تشارلز بابيج يرجع له الفضل في اختراع أول آلة حاسوب.[13]آدا لوفلايس يرجع لها الفضل في كتابة أول خوارزمية بهدف عمل معالجة على الحاسوب.[14]استخدم الجيش الألمانيآلة إنجما خلالالحرب العالمية الثانية للاتصالات التي أرادوا إبقاؤها سرية. كان فك تشفير حركة آلة الإنجما على نطاق واسع عاملاً مهمًا ساهم في انتصار الحلفاء في الحرب العالمية الثانية.
قبل العشرينات من القرن العشرين، كان مصطلححاسوب 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 تطويرآلات حاسبةحاسوب يمكنها إتمام الأعمال الروتينية المُعرّضة للخطأ البشري عند إجراء حسابات بشرية.
خلال الأربعينات ومع تطوير آلات حاسبة أكثر قوة وقدرة حسابية تتطور مصطلححاسوب ليُشير إلى الآلات بدلا من الأشخاص الذين يقومون بالحسابات. وأصبح من الواضح أن الحواسيب يمكنها أن تقوم بأكثر من مجرد عمليات حسابية وبالتالي تم الانتقال إلى دراسةالحوسبة بشكل عام. بدأت المعلوماتية وعلوم الحاسب تأخذ استقلالها كفرع أكاديمي مستقل في الستينييات، مع إيجاد أوائل أقسام علوم الحاسب في الجامعات وبدأت الجامعات تمنح إجازات في هذه العلوم.
يعود تاريخ أقرب تعريف لعلوم الحاسوب إلى ما قبل أول آلةحاسوب رقمي، لحساب المهام العددية الثابتة مثلالمعداد الذي كان موجود منذ العصور القديمة للمساعدة في العمليات الحسابية مثل الضرب والقسمة وبعد ذلك وجدتالخوارزميات لأداء العمليات الحسابية في العصور القديمة وحتى قبل تطوير المعدات الحاسوبية المعقدة، فياللغة السنسكريتية القديمة مخطوطة تسمى "Shulba Sutras" أو قواعد الوتر "Rules of the Chord" وهو كتاب في الخوارزميات مكتوب في سنة 800 قبل الميلاد لبناء الأجسام الهندسية مثل المذابح باستخدام الأوتاد والأوتار وتعتبر بدايات (أسلاف) مجالهندسة الرياضية الحسابية الحديثة.
ثم كشفغوتفريد لايبنتس آلة حاسبة ميكانيكية الرقمية تسمى حاسوب متدرج (الحاسوب التدريجي) في سنة (1673)،[16] ويمكن أن يقال أنه يعتبر أول عالم حاسوب، واضع النظريات للمعلومات، ومن بين أسباب أخرى لهذا الترشيح، توثيقه لنظم الأرقام الثنائية.
في عام 1820، أطلقتشارلز توماس «Charles Xavier Thomas أو Thomas de Colmar» صناعة آلة حاسبة ميكانيكية،[ملاحظة 1] عندما صدر له جهاز مبسط يسمى أريثموميتر وكان أول آلة حاسبة قوية بما فيه الكفاية وموثوق بها بما يكفي للاستخدام اليومي في بيئة مكتبية.
تشارلز بابيج بدأ تصميم أول آلة حاسبة ميكانيكية أوتوماتيكية تسمى محرك الفرق في عام 1822، والذي أعطى في نهاية المطاف له فكرة عمل أول آلة حاسبة ميكانيكية للبرمجة وتسمىالمحرك التحليلي.[17] بدأ تطوير هذا الجهاز في عام 1834 وفي أقل من عامين كان قد رسم العديد من السمات البارزةللحاسوب الحديث.[18] كان اعتماد نظام البطاقة المثقبة المشتقة منمنسج جاكارد هي خطوة حاسمة،[18] مما يجعلها ذات برمجة بلا حدود.[ملاحظة 2]
في عام 1843، أثناء ترجمة مقال فرنسية عنالمحرك التحليلي، كتبتآدا لوفلايس في واحدة من العديد من الملاحظات أنها شملت، خوارزمية لحسابأعداد برنولي، والذي يعتبر أول برنامج حاسوب.[19]
في حوالي سنة 1885، اخترعهيرمان هولليريث آلة التبويب للاستخدام في تلخيص المعلومات وكانت تستخدمبطاقة مثقبة لمعالجة المعلومات الإحصائية في نهاية المطاف أصبحت هذه الشركة جزء منآي بي إم اليوم.
في عام 1937، وبعد مئة سنة من حلم باباج المستحيل أقنعهوارد أيكن شركةآي بي إم بتطوير آلته الحاسبة العملاقة للبرمجة، في ذلك الوقت كانتآي بي إم تصنع كل أنواع معداتالبطاقات المثقبة وكانت أيضا تقوم بأعمال الآلات الحاسبة.[20] وأُطْلِق اسمهارفارد مارك واحد عليها وكانت بناء على المحرك التحليلي الخاصبتشارلز بابيج، وكانت تستخدم الكروت المثقوبة ووحدة الحوسبة المركزية، وعندما تمت الآلة النهائية أشاد البعض بأن «حلم باباج تحقق».[21]
خلال الأربعينيات من القرن الماضي ومع تطور آلات حاسوب أقوى،[22] وبدى واضحا أن الحاسوب يمكن أن يستخدم في أكثر من الحسابات الرياضية فقط، مجال علوم الحاسب توسع ليشمل الحوسبة بشكل عام، تم وضع إنشاء علوم الحاسب كعلم أكاديمي مستقل في الخمسينيات وأوائل الستينيات من القرن الماضي.[23][24]
على الرغم من اقتراحه لأول مرة في عام 1956.[25] ظهر مصطلح ”علم الحاسوب“ في مقال نُشر عام 1959 في المجلة الشهرية لاتصالات جمعية آلات الحوسبة.[26] الذي يدعو فيه لويس فين إلى إنشاء كلية للدراسات العليا في علوم الحاسب الآلي على غرار إنشاءكلية هارفارد للأعمال عام 1921.[27] ويبرر لويس التسمية بالقول إن هذا الموضوع، مثلعلم الإدارة، هو موضوع تطبيقي ومتعدد التخصصات بطبيعته، بينما يتسم بالخصائص النموذجية للتخصص الأكاديمي.[26] وقد تكللت جهوده وجهود آخرين مثلالمحلل العدديجورج فورسيث بالنجاح: فقد استمرت الجامعات في إنشاء مثل هذه الأقسام، بدءًا من جامعة بوردو في عام 1962.[28] على الرغم من اسمه، فإن قدرًا كبيرًا من علم الحاسوب لا يتضمن دراسة الحواسيب نفسها. ولهذا السبب، تم اقتراح العديد من الأسماء البديلة.[29] تفضل بعض الأقسام في الجامعات الكبرى مصطلح علم الحوسبة، للتأكيد على هذا الاختلاف بالتحديد. اقترح العالم الدنماركيبيتر ناور مصطلحعلم البيانات (داتالوجي - datalogy),[30] ليعكس حقيقة أن هذا التخصص العلمي يدور حول البيانات ومعالجة البيانات، في حين أنه لا يشمل بالضرورة أجهزة الكمبيوتر. كانت أول مؤسسة علمية تستخدم المصطلح هي قسم علم البيانات في جامعة كوبنهاغن، الذي تأسس في عام 1969، وكان بيتر ناور أول أستاذ في علم البيانات. ويستخدم المصطلح بشكل رئيسي في الدول الاسكندنافية. وهناك مصطلح بديل، اقترحه ناور أيضًا، هوعلم البيانات؛ ويستخدم هذا المصطلح الآن لمجالمتعدد التخصصات لتحليل البيانات، بما في ذلك الإحصاءات وقواعد البيانات.
في الأيام الأولى للحوسبة، تم اقتراح عدد من المصطلحات للممارسين في مجال الحوسبة في مجلة المجلة الشهرية لاتصالات جمعية آلات الحوسبة—عالِم تورينج وعالِم التورولوجيا، وعالِم المخططات الانسيابية، وعالِم الرياضيات التطبيقية،وعالِم المعرفة التطبيقية.[31] وبعد ثلاثة أشهر في نفس المجلة، اقتُرح في المجلة نفسها اسم ”عالم الكومبتولوجي“، وتبعه في العام التالي اسم ”عالم الهيبولوجي“.[32] كما تم اقتراح مصطلح الحوسبة أيضاً.[33] في أوروبا، المصطلحات المستمدة من الترجمات المتعاقد عليها لتعبير ”المعلومات التلقائية“ (أمثلة : "informazione automatica" بالإطالية) أوinformatique (فرنسية),Informatik (الألمانية),informatica (الإيطالية, الهولندية)informática (الإسبانية, البرتغالية)informatika (اللغات السلافيةوالهنغارية)pliroforiki (πληροφορική التي تعني المعلوميات)باليونانية. كما تم اعتماد كلمات مماثلة في المملكة المتحدة (كما هو الحال فيكلية المعلوماتية، جامعة إدنبرة).[34] ”لكن في الولايات المتحدة، ترتبطالمعلوماتية مع الحوسبة التطبيقية، أو الحوسبة في سياق مجال آخر.“[35]
هناك مقولة فولكلورية، غالبًا ما تُنسب إلى - ولكن من شبه المؤكد أنها لم تكن أول من صاغها -إدجر ديجكسترا، تقول إن ”علم الحاسوب لا يتعلق بالحاسوب أكثر من علم الفلك بالتلسكوبات“. يعتبر تصميم ونشر أجهزة الكمبيوتر وأنظمة الكمبيوتر بشكل عام من ضمن تخصصات أخرى غير علوم الكمبيوتر. على سبيل المثال، عادة ما تعتبر دراسة أجهزة الحاسوب جزءًا منهندسة الحاسوب، في حين أن دراسةأنظمة الحاسوب التجارية ونشرها غالباً ما تسمى تكنولوجيا المعلومات أونظم المعلومات. ومع ذلك، كان هناك تبادل للأفكار بين مختلف التخصصات المتعلقة بالحاسوب. وغالبًا ما تتقاطع أبحاث علوم الحاسوب أيضًا مع تخصصات أخرى، مثلالعلوم الإدراكيةواللغوياتوالرياضياتوالفيزياءوالأحياءوعلوم الأرضوالإحصاءوالفلسفةوالمنطق.
يعتبر البعض أن علم الحاسوب له علاقة أوثق بكثير مع الرياضيات من العديد من التخصصات العلمية، حيث يقول بعض المراقبين أن الحوسبة علم رياضي.[36] تأثرت علوم الحاسوب المبكرة بشدة بأعمال علماء الرياضيات مثلكورت غودلوألان تورينغوجون فون نيومان وروزا بيتروألونزو تشرتش، ولا يزال هناك تبادل مفيد للأفكار بين المجالين في مجالات مثلالمنطق الرياضيونظرية الفئات ونظرية المجالوالجبر.[37]
إن العلاقة بين علم الحاسوب وهندسة البرمجيات مسألة مثيرة للجدل، ويزيد من تعقيدها الخلافات حول معنى مصطلح ”هندسة البرمجيات“، وكيفية تعريف علم الحاسوب.[38] ادعى ديفيد بارناس، مستلهمًا العلاقة بين تخصصات الهندسة والعلوم الأخرى، أن التركيز الرئيسي لعلوم الحاسوب هو دراسة خصائص الحوسبة بشكل عام، بينما التركيز الرئيسي لهندسة البرمجيات هو تصميم عمليات حسابية محددة لتحقيق أهداف عملية، مما يجعل التخصصين منفصلين ولكنهما متكاملين.[39]
تميل الجوانب الأكاديمية والسياسية والتمويلية لعلوم الحاسوب إلى الاعتماد على ما إذا كان القسم مشكلاً بتوجه رياضي أو بتوجه هندسي. فأقسام علوم الحاسوب ذات التركيز على الرياضيات وذات التوجه العددي تأخذ بعين الاعتبار المواءمة معالعلوم الحاسوبية. ويميل كلا النوعين من الأقسام إلى بذل جهود للتقريب بين المجالين تعليميًا إن لم يكن في جميع الأبحاث.
على الرغم من وجود كلمة علم في اسمه، هناك جدل حول ما إذا كان علم الحاسوب هو أحد فروع العلوم,[40] أو الرياضيات,[41] أو الهندسة أم لا. جادلألن نيويلوهيربرت سيمون في عام 1975,
علم الحاسوب هو تخصص تجريبي. كنا سنسميه علمًا تجريبيًا، ولكن مثل علم الفلك والاقتصاد والجيولوجيا، فإن بعض أشكاله الفريدة من الملاحظة والتجربة لا تتناسب مع الصورة النمطية الضيقة للمنهج التجريبي. ومع ذلك، فهي تجارب. فكل آلة جديدة يتم بناؤها هي تجربة. إن بناء الآلة في الواقع يطرح سؤالاً على الطبيعة؛ ونحن نستمع إلى الإجابة من خلال مراقبة الآلة أثناء تشغيلها وتحليلها بكل وسائل التحليل والقياس المتاحة.[42]
وقد قيل منذ ذلك الحين أنه يمكن تصنيف علم الحاسوب كعلم تجريبي لأنه يستخدم الاختبار التجريبي لتقييمصحة البرامج، ولكن تبقى مشكلة في تحديد قوانين ونظريات علم الحاسوب (إن وجدت) وتحديد طبيعة التجارب في علم الحاسوب.[42] يجادل مؤيدو تصنيف علم الحاسوب كتخصص هندسي بأن موثوقية الأنظمة الحاسوبية يتم التحقيق فيها بنفس الطريقة التي يتم بها التحقيق في الجسور فيالهندسة المدنية والطائرات فيهندسة الطيران.[42] ويقولون أيضًا أنه في حين أن العلوم التجريبية تلاحظ ما هو موجود حاليًا، فإن علم الحاسوب يلاحظ ما يمكن أن يوجد، وبينما يكتشف العلماء القوانين من الملاحظة، لم يتم العثور على قوانين مناسبة في علم الحاسوب وهو يهتم بدلًا من ذلك بخلق الظواهر.[42]
يجادل مؤيدو تصنيف علم الحاسوب كتخصص رياضي بأن برامج الحاسوب هي تجسيدات مادية للكيانات والبرامج الرياضية التي يمكناستنباطها من خلال رياضياتالطرق الشكلية.[42] ينظر عالما الحاسوبأيدسكر دايكستراوتوني هور إلى تعليمات برامج الحاسوب على أنها جمل رياضية، ويفسران الدلالات الرسمية للغات البرمجة على أنها أنظمة بديهية رياضية.[42]
جادل عدد من علماء الحاسوب بالتمييز بين ثلاثة نماذج منفصلة في علم الحاسوب. جادلبيتر ويجنر بأن هذه النماذج هي العلم والتكنولوجيا والرياضيات.[43] وجادل فريق عمل بيتر دينينغ بأنها النظرية والتجريد (النمذجة) والتصميم.[36] ووصفهم أمنون هـ. إيدن بأنهم ”النموذج العقلاني“ (الذي يتعامل مع علم الحاسوب كفرع من فروع الرياضيات، وهو السائد في علم الحاسوب النظري، ويستخدم بشكل أساسيالاستنباط)، و”النموذج التكنوقراطي“ (الذي قد يوجد في المناهج الهندسية، وأبرزها في هندسة البرمجيات)، و”النموذج العلمي“ (الذي يقارب المصنوعات المتعلقة بالحاسوب من المنظور التجريبيللعلوم الطبيعية،[44] ويمكن تحديده في بعض فروعالذكاء الاصطناعي).[45] يركّز علم الحاسوب على الأساليب المتبعة في تصميم أنظمة الحوسبة التي يصنعها الإنسان وتحديد مواصفاتها وبرمجتها والتحقق منها وتنفيذها واختبارها.[46]
كعلم، يمتد علوم الحاسوب إلى مجموعة من الموضوعات من الدراسات النظريةللخوارزميات وحدودالحساب إلى المسائل العملية لتنفيذ أنظمة الحوسبة في الأجهزة والبرامج.[47][48] تحدد CSAB، التي كانت تُسمى سابقًا مجلس اعتماد علوم الحوسبة -والذي يتكون من ممثلين عن جمعية آلات الحوسبة (ACM)، وجمعية IEEE للكمبيوتر (IEEE CS)-[49] أربعة مجالات تعتبرها حاسمة في مجال علوم الحاسوب:نظرية الحوسبةوالخوارزمياتوهياكل البيانات ومنهجيةالبرمجة واللغات وعناصر الحاسوب وبنى البيانات. بالإضافة إلى هذه المجالات الأربعة، يحدد CSAB أيضًا مجالات مثلهندسة البرمجياتوالذكاء الاصطناعيوشبكات الحاسوب والاتصالات وأنظمة قواعد البيانات والحساب المتوازي والحساب الموزع والتفاعل بين الإنسان والحاسوب ورسوميات الحاسوب وأنظمة التشغيل والحساب الرقمي والرمزي مثل كونها مجالات مهمة في علوم الحاسوب.[47]
علوم الحاسوب النظرية هي رياضيات وتجريدية في الروح، ولكنها تستمد دوافعها من الحساب العملي واليومي. الهدف منه هو فهم طبيعة الحساب، ونتيجة لهذا الفهم، توفير منهجيات أكثر كفاءة. يمكن اعتبار جميع الدراسات المتعلقة بالمفاهيم والطرق الرياضية والمنطقية والرسمية بمثابة علوم الحاسوب النظرية، شريطة أن يكون الدافع مستمدًا بوضوح من مجالالحوسبة.
وفقًا لبيتر دينينج، فإن السؤال الأساسي الذي يكمن وراء علوم الحاسوب هو «ما الذي يمكن أن يكون آلياً (بكفاءة)؟»[50] تركزنظرية الحوسبة على الإجابة على الأسئلة الأساسية حول ما يمكن حسابه وما مقدار الموارد اللازمة لأداء تلك الحسابات. في محاولة للإجابة على السؤال الأول، تدرس نظرية الحوسبة المشكلات الحسابية التي يمكن حلها في النماذج النظرية المختلفة للحساب. يتم تناول السؤال الثاني من خلال نظرية التعقيد الحسابي، والتي تدرس تكاليف الوقت والمكان المرتبطة بمناهج مختلفة لحل العديد من المشكلات الحسابية.
ترتبطنظرية المعلومات بكمية المعلومات. تم تطوير هذا بواسطةكلود شانون لإيجاد حدود أساسية لعمليات معالجة الإشارات مثل ضغط البيانات وتخزين البيانات ونقلها بشكل موثوق.[52]نظرية الترميز هي دراسة خصائص الأكواد (أنظمة لتحويل المعلومات من نموذج إلى آخر) وملاءمتها لتطبيق معين. تُستخدم الرموز لضغط البيانات،والتشفير، واكتشاف الأخطاء وتصحيحها، وكذلك في الآونة الأخيرة أيضًا لترميز الشبكة. تتم دراسة الرموز لغرض تصميم طرق فعالة وموثوقة لنقل البيانات.
نظرية لغات البرمجة هي فرع من فروع علوم الحاسوب التي تتعامل مع تصميملغات البرمجة وميزاتها الفردية وتنفيذها وتحليلها وتوصيفها وتصنيفها. يقع ضمن مجال علوم الحاسوب، اعتمادًا علىالرياضياتوهندسة البرمجيات واللغويات والتأثير عليها. إنه مجال بحث نشط، مع العديد من المجلات الأكاديمية المخصصة.
الطرق الشكلية هي نوع معين من التقنيات القائمة علىالرياضيات لتحديد مواصفات البرمجيات و الأجهزة وتطويرها والتحقق منها. الدافع وراء استخدام الطرق الشكليةلتصميم البرمجيات والأجهزة هو التوقع بأن إجراء التحليل الرياضي المناسب، كما هو الحال في التخصصات الهندسية الأخرى، يمكن أن يساهم في موثوقية ومتانة التصميم. وهي تشكل أساساً نظرياً مهماً لهندسة البرمجيات، خاصة عندما يتعلق الأمر بالسلامة أو الأمن.
تعتبر الطرق الشكلية عاملاً مساعداً مفيداً لاختبار البرمجيات لأنها تساعد على تجنب الأخطاء ويمكنها أيضاً توفير إطار عمل للاختبار. للاستخدام الصناعي، هناك حاجة إلى دعم الأدوات. ومع ذلك، فإن التكلفة العالية لاستخدام الطرق الشكلية تعني أنها لا تستخدم عادةً إلا في تطوير الأنظمة عالية التكامل والحرجة في الحياة، حيث تكون السلامة أوالأمن في غاية الأهمية. وأفضل وصف للطرق الشكلية هو تطبيق مجموعة واسعة إلى حد ما من أساسياتعلوم الحاسوب النظرية، ولا سيماالحسابات المنطقية واللغات الشكلية ونظرية الأتمتة ودلالات البرامج، وكذلكأنظمة الأنواع وأنواع البيانات الجبرية على المشاكل في مواصفات البرمجيات والأجهزة والتحقق منها.
رسوميات الحاسوب هي دراسة المحتويات المرئية الرقمية وتتضمن تركيب ومعالجة بيانات الصورة. ترتبط الدراسة بالعديد من المجالات الأخرى في علوم الحاسوب، بما في ذلكرؤية حاسوبية، ومعالجة الصور، والهندسة الحاسوبية، ويتم تطبيقها بشدة في مجالات المؤثرات الخاصة وألعاب الفيديو.
الحوسبة العلمية (أوالعلوم الحاسوبية) هي مجال الدراسة المعني ببناءالنماذج الرياضية وتقنيات التحليل الكمي واستخدام أجهزة الحاسوب لتحليل وحل المشكلات العلمية. في الاستخدام العملي، عادة ما يكون تطبيقمحاكاة الحاسوب وأشكال الحساب الأخرى للمشاكل في مختلف التخصصات العلمية. بما في ذلكديناميكيات الموائع الحسابية، والأنظمة والدوائر الفيزيائية والكهربائية والإلكترونية، بالإضافة إلى المجتمعات والأوضاع الاجتماعية (لا سيما الألعاب الحربية) إلى جانب بيئاتها، وغيرها الكثير. تتيح الحواسيب الحديثة تحسين التصاميم مثل الطائرات الكاملة. ومن البرامج البارزة في تصميم الدوائر الكهربائية والإلكترونية برنامج SPICE،[53] بالإضافة إلى برمجيات التنفيذ المادي للتصاميم الجديدة (أو المعدلة). وتشمل هذه الأخيرة برامج التصميم الأساسيةللدوائر المتكاملة.[54]
الحوسبة الاجتماعية هي مجال يهتم بالتقاطع بين السلوك الاجتماعي والأنظمة الحاسوبية. وتطور بحوث التفاعل بين الإنسان والحاسوب النظريات والمبادئ والمبادئ التوجيهية لمصممي واجهة المستخدم، بحيث يمكنهم إنشاء تجارب مرضية للمستخدم مع أجهزة سطح المكتب والحاسوب المحمول والأجهزة المحمولة.
هندسة البرمجيات هي دراسة تصميم البرمجيات وتنفيذها وتعديلها من أجل ضمان أن تكون ذات جودة عالية وبأسعار معقولة وقابلة للصيانة وسريعة البناء. وهي مقاربة منهجية لتصميم البرمجيات، تتضمن تطبيق الممارسات الهندسية على البرمجيات. تتعامل هندسة البرمجيات مع تنظيم وتحليل البرمجيات - فهي لا تتعامل فقط مع إنشاء أو تصنيع برمجيات جديدة، بل مع ترتيبها الداخلي وصيانتها. على سبيل المثالاختبار البرمجيات وهندسة النظم والديون التقنية وعمليات تطوير البرمجيات.
يُعدّ التزامن خاصية للأنظمة التي يتم فيها تنفيذ العديد من العمليات الحسابية في وقت واحد، ومن المحتمل أن تتفاعل مع بعضها البعض.[56] وقد تم تطوير عدد من النماذج الرياضية للحوسبة المتزامنة العامة بما في ذلكشبكات بيتري وحسابات العمليات ونموذج آلة الوصول العشوائي المتوازية.[57] عندما يتم توصيل عدة أجهزة كمبيوتر في شبكة أثناء استخدام التزامن، يُعرف ذلك بالنظام الموزع. تمتلك أجهزة الكمبيوتر داخل هذا النظام الموزع ذاكرة خاصة بها، ويمكن تبادل المعلومات لتحقيق أهداف مشتركة.[58]
أمن الحاسوب هو فرع من فروع تكنولوجيا الحاسوب يهدف إلى حماية المعلومات من الوصول غير المصرح به أو تعطيلها أو تعديلها مع الحفاظ على إمكانية الوصول إلى النظام وسهولة استخدامه للمستخدمين المستهدفين.
تهدف قاعدة البيانات إلى تنظيم وتخزين واسترجاع كميات كبيرة من البيانات بسهولة. تتم إدارة قواعد البيانات الرقمية باستخدام أنظمة إدارة قواعد البيانات لتخزين البيانات وإنشاءها وصيانتها والبحث فيها، من خلالنماذج قواعد البيانات ولغات الاستعلام.
تحليل أداء الحاسوب هو دراسة العمل المتدفق عبر أجهزة الحاسوب مع الأهداف العامة لتحسين الإنتاجية، والتحكم في وقت الاستجابة، واستخدام الموارد بكفاءة، والقضاء على الاختناقات، والتنبؤ بالأداء في ظل ذروة الأحمال المتوقعة.[59] توفر المقاييس طريقة لمقارنة أداء الأنظمة الفرعية المختلفة عبر أبنية شرائح أنظمة مختلفة.
أشار فيلسوف الحوسبة بيل رابابورت إلى ثلاث رؤى عظيمة لعلوم الحاسوب:[60]
رؤيةغوتفريد لايبنتس وجورج بول وألان تورينج وكلود شانون وصموئيل مورس: هناك شيئان فقط على الحاسوب التعامل معهما ليمثّل "أي شيء". يمكن تمثيل جميع المعلومات حول أي مشكلة قابلة للحوسبة باستخدام 0 و1 فقط (أو أي زوج آخر قابل للتبديل بين حالتين يمكن تمييزهما بسهولة، مثل "تشغيل/إيقاف"، "ممغنط/غير ممغنط"، "جهد عالي/جهد منخفض"، إلخ).
فكرةآلان تورينج: هناك خمسة إجراءات فقط يجب على الكمبيوتر القيام بها من أجل القيام "بأي شيء". يمكن التعبير عن أي خوارزمية بلغة للكمبيوتر تتكون من خمسة تعليمات أساسية فقط:
رؤية كورادو بوم وجوزيبي جاكوبيني: هناك ثلاث سبلفقط لدمج هذه التعليمات (في تعليمات أكثر تعقيدًا) لكي يقوم الحاسوب "بأي شيء".
لا يلزم سوى ثلاث قواعد فقط لدمج أي مجموعة من التعليمات الأساسية في تعليمات أكثر تعقيدًا:
التسلسل: افعل هذا أولاً، ثم افعل ذلك;
الاختيار: إذا كان كذا وكذا، ثم افعل هذا، ثم افعل ذلك، وإلا افعل ذلك;
التكرار: عندما يكون كذا وكذا، افعل ذلك. يمكن تبسيط القواعد الثلاث لرؤية بوهم وجاكوبيني بشكل أكبر باستخدام طريقةإدهب إلى (مما يعني أنها أكثر بدائية منالبرمجة المنظمة).
يدرس طلاب علم الحاسوب العديد من مجالات الرياضيات مثلحساب التفاضل والتكامل،الجبر الخطي،والمعادلات التفاضلية. علم الرياضيات أساسي جدا في كتابة البرامج وفي لغات البرمجة. النظريات والتطبيقات الرياضية التي يدرسها الطلاب مهمة في فهم طريقة معالجة الحاسوب للمعلومات. بالإضافة إلى ذلك، يدرس الطلاب العديد من لغات البرمجة مثل java وPython. يدرس أيضا الطلاب القليل من الدارات الإلكترونية وطريقة عملها. يدرس الطلاب الخوارزميات خلال السنة الثالثة والرابعة. مشروع التخرج مهم للغاية في نهاية السنة الأخيرة.[61][62]
في العديد من البلدان، هناك فجوة كبيرة بين الجنسين في تعليم علوم الحاسوب. في عام 2012، تم منح 20% فقط من شهادات علوم الحاسوب فيالولايات المتحدة للنساء.[63] الفجوة بين الجنسين هي أيضا مشكلة في البلدان الغربية الأخرى. الفجوة أصغر أو غير موجودة في بعض أنحاء العالم.[64] في عام 2011، حصلت النساء على نصف شهادات علوم الحاسوب فيماليزيا.[65] في عام 2001، كان 55% من خريجي علوم الحاسوب فيغيانا من النساء.[64]
^"What is Computer Science?".Department of Computer Science, University of York (بالإنجليزية الأمريكية).Archived from the original on 2020-06-11. Retrieved2020-06-11.
^ابDenning، P.J.؛ Comer، D.E.؛ Gries، D.؛ Mulder، M.C.؛ Tucker، A.؛ Turner، A.J.؛ Young، P.R. (فبراير 1989)."Computing as a discipline".Computer. ج. 22 ع. 2: 63–70.DOI:10.1109/2.19833.ISSN:1558-0814.مؤرشف من الأصل في 2022-03-03. اطلع عليه بتاريخ2022-03-03.The discipline of computing is the systematic study of algorithmic processes that describe and transform information, their theory, analysis, design, efficiency, implementation, and application. The fundamental question underlying all of computing is, 'What can be (efficiently) automated?'
^"WordNet Search—3.1".WordNet Search. Wordnetweb.princeton.edu.مؤرشف من الأصل في 2017-10-18. اطلع عليه بتاريخ2012-05-14.
^Forsythe، George (5–10 أغسطس 1969). "Computer Science and Education".Proceedings of IFIP Congress 1968.The question 'What can be automated?' is one of the most inspiring philosophical and practical questions of contemporary civilization.
^"In this sense Aiken needed IBM, whose technology included the use of punched cards, the accumulation of numerical data, and the transfer of numerical data from one register to another",Bernard Cohen, p.44 (2000)
^ابجدهوAngius، Nicola؛ Primiero، Giuseppe؛ Turner، Raymond (2021). Zalta، Edward N. (المحرر).The Philosophy of Computer Science (ط. Spring 2021). Metaphysics Research Lab, Stanford University.مؤرشف من الأصل في 2024-05-16.
^Wegner, P. (13–15 أكتوبر 1976).Research paradigms in computer science—Proceedings of the 2nd international Conference on Software Engineering. San Francisco, California, United States:: IEEE Computer Society Press, Los Alamitos, CA.{{استشهاد بكتاب}}: صيانة الاستشهاد: علامات ترقيم زائدة (link)
^"Wayback Machine"(PDF).web.archive.org. مؤرشف منالأصل(PDF) في 2024-06-30. اطلع عليه بتاريخ2024-05-08.
^Turner، Raymond؛ Angius، Nicola (2019). Zalta، Edward N. (المحرر).The Philosophy of Computer Science (ط. Spring 2019). Metaphysics Research Lab, Stanford University.مؤرشف من الأصل في 2024-05-12.
^"كان إدخال البطاقات المثقبة في المحرك الجديد أمرًا مهمًا ليس فقط كطريقة تحكم أكثر ملاءمة من البراميل، أو لأن البرامج يمكن أن تكون الآن غير محدودة المدى، ويمكن تخزينها وتكرارها دون التعرض لخطر إدخال أخطاء في ضبط الجهاز باليد؛ كان من المهم أيضًا لأنه ساعد في تبلور شعورتشارلز بابيج بأنه اخترع شيئًا جديدًا حقًا، أكثر من مجرد آلة حاسبة متطورة." Bruce Collier،1970
.png)
