什么是计算机科学2025年3月17日 | 阅读 21 分钟 ![]() 一般来说,“科学”一词指的是对特定概念的原则的研究和计算。就像普通科学或社会科学一样,计算机科学是对计算机系统的科学研究。它代表了计算机系统的理论研究和实际应用。它包含了关于硬件和软件的所有信息。从简要到详细,它解释了与计算机系统相关的每一个概念。它描述了计算机系统中发生的每一个部分和过程,涵盖了从核心到高级主题的所有部分。它让我们了解和学习算法、进程、程序、数据表示以及计算数字信息的方法。它的学科介绍了各种算法和数据结构、网络设计、编程和建模概念以及人工智能。计算机科学的基础涵盖了数学和工程学,产生了电子电路设计技术、概率和统计学技术等。 计算学科计算机科学属于五个相互分离但又相互关联的学科家族,它们 collectively 称为计算学科。这些学科是分离的,但又相互关联,这意味着尽管它们涵盖了不同的研究概念,但它们的研究目标都是计算,这一点对每个学科都是相同的。这五个学科是: ![]()
1. 计算机工程它是对计算、算法和指导计算机系统的基本思想的研究。计算机的理论和实践方面都包括在内。数据结构、算法、编程语言、人工智能和计算机图形学只是计算机科学家研究的一些主题。他们创建新的算法和技术来解决复杂的问题并推动计算机的发展。 2. 计算机科学它侧重于如何在组织内部使用技术管理和组织信息。它涉及信息技术的管理和技术方面的研究。信息系统专业人员分析企业或组织的 정보 需求,然后构建和实施满足这些需求的系统。他们可能参与构建用户界面、创建数据库或管理企业级信息系统。 3. 信息系统它侧重于实际使用计算机系统和技术来满足公司目标。IT专业人员专注于设置、维护和管理网络和计算机系统。他们确保网络、软件和硬件被正确设置、保护和维护。IT专业人员还可能通过技术支持协助客户,并解决计算机系统问题。 4. 软件工程它侧重于软件系统的设计、开发和维护,并将工程概念应用于这些过程。软件工程师使用有组织的流程和方法来创建高质量的软件产品。他们分析用户需求,开发代码,构建架构,并测试和管理软件系统。协作、项目管理以及对生产可靠且有效的软件解决方案的承诺都是软件工程的一部分。 尽管这些领域都有其独特的研究领域,但它们都与计算机这一更广泛的主题相关。计算机工程提供了软件系统运行的硬件基础。计算机科学提供了驱动软件开发所需的理论基础和算法。信息系统和信息技术侧重于计算在组织环境中的实际应用。软件工程将所有这些方面结合起来,开发出可靠高效的软件解决方案。 由于技术的进步以及我们在生活中许多方面对计算机的依赖日益增加,计算学科不断发展。它涵盖了广泛的就业前景和科学领域。无论您是想构建计算机硬件、开发尖端软件、管理信息系统还是确保 IT 基础设施顺利运行,计算学科都提供了广泛而有趣的学习选择。 包括 IEEE-CS(IEEE 计算机学会)、ACM(计算机协会)和 AIS(信息系统协会)在内的协会和学会自 1991 年以来一直合作,以开发和改进这些学科的分类以及全球范围内使用这些学科进行研究、研究生和本科课程的教育机构的指导方针。 计算机科学的领域计算机科学家是研究计算理论和软件系统设计的人。根据研究,计算机科学的领域分为两部分: 1. 理论,或理论部分: 它侧重于抽象概念,如计算复杂性理论、编程语言理论、人机交互理论(涉及计算机系统的有用性、可用性和可访问性)、计算机体系结构、计算机工程等。 2. 实践学科: 它涉及计算科学的实际应用。计算科学是指计算和使用算法技术来建模科学数据。它还强调计算机图形学和可视化,用于实现现实世界的应用、网络、数据库和信息系统,以及实际的操作系统知识,以使其能够处理系统问题。 这两个领域共同完成了计算机科学的学习,因为有些问题或观点在进行实际实现时可以更好地表达。而且,理论在被实际理解之前是暂时的。 计算机科学的历史与发展![]() 计算机科学的发展根源与一些可区分的领域有关,它们是: 所有这些领域都促成了计算机科学的发展。 1623 年: 科学家威廉·希卡德设计并制造了机械计算机,这是第一台工作的计算器。 1673 年: 戈特弗里德·莱布尼茨展示了一台名为步进计算器的数字机械计算器。戈特弗里德·莱布尼茨被认为是第一位计算机科学家和信息理论家。 1820 年:托马斯·德·科尔马发明了算术机,这是第一台强大可靠的计算机器,可供办公室日常使用。他并由此开创了机械计算器行业。 1822 年:查尔斯·巴贝奇开始设计差分机(第一台自动化机械计算器),这催生了分析机的想法。分析机是第一台可编程机械计算器。1834 年,他开始开发分析机,并在两年内勾勒出了现代计算机的许多显著特征。 1843 年:阿达·洛芙莱斯翻译并撰写了一篇关于分析机的法语文章,她在其中发表了计算伯努利数的算法。这被认为是第一篇在计算机上实现的已发表算法。 1885 年:赫尔曼·何乐礼发明了制表机,他使用穿孔卡片来处理统计信息。他的公司因此成为了IBM的一部分。 1937 年: 在说服 IBM 开发后,霍华德·艾肯启动了ASCC/Harvard Mark I(被称为巨型可编程计算器)。这台巨型计算器基于查尔斯·巴贝奇的分析机。ASCC/Harvard Mark I 能够独立使用穿孔卡片和CPU(中央处理单元)。有人认为,在巴贝奇梦想无法实现 100 年后,它成为可能,梦想成真。 1940 年: 开发了ENIAC和阿塔纳索夫-贝瑞计算机,它们被称为更强大、更新的计算机器。术语“计算机”指的是机器及其工作。事实证明,除了计算之外,计算机还可以用于其他计算工作。计算机科学领域扩展到计算的研究。 1945 年:IBM(国际商业机器公司)在纽约哥伦比亚大学成立了沃森科学计算实验室。 1950 年代和 1960 年代: 在此期间,计算机科学开始成为一个独立的学术学科。 1953 年: 在剑桥大学计算机实验室,设立了计算机科学剑桥文凭。该文凭是世界上第一个计算机科学学位课程。另一方面,**曼彻斯特大学**建造了第一台晶体管计算机。这台晶体管计算机被称为晶体管计算机。 1962 年: 美国普渡大学成立了第一所计算机科学系。 1959 年:穆罕默德·阿塔拉和道恩·康在贝尔实验室发明了MOSFET或MOS,即金属氧化物半导体场效应晶体管。MOS 是第一款真正紧凑的晶体管,可以小型化并批量生产以广泛使用。这使得制造高密度集成电路芯片成为可能,被称为计算机或微型计算机革命。 计算机科学的词源![]() 1959 年,“计算机科学”一词首次出现在《ACM 通讯》的一篇文章中。作者路易斯·芬在文章中主张创建计算机科学研究生院。最终,在1962 年,作者的努力(包括数值分析家乔治·福赛斯的努力)得到了回报。因此,大学开始创建计算机科学系,始于普渡大学。丹麦科学家彼得·诺尔提出了“数据学”和“数据科学”等术语。1969 年,**哥本哈根大学**成为第一个在其“数据学系”中使用该术语的科学机构,彼得·诺尔成为数据学的第一位教授。在《ACM 通讯》中,向从业者提出了许多计算领域的术语。这些名称是流程图人、图学专家、图灵工程师、应用元数学家、应用认识论家。三个月后,ACM 还提出了计算学士的术语,然后是假设学士,最后是计算学。计算机科学被认为与数学有着密切的关系,因为计算机科学深受数学家艾伦·图灵等人的工作的影响。后来,计算机科学与软件工程之间的联系成为一个问题。在这场争论中,大卫·帕纳斯认为,计算机科学的研究目标是计算的属性,而另一方面,软件工程的研究目标是设计特定的计算以实现实际目标。因此,可以看到它的学术、资金和政治方面取决于它是形成以数学为主导的系还是以工程为主导的系。最终,这两个系都努力在世界范围内努力在教育上连接计算机科学领域。 计算机科学的学科在计算机科学历史上经历各种革命以及计算机科学学位被纳入之后,该领域引入了许多新学科。因此,如果计算机科学的爱好者,他们必须获得他们能获得的深入知识。所有有志者都应有效理解计算机科学的专业和学科。因此,对于攻读计算机科学学位的学生,有以下专业领域: 学生可以专攻这些计算机科学的子领域中的任何一个,并且还可以在职业生涯中获得绝佳的机会。计算机科学已在全球范围内发展。它就像一种毒品,在 70% 到 80% 的人身上产生了依赖。 计算机科学的应用自计算机科学发展以来,它已成为人类生活的一部分。在日常生活中,我们通过计算机科学的各种应用来使用它。其中一些应用是: 除了这些应用之外,我们日常生活中还有许多其他计算机科学的应用。 计算机科学的职业选择![]() 计算机科学以其迷人的理论、工程和实验吸引了全世界。它带来了各种各样的发展,每天为人们节省了大量时间,并成为他们的助手。 计算机科学领域的不同专业吸引了大量学生。因此,任何对此领域感兴趣的人都可以从提供该课程的学院或大学获得计算机科学学位,并在以下领域开创职业生涯: 数据库管理员:数据库管理员是负责在组织内有效管理和组织数据的重要人物。他们参与设计、开发和维护数据库,以确保数据的完整性、安全性和可访问性。同样,数据库管理员还负责数据库备份和恢复、性能优化以及管理用户访问等关键职责。他们与其他团队紧密合作,了解数据需求并提供有效的数据库解决方案。该职业需要对数据库管理系统、查询语言(如 SQL)和数据建模有深入的了解。 Web 开发人员:Web 开发人员是高度称职的人员,他们设计和构建网站及 Web 应用程序。他们与客户或团队合作,在开发美观且功能齐全的网站(使用 HTML、CSS 和 JavaScript 等计算机语言)之前收集需求。Web 开发人员可以专注于前端开发(用户界面)或后端开发(服务器端编程和数据库连接)。他们对响应式设计、交互式功能和用户友好界面的知识保证了有效在线平台的创建。此外,他们经常与设计师和内容创作者合作,以确保交付最佳的网站。 软件分析师:软件分析师弥合了用户和软件开发团队之间的差距。他们分析用户需求,收集需求,并将其转化为详细的软件规范。软件分析师与利益相关者紧密合作,以识别业务流程,定义系统功能,并提出解决方案。他们对软件开发方法、项目管理和沟通技巧有深刻的理解。他们确保软件项目符合用户期望和组织目标。 软件工程师/硬件工程师:软件和硬件工程师负责设计、开发和维护软件和硬件系统。软件工程师负责编写代码和创建软件程序,重点关注确保功能性、性能和安全性。他们利用各种编程语言、框架和开发工具来制作软件解决方案。另一方面,硬件工程师专注于设计和开发计算机硬件组件和系统。他们的专业知识可能在于计算机体系结构、嵌入式系统或集成电路等特定领域。软件和硬件工程师与团队合作解决复杂问题并为技术进步做出贡献。 计算机系统操作员:计算机系统操作员承担着跟踪和维护组织内计算机系统性能的重要任务。他们负责监督硬件、软件和网络的运行,以确保平稳运行并处理可能出现的任何问题。这包括跟踪设备活动、进行例行维护、更新软件以及处理备份和安全功能。计算机系统操作员的角色对于维护计算机系统的可靠性和性能至关重要。 测试人员:测试人员(也称为质量保证 (QA) 分析师)有义务保证软件应用程序或系统的质量和功能。他们的职责包括设计和实施测试计划,识别和记录缺陷,并与开发团队紧密合作以解决问题。测试人员利用各种测试技术和工具来验证软件的功能、可用性和性能。他们的贡献对于确保软件符合必要标准并按预期运行至关重要。 编码员:编码员(也称为软件开发人员或程序员)负责创建、设计和维护软件程序。他们使用 Java、Python、C++ 或 JavaScript 等编程语言来开发有效的软件解决方案。编码员分析用户需求,设计软件架构,编写代码,并调试和测试应用程序。编码员从事各种项目,包括 Web、移动应用程序和系统软件开发。 计算机图形设计师:计算机图形设计师专注于为各种媒介(包括印刷品、网络或多媒体演示文稿)创建视觉内容。他们使用图形设计软件和工具来提供视觉上吸引人和引人入胜的图形、插图和动画。计算机图形设计师从事网站设计、标志布局、广告材料和游戏图形等任务,将艺术能力与技术熟练程度相结合,以提供视觉上令人惊叹的视觉效果。 计算机网络工程师:计算机网络工程师专门从事计算机网络的设计、实施和管理。他们确保设备和系统之间的数据能够顺利安全地传输。网络工程师设置和配置网络设备,排除网络故障,并实施安全措施。他们使用 TCP/IP 等协议,配置路由器和交换机,并优化网络性能。 还有更多,了解您的兴趣,下定决心,迈出步伐,抓住您获得的机会。 下一主题如何加快计算机速度 |
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