢最賺錢的電影類型。

## 圖層

在編輯圖像的過程中，使用者可以隨時新增、移動、隱藏、甚至刪除個別的圖層，造成不同的效果。

舉例來說，使用者可以將文字放到一個圖層，影像則放到另外的圖層。當需要修改文字時，可以隱藏文字圖層以外的所有圖層，先專注處理需要修改的文字。

另外，如果需要為一幅圖像配上不同語言的文字，可以把不同語言的文字分別放於個別圖層；匯出檔案或列印檔案時，只要隱藏其他無關的文字版本的圖層，就可以獲得所需文字版本的檔案。

## 參見

* 電腦動畫
* 電腦圖學
* 視覺化

　
: 資訊視覺化

　
: 科學視覺化
* CG 畫風
* Magic Leap
* 電腦圖形
* 電腦成像
* CG

## 來源

## 外部連結

* A Critical History of Computer Graphics and Animation – a course page at Ohio State University that includes all the course materials and extensive supplementary materials (videos, articles, links).
* CG101: A Computer Graphics Industry Reference （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） ISBN 073570046X Unique and personal histories of early computer graphics production, plus a comprehensive foundation of the industry for all reading levels.
* _F/X Gods （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）_ , by Anne Thompson, Wired, February 2005.
* "History Gets A Computer Graphics Make-Over" （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） Tayfun King, _Click_, BBC World News (2004-11-19)
* NIH Visible Human Gallery （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 參考資料：電腦圖形
* 參考資料：繪畫
* CG 作畫的方法與步驟 (簡體中文)
* 日本維基百科：動畫 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 日本維基百科：電腦圖學 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 情報處理協會 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 畫像電子學會 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
計算機用戶組

**使用者群組**是一種專門探討特定技術的俱樂部，通常（但不總是）與電腦有關。SHARE 是一個由 IBM 大型電腦的航天工業企業使用者發起的使用者組，成立於 1955 年，是目前仍然活躍的最古老的電腦使用者組。第一個 UNIX 使用者群組成立於 1978 年。

隨著 1970 年代末和 1980 年代初的微型電腦發展，使用者組開始激增，程式設計愛好者們團結起來，並就編程和組態以及電腦硬體和軟體使用方面互相幫助。尤其是在全球資訊網出現之前，想查詢有關電腦技術幫助資訊往往很麻煩，而電腦俱樂部（使用者群組）則往往樂於提供免費技術支援。

## 電腦使用者群組

**電腦使用者群組**（也稱為**電腦俱樂部**）是一群喜歡微型電腦或個人電腦的人群，他們會定期開會討論電腦使用方面的資訊，分享知識和經驗，聽取硬體製造商和軟體發行商代表的意見，並舉辦其他相關活動。

## 參考文獻
計算機硬件

**電腦硬體**（英語：computer hardware）常簡稱為硬體，是電腦的物理裝置。系統軟體儲存在硬體內，包含韌體（如 BIOS）以及作業系統，系統軟體使應用程式可以提供使用者所需的功能。作業系統通常藉由匯流排與裝置溝通，這就需要驅動程式。

電腦硬體包括電腦的物理，有形部件或組件，例如機櫃、中央處理器、監視器、鍵盤、資料記憶體、圖形卡、音效卡、揚聲器和主機板。相比之下，軟體是可以由硬體儲存和執行的指令。硬體被認為是因為它在變化或修改方面「硬」或嚴格，而軟體是「軟」的，因為它很容易更新或更改。軟體和硬體之間的中間是「韌體」，它是與電腦系統的特定硬體強耦合的軟體，因此最難以改變，但在介面的一致性方面也是最穩定的。電腦系統中從「硬度」到「柔軟度」的級別的進展與計算中的抽象層的進展相似。

硬體通常由軟體指示以執行任何命令或指令。硬體和軟體的組合形成可用的計算系統，儘管存在僅具有硬體組件的其他系統。

## 組件

### 主機板

主機板是硬體的主要部分。它是一塊大的方形板，上面有複雜的電路連接到電腦的其他部分，包含中央處理器、隨機存取記憶體、硬碟、光碟機（CD、DVD，或是其他的光碟），以及其他藉由插孔或是埠而連接的裝置。直接連接到主機板的裝置如下：

* **中央處理器**處理電腦內大部分的計算，其被認為是電腦的大腦。它藉散熱器和風扇來降溫。新型的中央處理器包含圖形處理器。
* **晶片組**，作為中央處理器跟系統內其他元件兩者間的聯絡工具。
* **隨機存取記憶體**儲存正在執行的作業系統（指的是作業系統的核心）以及所有正在執行的程式（應用程式的部分，使用中央處理器或 I/O 通道，或是在等待中央處理器或 I/O 通道）。
* **BIOS** 韌體。它的英文全名是 **B**asic **I**nput/**O**utput **S**ystem，中文名為基本輸入輸出系統。比較新的主機板使用統一可延伸韌體介面來取代 BIOS。
* **內部匯流排**用來連接中央處理器和電腦內部其他元件或是顯示卡，音效卡。

### 擴充卡

如音效卡、網卡、顯示卡等裝置。這些裝置可能通過 PCI Express（早年還有 PCI、AGP 等介面）等匯流排連接到系統上，也可能是整合到主機板上的裝置（圖形處理器可能被整合到中央處理器或晶片組上）。

## 參見

* 程式語言
* 軟體
* 電腦

## 參考資料
計算機科學家

**電腦科學家**（英語：Computer scientist）是指一類具有資深電腦科學知識，並從事相關研究的人物。電腦科學家通常從事計算與資訊理論方面的研究，有時也關注這些理論在電腦系統中的應用。
與電腦工程師相對，電腦科學家通常對電腦系統的理論，而非實作，更加感興趣，儘管有時電腦科學家的工作也涉及到硬體系統。電腦科學家通常會對電腦科學的某一分支進行深入研究，但是這些分支都建立在對計算系統的理論研究上。

## 就業

電腦科學家常被軟體出版商，科學研究和發展組織僱傭，通過發展理論以創造新科技。電腦科學家也會被大學等教育機構僱傭。電腦科學家可以更實際地運用他們的知識，進入軟體工程或 IT 諮詢領域。因為電腦科學極大地依賴於數學，電腦科學家也可以被看作數學家的分支。電腦科學家可能逐步晉升至管理人員或專案領導。因為電腦系統設計，軟體出版和相關行業的快速發展，電腦科學家的就業前景良好。

 

## 參考文獻

## 參見

* 電腦科學
* 電腦科學家列表
計算機科學獎項列表

**計算機科學獎項列表**是與計算機科學獎項的索引。包括計算機協會、IEEE、其它計算機科學、信息科學以及計算機科學競賽獎項的列表。

計算機科學最高獎項是 ACM 圖靈獎，通常被認為是計算機科學領域的諾貝爾獎。其它頂級獎項包括 IEEE 約翰・馮・諾伊曼獎章、京都獎。

## 計算機協會

計算機協會頒發了許多計算機科學獎項，通常由特別部門管理。

## IEEE

## 其它計算機科學獎項

## 信息科學獎

## 計算機科學競賽

* 人工智慧競賽及獎項

## 參見

* 算法競賽
* 科技獎項列表
* 計算機相關獎項列表
* 工程學獎項列表
* 獎項列表
* 科技獎項列表
* 科學年表

## 參考
計算機程序

**電腦程式**（英語：**Computer Program**）是指一組指示電腦或其他具有訊息處理能力的電子裝置每一步動作的指令，通常用某種程式設計語言編寫，執行於某種目標體系結構上。打個比方，一個程式就像一個用漢語（程式設計語言）寫下的紅燒肉菜譜（程式原始碼），用於指導懂漢語的人（體系結構）來做這個菜。 電腦程式是軟體的一個組成部分，它還包括文件和其他無形組成部分。通常，以英文文字為基礎的電腦程式要經過編譯和連結而成為一種人們不易看清而電腦可解讀的一連串數字的格式，然後放入執行。這種程式也叫作編譯語言。未經編譯就可執行的程式，通常稱之為指令碼程式（script）或直譯語言。

## 程式的執行

為了一個程式執行，電腦載入程式碼，可能還要載入資料，從而初始化成一個開始狀態，然後呼叫某種啟動機制。在最低層上，這些是由一個載入器開始的。

在大多數電腦中，作業系統例如 Windows 等，載入並且執行很多程式。在這種情況下，一個電腦程式是指一個單獨的可執行的對映，而不是當前在這個電腦上執行的全部程式。

程式里的指令都是基於機器語言。程式通常由一個電腦程式設計語言編寫，然後由改語言的編譯器（或者，有時由組譯程式）編譯為機器語言。

## 馮諾依曼體系結構（普林斯頓結構）

馮・紐曼結構又做普林斯頓結構，在一台基於最常見的馮諾依曼體系結構的電腦上，程式從某種外部裝置，通常是硬碟，被載入到電腦之內。 如果電腦選擇馮諾依曼體系結構，那麼程式就被載入入記憶體。 指令序列順序執行，直到一條跳轉或轉移指令被執行，或者一個中斷出現。所有這些指令都會改變指令暫存器的內容。

基於這種體系的電腦，如果沒有程式的支援，將無法工作。一個電腦程式是一系列指令的集合。

程式裡的指令都是基於機器語言；程式通常首先用一種電腦程式設計語言編寫，然後用編譯器或者直譯器翻譯成機器語言。 有時，也可以用組合語言程式設計，組合語言實質就是表示機器語言的一組記號－在這種情況下，用於翻譯的程式叫做組譯程式。

## 程式和資料

資料可以被定義為被程式處理的資訊。當我們考慮到整個電腦系統時，有時程式和資料的區別就不是那麼明顯了。中央處理器有時有一組微指令控制硬體，資料可以是一個有待執行的程式（參見指令碼程式語言），程式可以編寫成去編寫其它的程式；所有這些例子都使程式和資料的比較成為一種視角的選擇。有人甚至斷言程式和資料沒有區別。

編寫一個程式去生成另外一個程式的過程被稱之為元程式設計（Metaprogramming）。它可以被應用於讓程式根據給定資料生成代碼。單單一個程式可能不足以表示給定資料的所有方面。讓一個程式去分析這個資料並生成新的程式去處理資料所有的方面可能會容易一些。Lisp 就是一例支援這種程式設計模式的程式語言。

在神經網路裡儲存的權重是一種資料。正是這些權重資料，跟網路的拓撲結構一起，定義了網路的行為。人們通常很難界定這些資料到底表示什麼或者它們是否可以由程式來代替。這個例子以及跟人工智慧相關的其它一些問題進一步考驗程式和資料的區別。

## 演算法

演算法指解決某個問題的嚴格方法，通常還需輔以某種程度上的執行效能分析。演算法可以是純理論的，也可以由一個電腦程式實現。理論演算法通常根據複雜性分為不同類別；實現的演算法通常經過剖析（Profiling）以測試其效能。請注意雖然一個演算法在理論上有效可行，但是一個糟糕的演算法仍會浪費寶貴的電腦資源。（更詳細資訊，參見演算法資訊理論（Algorithmic Information Theory））

## 開發

編寫程式是以下步驟的一個往復過程：編寫新的原始碼，測試、分析和提高新編寫的代碼以找出語法和語意錯誤。從事這種工作的人叫做程式設計師。由於電腦的飛速發展，程式設計的要求和種類也日趨多樣，由此產生了不同種類的程式設計員，每一種都有更細緻的分工和任務。軟體工程師和系統分析員就是兩個例子。現在，程式設計的長時間過程被稱之為「軟體開發」或者軟體工程。後者也由於這一學科的日益成熟而逐漸流行。

因此，如今程式設計員可以指某一領域的程式設計專家，也可以泛指軟體公司裡編寫一個複雜軟體系統裡某一塊的一般程式設計師。一組為某一軟體公司工作的程式設計師有時會被指定一個程式組長或者專案經理，用以監督專案進度和完成日期。大型軟體通常經歷由系統設計師掌握的一個長時間的設計階段，然後才交付給開發人員。牛仔式的程式設計（未經詳細設計）是不為人所齒的。

兩種當今常見的程式開發方式之一是專案組開發方式。使用這種方式專案組裡每一個成員都能對專案的進行發表意見，而由其中的某一個人協調不同意見。這樣的專案組通常有 15 個左右的成員，這樣做是為了便於管理。第二種開發方式是結對開發。

## 參見

* 程式設計師
* 解除安裝程式
* 原始碼
* 電子計算機
* 電腦軟體
* 程式設計語言
* 編程典範
* 韌體
* 作業系統
* 圖靈機
* 系統需求
* 巨集

## 參考文獻

1. Eric Baum _What is Thought_ MIT Press 2004 年 ISBN 0-262-02548-5
2. - Chapter Two: The Mind is a Computer Program

## 外部連結

* 電腦程式的定義 @ Webopedia（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
計算機程式設計

**電腦程式設計**（英語：Computer programming），或稱**程式設計**（programming），是給程式解決出特定問題的過程，軟體開發過程中的重要步驟。程式設計方法往往以某種程式設計語言為工具，給出這種語言下的程式。程式設計過程一般包括分析、設計、編碼、測試、除錯等不同階段。

## 發展歷程

在電腦技術發展的早期，軟體開發主要就是程式設計。但隨著技術的發展，軟體系統越來越複雜，逐漸分化出許多專用的軟體系統，如作業系統、資料庫系統、應用伺服器，而且這些專用的軟體系統愈來愈成為普遍的系統環境的一部分。這種情況下軟體開發的內容越來越豐富，不再只是純粹的程式設計，還包括資料庫設計、使用者介面設計、通信協定設計和複雜的系統組態過程。

空間方面，在早期，由於機器資源比較昂貴，如何縮小儲存空間往往是設計關心的首要重點；而隨著硬體技術的飛速發展，電腦上資料儲存媒體的價格降低，空間不再是考慮的第一要點，一些較耗時的運算也漸漸發展出以空間換取時間的模式。

時間方面，在早期，如何加強程式效率、縮短程式執行時間是程式設計師的共同目標；而在硬體效能進步、效率差距縮小，軟體規模與複雜度卻日益增加的現在，程式的結構、可維護性、重複使用性、彈性等因素更顯得重要。在多人合作的程式設計專案裡，程式設計師們會加上各種註解以協助其他參與者理解程式碼，此行為雖然對執行時間的縮短沒有幫助，還會加重儲存空間的負擔，但卻因能達到較好的溝通並提高程式碼的可維護性，而成為目前的主流。

然而，隨著智慧型手機等攜帶裝置的興起，執行時間的縮短與儲存空間的有效運用再次成為焦點，形成與主機伺服器類型應用程式不同的重點考慮方向。

## 設計工具

* 開發環境
  * 編輯器、編譯器、直譯器、除錯工具
  * 整合式開發環境
  * 視覺化開發環境
  * 電腦輔助軟體工程

## 圖像展覽

* * *

## 外部連結

* 開放式目錄計劃中和程式設計相關的內容

## 相關條目

* 中文編程
* 程式
* 軟體
* 程式設計語言
* 程式設計實踐
* 程式設計方法學
* 軟體開發
* 軟體設計模式
計算機系統

**計算機系統**涵蓋廣泛，包括了以下領域：

## 計算機系統

計算機系統可劃分為軟體系統與硬體系統兩大類。

* * 馮・諾伊曼結構
  * 哈佛結構
* 輸入 / 輸出和數據通信
* 數字邏輯
* 邏輯設計
* 集成電路

### 軟體

* 系統軟體
  * 作業系統
  * 編譯器
* 應用軟體
  * 計算機遊戲
  * 辦公自動化
  * 網絡軟體
  * CAD 軟體
* 電腦程式
  * 程序設計和程序設計實踐
  * 物件導向技術
  * 程序設計語言
* 軟體工程
  * 軟體復用
  * 驅動程序
  * 計算機模擬
  * 程序設計方法學

### 數據和信息系統

* 資料結構
* 數據存儲表示
* 數據加密
* 數據壓縮
* 編碼與資訊理論
* 文件
* 信息系統
  * 管理信息系統
  * 決策支持系統 - 專家系統
  * 資料庫
  * 信息存儲和數據存取
  * 信息交互與表達
計算機系統研究小組

**電腦系統研究組**（Computer Systems Research Group，CSRG）是一個位於柏克萊加州大學的研究小組，由美國國防高等研究計劃署（DARPA）資助，致力於改進 AT&TUnix 作業系統。

1970 年代，小組由 AT&T 許可，獲得了原始碼，但後來該作業系統變得非常流行，AT&T 一下子提高了許可費用。雙方就此出現了爭論，CSRG 小組隨後下決心，自力更生將所有來自 AT&T 的原始碼替換掉。

BSD 最後的一個版本 4.4BSD-lite 釋出後，由於缺乏資金支援，這個小組被解散。有人懷疑，這跟 AT&T 有關，因為這兩個組織在有些問題上分歧較大。

CSRG 過去的成員包括比爾・喬伊（Bill Joy）和馬紹爾・克爾克・麥庫錫克。

## 外部連結

* 介紹簡要歷史的一些文章（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 介紹更詳細的文章
計算機系統結構

**計算機系統結構**（computer architecture、電腦系統架構），抽象來說計算機系統架構是一個系統在其所處環境中最高層次的概念；它確定一台電腦硬體和軟體之間的連結。具體地說電腦系統架構 ' 指的是電腦系統設計的觀念與架構，描述電腦在實做的設計原則。它確定一部電腦的：

* 部件
* 部件功能
* 部件間介面

並且電腦系統架構著重於「負責了計算機架構的中心功能：計算」的中央處理器（CPU）內部的執行動作與記憶體的存取。

注意，不要與處理器領域的微體系結構 / 微架構（Microarchitecture）相混淆。

## 實例

以常見的馮・紐曼電腦的設計為例，體系結構設計包括了：

* 指令集架構（Instruction set architecture；簡稱 ISA）：被視為一種機器語言，包含了許多相關的指令集（記憶體定址、處理器控制，暫存器控制等等……）。
* 微體系結構 / 微架構（Microarchitecture）或稱電腦組織（Computer organization）：是更詳細的敘述系統內部各元素如何進行合作與溝通。
* 資料表示，即硬體能直接辨識和處理的資料類型和資料格式；
* 定址方式，包括最小定址單位和位址運算等；
* 暫存器定義，包括運算元暫存器、變址暫存器、控制暫存器等的定義、數量和使用方式；
* 指令系統，包括機器指令的操作類型和格式、指令間的排序和控制機制等；
* 異常機制，包括中斷、NMI 和內部異常等；
* 機器工作狀態的定義和切換，如管態和目態等；
* 輸入輸出結構，包括處理機、記憶體與輸入輸出裝置之間的連接方式、資料傳送方式、資料流量、以及資料交換過程的控制等；

## 參考文獻

## 外部連結

* ISCA: Proceedings of the International Symposium on Computer Architecture（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Micro: IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* HPCA: International Symposium on High Performance Computer Architecture
* ASPLOS: International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* ACM Transactions on Architecture and Code Optimization（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* IEEE Transactions on Computers
* The von Neumann Architecture of Computer Systems（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

## 參見

* 電腦系統
* 微架構
* 指令集架構
計算機系統製造商列表

## 當前

## 不活躍

## 另見

* 個人電腦供應商市場份額
* 電腦硬體製造商列表
* List of laptop brands and manufacturers
* List of touch-solution manufacturers

## 註記

## 參考資料

 

]
計算機素養

**電腦素養**（英語：Computer literacy）指一個人對於電腦運作方式的概念和使用電腦的純熟度，並非僅指個人電腦 (PC) 而包括廣義的數位控制機器。電腦素養高的人對於數位化機器的運作邏輯有一種靈感性掌握，很容易學會新的軟體或介面，了解新的硬體功能。

這個術語源於 1972 年阿特・魯赫曼（Art Luehrmann）發表的一篇會議論文「Should the computer teach the student, or vice-versa?」，該文介紹並定義了「computing literacy」。其後，人們開始使用「computer literacy」而不是「computing literacy」。直到 1981 年，他幫助建立的出版公司正式命名為「Computer Literacy Press」。30 年後的 2002 年，他再次發表文章「Should the computer teach the student... — 30 years later」，感慨世界的教育系統在電腦素養教育方面沒有取得多大進展。

電腦素養（computer literacy）定義為使用電腦和應用軟體的技能，要具備這種技能就需要學習基本的電腦知識，理解電腦的硬體、軟體和它們的使用方法。電腦素養涵蓋的內容隨著電腦的發展而變化，也各持己見。例如，美國有些高校要求的最低技能包括檔案管理（File Manipulation）以及字處理（word processing）、Excel、PPT (PowerPoint) 等軟體的使用技能。

## 參考文獻
計算機行話

**行話**是指一些特定專業人士之間的用語，為了幫助討論議題，這些用語當中有許多在發展過程中逐漸簡化，例如可能會直接使用縮寫而不必附加解釋。不同的行業有不同的行話。在一個領域當中，某個詞彙可能會有比標準解釋更為精確的定義。

## 行話的使用狀況

許多不同的領域使用不同的行話，有以下幾個例子：

* 體育：在體育賽事轉播節目中可聽到許多行話，主持人或解說人經常使用特定運動項目中使用的行話來講評，因此不熟稔此運動的觀眾可能無法了解。如：擦板得分（籃球）、deuce（網球）、衝球（撞球）等等。
* 宗教：不同的宗教概念和信條會有不同的行話。如：業（印度教）、菩提（佛教）、羽化（道教）、三位一體（基督教）。
* 醫學：特別在手術室或是急救的情況下，行話的使用狀況比較普遍，其因是為了能讓醫療人員快速地溝通。在醫學領域裡，拉丁文（拉丁文化）的詞彙普遍地用來代替一般普通的醫療用詞，因此患者不易理解。
* 批判理論：每個批判理論的分支幾乎都有自己的行話。
* 資訊科技和網際網路：用來在與電腦工程師、系統工程師和電腦駭客間使用。
* 航海詞彙：早期使用的行話，現大多已不使用。
* 政治：在首長與評論者間使用，用來討論政治策略和手段。

## 參見

* 俚語
* 網路語言
* 黑話
* 術語

## 外部連結

* Plain English （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* LanguageMonitor （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） - Watchdog on contemporary English usage
* JargonWiki - A wikified version of The Jargon File.
* CorporateJargon.net
* nickselby.com - 2007 BullsIT awards for worst in high-tech marketing jargon
計算機視覺各主題列表

這是一個**計算機視覺以及圖象處理**的主題列表

## 圖像增強

* 圖像去噪
* 圖像直方圖
* 直方圖均衡化
* Tone mapping
* Retinex algorithm
* 伽馬校正

## 變換

* 仿射變換（affine transform）
* 投影變換（Projective transform）
* 拉東變換（Radon transform）
* Walsh-Hadamard 變換（Walsh-Hadamard tranform)

## 濾波，傅立葉變換，小波變換以及圖像壓縮

* 濾波器組
* Gabor 濾波器 (Gabor filter)
* JPEG2000
* 自適應濾波 (Adaptive filtering)
* 粒子濾波 (particle filtering)

## 彩色視覺

* 人類視覺系統
* 色彩匹配函數
* 色彩空間
* 色彩外觀模型
* 色彩管理系統
* Color profile

## 圖像匹配 (Registration)

* 最小均方估計 (Least squares estimation)
* 霍夫變換 (Hough transform)
* Geometric hashing
* 粒子濾波器 (Particle filter)
* 隨機抽樣一致 （RANdom SAmple Consensus）
* 光束法平差

 

* Active appearance model (AAM)
* Direct linear transform (DLT)
* 投影幾何 Projective geometry
* 針孔相機 Pinhole camera model
* Epipolar geometry
* Fundamental matrix
* Graph cut segmentation
* Normalized cut segmentation
* 邊緣檢測
* Canny 邊緣檢測器
* 邊緣連接 Edge linking
* 哈里斯邊角偵測 Harris corner detector
* 輪廓檢測 Contour detection
* 動態輪廓 Active contour
* Level set method
* 互相關 Cross correlation
* 尺度空間 Scale space
* Scale-invariant feature transform (SIFT)
* Image pyramid
* Multispectral Imaging
* 馬爾可夫網絡 Markov random fields
* 運動矢量 Motion vector
* 光流法 Optical flow
* 圖像分割 Image segmentation
* Medial axis
* 方向梯度直方圖 Histogram of oriented gradient

## 參見

* List of computer graphics and descriptive geometry topics
計算機語言

**電腦語言**（computer language）指用於人與電腦之間通訊的語言，是人與電腦之間傳遞資訊的媒介。但是其概念比通用的程式語言要更廣泛。例如，HTML 是標示語言，也是電腦語言，但並不是程式語言。
計算機軟件列表

**電腦軟體列表**，泛指在電腦上所執行的各種軟體的列表，或同類型軟體的比較。

## 依軟體發行公司分類

* Adobe 軟體列表
* Mozilla 產品列表
* 微軟應用軟體列表

## 依系統平台分類

### DOS

* MS-DOS 命令列表

### Unix

* Unix 工具列表
* Unix 實用程式列表

### Linux

* Linux 套件比較
* KDE 程式列表

## 依軟體功能分類

### 作業系統

* 作業系統列表
* 自舉引導程式比較

### 程式設計

* 程式設計語言列表
* 組合語言列表

### Internet 應用

**使用者端軟體**

* 網頁瀏覽器列表 - 網頁瀏覽器比較
* FTP 客戶端列表 - FTP 客戶端比較
* 電子郵件客戶端列表 - 電子郵件客戶端比較
* 即時通訊軟體列表 - 即時通訊軟體比較
* 下載管理程式比較

**伺服器端軟體**

* FTP 伺服器列表

**P2P 軟體**

* 檔案分享程式比較
* ED2k 軟體比較

**網站套件**

* 內容管理系統列表
* Wiki 軟體比較

### 商務應用軟體

* 辦公室套裝軟體比較
* 關係型資料庫管理系統比較

### 多媒體應用軟體

* 媒體播放器列表
* 光碟製作軟體列表

### 其他應用軟體

* 檔案編輯器列表 - 文字處理器比較 / 檔案編輯器比較
* 壓縮軟體列表 - 壓縮軟體比較
* 防毒軟體列表
* 中文輸入法列表

## 其他

* 開放原始碼軟體列表
* 開源遊戲列表
計算機輔助技術

**電腦輔助技術**（CAx）是利用電腦來協助產品設計、分析及製造的技術。

先進的電腦輔助技術工具會整合產品生命週期管理（PLM）中許多不同的層面，包括設計、有限元素分析（FEA）、製造、生產規劃及產品等。

* 電腦輔助設計（CAD）
* 電腦輔助建築設計（CAAD）
* 電腦輔助工程（CAE）
* 電腦輔助夾具設計（Computer-aided fixture design，CAFD）
* 電腦輔助創新（Computer-aided innovation，CAI）
* 電腦輔助工業設計（Computer-aided industrial design，CAID）
* 電腦輔助製造（CAM）
* 電腦輔助流程計劃（CAPP）
* 電腦輔助需求捕捉（Computer-aided requirements capture，CAR）
* 電腦輔助規則定義（Computer-aided rule definition，CARD）
* 電腦輔助規則執行（Computer-aided rule execution，CARE）
* 電腦輔助軟體工程（CASE）
* 電腦輔助自動化（Computer-aided automation，CAA）
* 電腦導航手術（CAS）
  * 電腦輔助手術類比（Computer-aided surgical simulation，CASS）
* 計算流體力學（CFD）
* 零件資訊系統 (Component information system，CIS)
* 電腦整合製造 (CIM)
* 電腦數值控制（CNC）
* 電子設計自動化（EDA）
* 企業資源計劃（ERP）
* 有限元素分析（FEA）
* 以知識為基礎的工程（KBE）
* 知識生命週期管理（Knowledge Lifecylcle Management，KLM）
* 製造流程管理（MPM）
* 製造流程計劃（Manufacturing process planning，MPP）
* 物料需求計劃（MRP）
* 製造資源計劃（MRP II）
* 產品資料管理（PDM）
* 產品生命週期管理 (PLM)
* 虛擬原形

## 參考資料

## 外部連結

* LearnCAx （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） Online Education in CAx Technologies
計算機輔助製造

**電腦輔助製造**（英文：**Computer-aided manufacturing**，縮寫：**CAM**）是工程師大量使用產品生命周期管理電腦軟體的產品元件製造過程。電腦輔助設計中生成的元件三維模型用於生成驅動數字控制工具機的電腦數控代碼。這包括工程師選擇工具的類型、加工過程以及加工路徑。

## 綜述

有些電腦輔助製造與電腦輔助設計整合，譬如 MASTERCAM 等。每一個電腦輔助製造軟體首先都要解決 CAD 資料交換的問題，因為生成資料的 CAD 系統就像文書處理軟體那些經常按照它自己的專有格式儲存資料。通常需要電腦輔助設計操作員將資料輸出成通用的資料格式，2D 平面如 DXF 及 DWG 等；3D 曲面則以 IGES 或者 STL 為主要選擇。一般而言，只要 CAD 在繪製時所使用的單位與電腦輔助製造軟體相同，通常都不需要再進行編輯，所以可以直接採用，較為簡單。

電腦輔助製造軟體的輸出結果通常是結構較簡單的 "G 代碼" 程式 (.NC)，當加工為 2D 平面加工時，G 代碼程式內容會較簡單易懂 (因其絕大部分均為兩軸定位)，然而，當加工為 3D 曲面，G 代碼程式會變的較為龐大，而且也較難解讀。

當電腦輔助製造軟體轉出 G 代碼程式後，會使用直接數字控制（DNC）程式將它傳送到加工機控制器上，目前亦有可將 G 代碼程式儲存於記憶卡中，在插入加工機控制器所組態的記憶卡插槽中讓控制器讀取。

儘管長期以來人們一直夢想電腦輔助製造軟體能夠獨立運轉，然而，無論再先進的電腦輔助製造軟體，在沒有技術成熟的人員使用下，均極為容易造成後續加工上的失誤 (斷刀、過切等)，因此它仍然需要知識與技能都很豐富的操作員來進行操作與設定，譬如：刀具的選擇、加工的深度、加工的方式等等。

在最佳的情況下，電腦輔助製造軟體操作人員最好與數控工具機操作人員相同，這樣的組態，加工失誤的機率會降到最低。

## 歷史

商用電腦輔助製造的應用最初出現在汽車以及航空工業領域的大公司中，例如 1971 年雷諾用於車身設計與加工的 UNISURF。

## 加工過程

大多數加工過程都要經過三個步驟，根據材料以及所用軟體的不同每一步都是或簡單或複雜的策略來實現，這些策略有：

**粗加工**
: 這個過程從立方原料或者鑄件開始，將它大致加工成最後的模型。因為按照水平方向加工，通常得到一種階梯的形狀。常用的策略有 zig-zag clearing、offset clearing、plunge roughing、rest-roughing。

**半精加工**
: 這個過程從經過粗加工的不平零件開始，按照一個固定的偏移對零件加工。

**精加工**
: 與半精加工類似，但是起始所用原料不同。

## 當今提供電腦輔助製造軟體的公司

根據 2005 年收入排列，最大的電腦輔助製造軟體公司是 UGS Corp (已被 Siemems 併購) 與達索系統 (Dassault Systèmes)，二者都占有逾 10% 的市場份額。PTC、itachi Zosen 和 Delcam 分別占有逾 5% 的市場份額。Planit、Tebis、Missler、CNC (Mastercam) 及 WorkNC 分別占有 2.5% 到 5% 的市場份額。剩餘 35% 的市場份額被其它較小的供應商所分割 (SprutCAM, GibbsCAM & etc.)。

## 應用領域

* 機械工程
* 電子設計自動化電腦輔助製造工具準備要製造的印製電路板及積體電路設計資料。

## 參見

* 電腦輔助設計
* 電腦整合製造
* 直接數值控制
* 彈性製造系統
* 整合電腦輔助製造
* 快速成型技術
* 製程管理

## 外部連結

* DP Technology（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, D.P. Technology, Makers of Esprit and Esprit Mold CAM systems.
* CAD/CAM Overview Online Tutorial（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）– from Tooling University, you can register and take this class for free.
* What is a CAM system?– By Mike Lynch
* What are the differences between manual, conversational, and CAM system programming?（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* ERP software for manufacturer（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* Open Source CNC Milling - GNU Computer Aided Manufacturing (GCAM)
* cam-occ, a linux CAM program using OpenCASCADE（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
計算機輔助設計

**電腦輔助設計**（英語：**C**omputer **A**ided **D**esign, **CAD**）是指運用電腦軟體製作並類比實物設計，展現新開發商品的外型、結構、色彩、質感等特色的過程。隨著技術的不斷發展電腦輔助設計不僅僅適用於工業，還被廣泛運用於平面印刷出版等諸多領域。它同時涉及到軟體和專用的硬體。

## 名稱

CAD 有時也寫作「computer-assisted」、「computer-aided drafting」、「computer-aided drawing」，或類似的表達方式。相關的縮略語有 CADD，表示電腦輔助設計和草圖 (computer-aided design and drafting)，以及 CAD，表示電腦輔助建築設計 (computer-aided architectural design) 或電腦輔助機械設計 (computer-aided mechanical design) 或電腦輔助模具設計 (computer-aided molding design)。所有這些術語基本上相似，都指使用電腦而不是傳統的繪圖板來進行各種項目的設計和工程製圖。

## 使用範圍

由 CAD 建立的建築和工程專案的範圍很廣，包括建築設計製圖，機械製圖，電路圖，和其他各種形式的設計交流方式。現在，它們都成為電腦輔助設計更廣泛的定義的一部分。

## 歷史

設計者很早就開始使用電腦進行計算。有人認為伊凡・蘇澤蘭在 1963 年在麻省理工學院開發的 Sketchpad 是一個轉捩點。Sketchpad 的創新特性是它允許設計者用圖形方式和電腦互動：設計可以用一枝光筆在陰極射線管螢幕上繪製到電腦裡。實際上，這就是圖形化使用者介面的原型，而這種介面是現代 CAD 不可或缺的特性。

CAD 最早的應用是在汽車製造、航空太空以及電子工業的大公司中。隨著電腦變得更便宜，應用範圍也逐漸變廣。

CAD 技術經過了多年的演變。CAD 剛開始的時候主要被用於產生和手繪的圖紙相仿的圖紙。電腦技術的發展使得電腦在設計方法有更具技巧的應用。現今，CAD 已經不僅僅用於繪圖和顯示，它也開始匯入設計者的專業知識中更具「智慧型」的部分。

隨著電腦科技的日益發展，效能的提升和更便宜的價格，許多公司已採用立體繪圖設計。以往，礙於電腦效能的限制，繪圖軟體只能停留在平面設計，欠缺真實感，而立體繪圖則突破了該限制，令設計圖更實體化。

## 功能

現代 CAD 系統的功能包括：

* 設計組件重用 (Reuse of design components)
* 簡易的設計修改和版本控制功能 (Ease of design modification and versioning)
* 設計的標準組件的自動產生 (Automatic generation of standard components of the design)
* 設計是否滿足要求和實際規則的檢驗 (Validation/verification of designs against specifications and design rules)
* 無需建立物理原型的設計類比 (Simulation of designs without building a physical prototype)
* 裝配件（一堆零件或者其他裝配件）的自動設計
* 工程文件的輸出，例如製造圖紙，材料明細表 (Bill of Materials)
* 設計到生產裝置的直接輸出
* 到快速原型或快速製造工業原型的機器的直接輸出

CAD 的發展導致了下列工具和方法的發展：

* 線框模型
* 實體造型
* 智慧型布線圖和生產關聯資料庫 (Intelligent wiring diagrams and production linked database systems)
* 圖形表達系統和工廠圖紙和資料庫 (Graphically represented system or plant diagrams and databases)
* 參數化設計模型 (Parametric design models)
* 實時進程類比 (Real-time process simulation)
* 電腦數值控制 (Computer Numerically Controlled (CNC)) 載入檔案（工具路徑指令）
* 有限元分析
* 快速原型法 (Rapid prototyping)

很多 CAD 圖紙是用應用軟體通過設計草圖和其他輸入從頭開始建立的。其他 CAD 圖紙是從原有的電子 CAD 檔案，通過複製全部或部分另一個 CAD 檔案，經過改動，然後另存為新檔案得到。只有物理形式存在的圖紙（藍圖，遺失檔案的設計圖，等等）可以用一種「紙到 CAD 轉換的」（圖紙轉換，數位化，向量化）的程式來轉為 CAD 檔案。

## 參看

* 幾何拓撲學
* 資訊可視化
* 電腦輔助工程（Computer-Aided Engineering,CAE）
* 電腦自動設計
* 電腦輔助製造
* 電腦輔助建築設計
* 電腦圖學
* 快速成型技術
* 電子設計自動化
* CAD 公司列表
* 新產品開發
* 紙到 CAD 的轉換
* Pierre Bézier
* 建築資訊模型

## 外部連結

* Design Council on Computer Aided Design Design Council one stop shop information resource on CAD by Paul Siodmok.
* **CAE**（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） includes FEA
* CAD Systems in Education（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） List of CAD systems developed in Universities for educational and commercial use.
* tools 4 CAD - CAD resource site including tips, tricks and products
* 3D model of a cylinder cover, interactiv（Acrobat Reader 8.1 or higher）
計算機遊戲

**圖形計算機**通常指一種能夠繪畫圖像、解方程組以及執行其它各種操作的手持計算機，大多數圖形計算機還能編寫程序。由於它們的屏幕較一般計算機大，因此能夠同時顯示多行文本。一些圖形計算機甚至有彩色顯示或三維作圖功能。

由於圖形計算機可以編寫程式，所以它也廣泛被用於電子遊戲上。

一些電腦軟體也可以完成圖形計算機的功能。

## 歷史

CASIO（卡西歐）在 1985 年製造了世界上第一台圖形計算機 fx-7000G。不久 HP（惠普）也推出了 HP-28C。之後的款式有 HP-28S (1988)、HP-48SX (1990)、HP-48S (1991) 及其他等的圖形計算機。2006 年推出的 HP 50g 更具有計算機代數系統（CAS），是目前最先進的機種之一。

Texas Instruments（德州儀器）自 1990 年起亦開始了生產圖形計算機，最老的型號是 TI-81，此後有 TI-82 系列、TI-83 系列、TI-84 Plus 等等。TI-89 和 TI-92 亦設有計算機代數系統（CAS）。

## 在學校中的應用

在美國以及加拿大地區裡，由於繪圖計算機對計算和繪畫方程式時有很大幫助（不用學生慢慢地繪圖），許多的高中數學教師也允許並鼓勵學生在課堂上使用圖形計算機。在某些課程裡（例如微積分）甚至是必需的。但在某些課程例如物理和化學中圖形計算機被禁止使用，因為它能儲存元素周期表。含有某些功能（例如通訊或網際網路存取）的計算機，往往被禁止在學校裡使用，以防止學生作弊或上課時不專心。

中國北京的數學應用競賽的複賽（筆試）中，圖形計算機和科學計算機是允許被帶進考場的。不過，在某些學校或考試機構中，學生在考試開始前須將所使用的計算機上交監考人員設定，待考試開始時再發還。監考人員會將計算機設為「考試模式」。在這個模式下，計算機預先存儲的資料將無法存取，監考人員還可以選擇封鎖計算機的部分功能，例如直接求解方程組、繪圖或 CAS（電腦代數系統）等。

在台灣，中學的考試通常不允許使用計算機。大學課程的考試則視科目需要而允許計算機。公務員的高普考及專技人員考試等國家考試，則只允許使用考試院考選部所核定的廠牌、型號計算機。

在東亞地區，為鍛鍊學生的計算能力，以及考試的公平性，考試時往往禁止使用任何計算機，當然也包括繪圖計算機。

## 遊戲

由於圖形計算機能編寫程式碼，所以很多遊戲被製造了出來，包括於 Texas Instruments 的 TI-84 裡附載的「Puzzle Pack（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）」。

遊戲例子︰

* 水果忍者 (Fruit Ninja)
* 俄羅斯方塊
* 超級瑪里奧
* 薩爾達傳說
* GB68K —— Game Boy 模擬器
* 一擲千金 _（Deal or No Deal）_
* 傳送門

 

## 參見

* Casio 圖形計算機
* TI 圖形計算機對比
* 惠普圖形計算機對比

## 參考
計算機邏輯

**計算機邏輯**描述應用於計算機科學和人工智慧的邏輯。它包括：

* 以在計算機科學中的應用為導向的邏輯學研究。例如：組合子邏輯和抽象釋義；
* 以邏輯形式自然表達的計算機科學基本概念。例如：程式語言的形式語義，霍爾邏輯和邏輯編程；
* 計算理論的關注形式邏輯的基本問題的方面。例如：Curry-Howard 對應和博弈語義；
* 被當作應用計算機科學的邏輯工具。例如：自動定理證明和模型效驗。
* 軟體（和硬體）開發的形式方法，比如在 Z 符號中使用謂詞邏輯。

基本數理邏輯比如命題邏輯和謂詞邏輯（通常聯合上集合論）的研究被認為是對任何大學計算機科學課程都非常重要的理論基礎。高階邏輯通常不教，但在定理證明工具如 HOL 中是很重要的。

有相關的一個年刊 _IEEE Symposium on Logic in Computer Science_（LICS）。

## 書籍

* _Mathematical Logic for Computer Science_by Mordechai Ben-Ari. Springer-Verlag, 2nd edition, 2003. ISBN 1852333197.
* _Logic in Computer Science: Modelling and Reasoning about Systems（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）_ by Michael Huth, Mark Ryan. Cambridge University Press, 2nd edition, 2004. ISBN 052154310X.
* _Logic for Mathematics and Computer Science_ by Stanley N. Burris. Prentice Hall, 1997. ISBN 0132859742.

## 外部連結

* Article on _Logic and Artificial Intelligence_（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） at the Stanford Encyclopedia of Philosophy.
* IEEE Symposium on Logic in Computer Science（LICS）
計算機雜誌列表

**電腦雜誌列表**列出各地的關於電腦的雜誌名稱。

## 美國、英國電腦雜誌列表

* Cnet.com
* ZDnet.com
* PC World
* PC Magazine
* PC Pro
* PC/Computing
* IT Reviews
* MacWorld
* Linux Journal

## 香港電腦雜誌列表

* 電腦週刊
* PCM 電腦廣場
* X-Tips
* PC3 Magazine
* e-zone
* Hi-Tech Weekly
* CPU
* 香港高登
* 新浪網 - 科技領域
* PC 一週
* 電腦技術
* 電腦領域

## 中國大陸電腦雜誌列表

* 電腦愛好者
* 電腦應用文摘
* 學生電腦
* 微型電腦
* 大眾硬體
* 大眾軟體
* 少年電腦世界
* 電腦報
* 駭客 x 檔案
* 駭客防線
* 駭客手冊
* 中國電腦報
* ZDnet 中國
* PC Magazine 中國
* PC World 中國

## 台灣電腦雜誌列表

* Download!
* PC home
* PC Shopper
* PCDIY!
* 電腦 DIY
* 電腦王
* PC Office
* Cnet 台灣
* ZDnet 台灣
* Tom's 硬體指南
* IT Home
* RUN!PC
計算機預訂系統

**計算機預訂系統**又稱**中央預訂系統**、**電腦預定系統**，它是一種計算機系統，可以用來存儲和檢索信息，並且與空中游覽、酒店、汽車租賃或其他活動相關的交易（例如預訂）也可以在此類計算機系統上進行。計算機預訂系統最初由航空公司設計和使用，後來擴展到旅行社和全球分銷系統（GDS）。

## 參考文獻
計算物理學

**計算物理學**（英語：Computational physics）是研究如何使用數值方法分析可以量化的物理學問題的學科。
歷史上，計算物理學是計算機的第一項應用；目前計算物理學被視為計算科學的分支。

計算物理有時也被視為理論物理的分支學科或子問題，但也有人認為計算物理與理論物理與實驗物理聯繫緊密，又相對獨立，是物理學第三大分支。

## 背景

在物理學中，要求基於各種數學模型的理論，都能夠對這些理論所描述的系統的行為給出精確的描述。不幸的是，很多問題無法得到精確解（即解析解），或求精確解的過程過於複雜。（比如，古典力學中的多體問題。量子力學中，除少數極端近似的大多數問題。）此時，將會使用數值近似的方法來求解這類問題。計算物理學就是這樣一門數值近似的學科，它使用計算有限的計算步數（往往計算量很大）與簡單的數學方法（算法），利用計算機操作、演算，得到相應的近似解與相應的逼近誤差。

### 物理學中的地位

計算物理學在物理學中的地位目前存在著爭議 。有時候它被視作理論物理的重要工具，有時也被看做一種「計算機實驗」 ，同時也有人將其看作介於理論物理與實驗物理之間的第三條物理學分支。考慮到計算機也同時被應用於記錄實驗數據並進行相應分析，它也可能不應被單純地歸類為計算科學。

## 問題與挑戰

即使使用了計算物理方法，物理問題也時常難以求解。這通常由如下幾個（數學）原因造成：缺少相應算法、無法對數值解進行相應分析、複雜度過高和混沌現象。比如，史塔克效應現象中電子波函數的求解（量子力學中，當原子處在強電場時，電子行為會發生相應變化），將需要一套很複雜的算法才能求解（目前只能求解其中的一部分情況）；有些問題，則必須使用暴力計算或者時間空間複雜度很高的算法，比如一些複雜方程式的求解和圖形化方法。有時也會需要使用數學中的微擾理論（如量子力學中的微擾理論）進行近似求解，比如上面提到的史塔克效應。

此外，量子力學中很多問題的解是指數形式的，其數值解也會相應地發生指數暴增；此外，宏觀系統往往包含 1023 數量級巨大的分子數目，也提高了模擬計算的難度。

最後，很多物理系統本質上是非線性的，甚至是混沌的。這也使得我們難以確定計算機得到的「解」是否是由數值近似帶來的逼近誤差本身造成的。

## 方法與算法

由於計算物理學可以研究的問題十分廣泛，人們通常按照其解決的數學問題或使用的數學方法來分類，一般可歸類如下：

這些方法被用來研究所建模系統的物理特性。

計算物理學也時常受到計算化學的影響，比如固態物理學家利用密度泛函理論研究固體的物理特性的方式，與化學家研究分子行為的方式基本一致。

此外，計算物理學研究也需要相應的軟體與硬體來支撐，有時會需要超級計算機和高性能運算的相關技術支持。比如熱核融合的研究中就使用了超級計算機來模擬電漿行為。

## 分支與交叉

幾乎所有物理學的主要分支都能在計算物理學的應用中找到一席之地，比如計算力學、計算電動力學、計算電漿等。計算力學又由計算流體力學（CFD）、計算固體力學、計算接觸力學組成。而計算流體力學與計算電動力學又共同促成了計算磁流體力學。量子力學 N 體問題中，當 N 趨近於無窮大時就變成了計算化學問題。
作為計算物理重要分支的計算固體物理，又直接應用於材料科學。

一個與計算凝聚體物質特性相關的分支叫做計算統計力學，用於解決其他方法難以解決的一些問題（比如滲透過濾、磁旋等）。

計算天體物理學，乃是對於天體物理學問題所進行的技術與方法。

## 應用

主要用於解決計算物理學的問題，應用在物理學不同領域皆，現代物理學研究的重要組成部分。如：加速器物理學、天體物理學、流體力學（含：計算流體力學）、晶體場理論 / 格點規範理論（尤其是格點量子色動力學）、電漿（見：電漿模擬）、模擬物理系統（應用在分子動力學）、蛋白質結構預測、固體物理學、軟物質等諸多物理學之領域。

計算化學在固態物理學，例如用密度泛函理論計算固體的特性，是一種類藉助於計算化學理念研究來研究固體分子的物理特性的策略，以及參與其他大量的固體物理學計算。又如電子能帶結構和磁性能，電荷密度可以通過這幾種方法計算，包括盧京格爾科恩–模型 /K・p 微擾理論和從頭計演算法。

## 應用軟體

計算物理常用軟體主要為 Matlab、和 Mathematica 和 Maple 等數值計算軟體，這些軟體提供了大量求解常見計算物理問題的工具，供使用者直接應用。常見的高級語言也可以實現相同的計算功能，有時甚至能夠更高速完成任務，但這也需要相應的編程技巧與計算物理知識作支撐。

## 參見

* 數學物理
* 第一原理計算
* 分子動力學

## 參考資料

## 外部連結

* C20 IUPAP Commission on Computational Physics（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* APS DCOMP（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* IoP CPG (UK)（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* SciDAC: Scientific Discovery through Advanced Computing
* Open Source Physics（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* SCINET Scientific Software Framework（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 萊斯大學查理德中心（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
計算理論

**計算理論**（英語：Theory of computation）是數學的一個領域，和電腦有密切關係。其中的理論是現代密碼協定、電腦設計和許多應用領域的基礎。該領域主要關心三個方面的問題：

* 採用什麼計算模型（即形式語言、自動機）
* 解決哪些是可計算的、哪些是不可計算的（即可計算性理論及演算法）
* 要用多少時間、要用多少儲存（即計算複雜性理論）

這三方面的問題可以用一個問題來總括：「電腦的基礎能力及限制到什麼程度？」

計算理論的「**計算**」並非指純粹的算術運算（Calculation），而是指從已知的輸入透過演算法來取得一個問題的答案（Computation），因此，計算理論屬於理論計算機科學和應用數學。

為了對計算進行嚴謹的研究，電腦科學家會將計算以數學的方式抽象化，稱為計算模型。有幾種目前在使用的計算模型，其中最出名的是圖靈機。電腦科學家研究圖靈機的原因是它很容易敘述，可以分析，用來證明結果，而且用此模式呈現了許多強而有力的計算模型（參照邱奇－圖靈論題）。圖靈機有潛在的，數量無限的記憶能力，這似乎是不可能達到的，不過所有圖靈機解決的可判定性問題都只需要有限量的記憶能力。因此理論上，任何可以用圖靈機解決的（可判定性）問題都只需要有限量的記憶能力。

## 歷史

計算理論早在所有計算機發明之前便開始了，當時是使用數理邏輯，在 20 世紀此理論和數學分離，成為一個獨立的學科。

計算理論早期的重要貢獻者有阿隆佐・邱奇、庫爾特・哥德爾、艾倫・圖靈、史蒂芬・科爾・克萊尼、約翰・馮・紐曼及克勞德・香農等。

## 參考資料

## 參見

* 計算複雜性理論
* 可計算性理論
* 圖靈機
* 最佳化問題

## 外部連結

* Theory of Computation（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） at MIT
* Theory of Computation（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） at Harvard
* Computability Logic - A theory of interactive computation. The main web source on this subject.
計算理論期刊

**計算理論期刊**（Theory of Computing）是一份網際網路上的開放獲取期刊，領域為計算理論專業。這份期刊創刊於 2005 年，主要緣起於時下全世界的大學圖書館面對一這些由商業學術出版公司所出版的科學期刊 (Scientific journal) 日漸提高的訂閱費用，以致造成財政上的不堪負荷，故創立此刊物，幫組降低獲取信息的成本。

期刊由芝加哥大學電腦科學系的人員主辦，2006 年的編輯為拉斯洛・拔拜 (László Babai)。

## 參見

* 開放獲取期刊列表
* INFOCOMP 電腦科學期刊

## 外部參考鏈接

* （英文）計算理論期刊網站：計算理論期刊 - 開放獲取 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
計算生物學

**計算生物學**（Computational Biology）是生物學的一個分支。根據美國國家衛生研究所（NIH）的定義，它是指開發和應用數據分析及理論的方法、數學建模和計算機仿真技術，用於生物學、行為學和社會群體系統的研究的一門學科。該領域被廣泛定義，包括計算機科學，應用數學，動畫，統計學，生物化學，化學，生物物理學，分子生物學，遺傳學，基因組學，生態學，進化，解剖學，神經科學和科學可視化的基礎。

計算生物學與生物計算學不同，生物計算是計算機科學和計算機工程的子領域，使用生物工程和生物學建造計算機，但是類似於生物信息學，這是一個跨學科的科學，使用計算機存儲和處理生物數據。

## 學科歷史

## 主要研究內容

### 生物序列的片斷拼接

### 序列比對

序列比對所研究的基本問題是兩個或多個序列間的相似性。序列比對是計算生物學的基本問題之一。對序列的兩兩比對，已經有了基於動態規劃的較成熟的算法以及建立在此基礎上的軟體包 BLAST。對於兩個序列的局部比對問題，可以用史密斯 - 沃特曼算法來解決。多重序列的比對目前還缺乏快速並且十分有效的算法。

### 基因識別

### 進化樹的構造

### 蛋白質結構預測

## 應用

## 與生物信息學的區別與聯繫

某些人將計算生物學作為生物信息學的同義詞處理；但是另外一些人認為計算生物學和生物信息學應當被作為不同的條目處理，因為生物信息學主要側重於對生物學中所得信息的採集、存貯、分析處理與可視化方面，而計算生物學主要側重於使用計算技術對生物學問題進行研究方面。

## 參見

* 生物信息學

## 參考文獻

## 外部連結

* 國際計算生物學會（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 美國國家生物技術信息中心（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* NIH BISTI（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 北京大學理論生物學中心
* 台灣計算生物學會（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 中國科學院 - 馬普學會計算生物學夥伴研究所（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
計算社會學

**計算社會學**是社會學的一門分支，使用密集演算的方法來分析與模擬社會現象。計算社會學使用計算機模擬、人工智慧、複雜統計方法，以及像是社會性網路分析等新的途徑，由下而上地塑造社會互動的模型，來發展與測試複雜社會過程的理論。

它包含了對於社會行為者的理解，這些行為者之間的互動，以及這些互動對於社會整體的影響。雖然社會科學的主題與方法和自然科學或電腦科學相異，當代對於社會的模擬所使用的許多方法仍舊起源於如物理學與人工智慧等領域。而一些源自於社會科學的方法也被納入自然科學，例如在社會性網路分析與網路科學領域中，網路中心性的測量。

在相關文獻中，計算社會學經常與社會複雜度的研究相關。像是複雜系統、鉅觀過程與微觀過程之間非線性的互連，與突現等社會複雜度的概念也進入了計算社會學的辭彙。一個實際且廣為人知的例子是以「虛擬社會（artificial society）」的形式建造一個演算模型，研究者可以藉此分析一個社會體系的結構。

## 歷史

### 系統理論與結構功能論

在戰後時期，萬尼瓦爾・布希的微分分析器、約翰・馮・諾伊曼的細胞自動機、諾伯特・維納的模控學 與克勞德・夏農的資訊理論在技術系統中成為模擬與暸解複雜度具有影響力的典範。相對應地，在像是物理學、生物學、電子學，和經濟學等學門的科學家開始表述一種一般性的系統理論，其中所有自然與物理現象皆為一個系統中具有相同模式與性質的相關元素的展現。　　隨著艾彌爾・涂爾幹以實事求是的方式分析複雜現代社會的呼聲，戰後結構功能主義社會學家如塔爾科特・帕森斯利用這些構成元素之間系統化與階層化互動的理論，來嘗試生成宏大而統一的社會學理論，例如四種功能（_AGIL paradigm_）。　　如 George Homans 等社會學家辯稱社會理論應該被形式化（正規化）（_formalized_），成為命題和精確術語的階層結構，其他的命題與假設可以從中被推演出來並操作化以進行實証研究。由於電腦演算法與程式早在 1956 年就已用來測試和驗證數學定理，例如四色定理，社會科學家與系統動力學家預期類似的計算取徑可以類比地「解決」與「證明」正規化的問題，和社會結構與動力的理論。

### 鉅視模擬與微視模擬

到了 1960 年代晚期與 1970 年代早期，社會科學家使用更為可得的電腦科技對組織、產業、城市，與全球人口進行控制與回饋過程的鉅視模擬。這些模型使用微分方程，將人口分布視為其他系統性因素（如存貨控管、都市交通、遷徙、疾病傳染等）的整體計算型函數（holistic functions）來進行預測。羅馬俱樂部根據對於全球經濟的模擬（simulation）而出版了預測全球環境浩劫的報告。儘管在這份報告發表後的 1970 年代中期，對社會體系的模擬因而得到了大量的關注，然而其煽動的結論顯示了模型的結果受到對於模型的參數所做的特定量化假設非常大的影響（highly sensitive）（在羅馬俱樂部的例子中，僅有少數的證據支持），亦暫時使得這初生的領域失去可信度。對於利用計算工具來預測巨觀的社會與經濟行為產生的懷疑漸增，因此社會科學家將其注意力轉向了微視模擬模型（microsimulation），藉由模擬個人層級個體的狀態漸進（aggregate）改變，而非人口層級的分布的改變，社會學家們作出了預測，也研究政策的效果。然而，這些微視模擬模型並未允許個體進行互動或適應，其目的也非基本理論研究。

### 細胞自動機與個體為本模型

## 參見

* 計算社會科學
* 計算經濟學

## 參考資料
計算社會科學

**計算社會科學（**英語：**Computational social science）** 指的是在社會科學中採用電腦運算方法的學術分支，運算用以建立模型、模擬、分析社會現象。次分支包括計算經濟學、計算社會學、歷史動力學、自動媒體分析等等，內容則專注在透過模擬、建模、網絡分析、媒體分析等觀察社會與行為關係及互動。計算社會科學演化自科學方法的基礎：觀察研究（如利用大數據分析數位足跡）以及科學理論（如利用電腦模擬建立社會模型）等等。計算社會科學是一種多學科綜合的方法，透過先進的資訊科技觀察社會，特別是資訊的處理。電腦用於分析社會網絡、社會地理系統 、社群媒體、傳統媒體內容等等。

計算社會科學日益依賴逐漸增加的大型資料庫，目前正由幾個跨領域計畫建置中或維護中的資料庫有：

* 塞莎特（Seshat）：全球歷史的資料庫，內容系統性的收集了關於內容群體政治社會組織的資訊，以及社會如何演化等。塞莎特隸屬於演化研究所，演化研究所為非營利智庫，目標為「利用演化科學來解決現實世界問題」。
* D-PLACE：地方、語言、文化和環境資料庫，提供超過 1400 個人類社會形態的資料。
* 文化演化圖集：是由彼得・百富勤（Peter N. Peregrie）所建立的考古資料庫。
* CHIA （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）：即歷史分析的協作資訊（Collaborative Information for Historical Analysis （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）），是由匹茲堡大學主持的多學科合作項目，旨在將歷資訊資訊建檔，將數據與全球各地的研究機構連結起來。
* 國際社會歷史研究所（International Institute of Social History）：收集關於勞動關係，工人和勞動的全球社會歷史的資料。
* Human Relations Area Files eHRAF Archaeology。
* Human Relations Area Files eHRAF World Cultures。
* Clio-Infra （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）：從公元前 1800 年到現在的全球社會樣本的經濟績效和社會福利其他方面的資料庫。

對大量歷史報紙內容的分析率先顯示了如何自動發現週期性結構 ，對社群媒體進行類似的分析，也能看到明顯的週期性結構。

## 參見

* Cliodynamics
* Seshat (project)
* 社會科學
* 計算社會學
* 計算經濟學

## 參考文獻
計算神學

**計算神學** (Computational theology) 或**計算宗教學**(Computational religion) 或**計算創造論**(Computational creationism) 是一個原生的學術研究，旨在透過電腦科學及計算機科技來了解及解釋神學及宗教現象。

## 參見

* 數碼物理學
* 神學
* 創造論

## 參考資料

## 外部連結

* Computational Philosophy of Science （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, Paul Thagard, Massachusetts Institute of Technology press, Google Book
* Computational Theology
* Computational Theology, next generation