Информатика

В широком смысле информатика есть наука о вычислениях, хранении и обработке информации. Она включает дисциплины, так или иначе относящиеся к вычислительным машинам: как абстрактные вроде анализа алгоритмов, так и довольно конкретные, например разработка языков программирования.

Согласно тезису Чёрча-Тьюринга все известные типы вычислительных машин качественно эквивалентны в своих возможностях: любое действие, выполнимое на одной вычислительной машине, также выполнимо и на другой. Тезис иногда преподносят как фундаментальный принцип информатики, обращая особое внимание на машину Тьюринга и машину Фон-Неймановской архитектуры, поскольку они имеют явное сходство с большинством из ныне действующих компьютеров. В рамках современной информатики учёные изучают также и другие типы машин, не только практически осуществимые (такие как, параллельные и квантовые компьютеры), но и сугубо абстрактные математические модели (к примеру, машина случайного доступа, которая имеет бесконечное число регистров).

Темами исследований в информатике являются вопросы, — что можно, а что нельзя реализовать в программах (теория вычислимости и искусственный интеллект), каким образом можно решать специфические задачи с максимальной эффективностью (алгоритмы), в каком виде следует хранить и восстанавливать информацию специфического вида (структуры данных), как программы и люди должны взаимодействовать друг с другом (пользовательский интерфейс и языки программирования) и т.п.

Отдельной наукой информатика была признана лишь в 1970-х; до этого она развивалась в составе математики, электротехники и других технических наук. Некоторые начала информатики можно обнаружить даже в лингвистике. С момента своего признания отдельной наукой информатика разработала собственные методы и терминологию.

Первый факультет информатики был основан в 1962 году в университете Пердью (Purdue University). Сегодня факультеты и кафедры информатики имеются в большинстве университетов мира.

Высшей наградой за заслуги в области информатики является Премия Тьюринга.

Информатика не более наука о компьютерах, чем астрономия — наука о телескопах.

Эдсгер Дейкстра

Разделы информатики

Математические основы

Криптография: Алгоритмы для защиты конфиденциальной информации, включают в себя шифрование.

Теория графов: Основы структур данных и алгоритмов поиска.

Математическая логика: Булева логика и другие способы моделирования логических запросов.

Теория типов: Формальный анализ типов данных и использование этих типов для понимания свойств программ, в частности их безопасности.

Теория вычислений

Теория автоматов: Разные логические структуры для решения задач.

Теория вычислений: Что можно вычислить, используя современные модели компьютеров.

Теория сложности вычислений: Основные ограничения (в особенности время и размер для хранения данных) классов вычислений.

Алгоритмы и структуры данных

Алгоритмы: Формальные логические процессы, используемые для вычислений и эффективность этих процессов. См. также Анализ алгоритмов.

Структуры данных: Организация и правила управления данными.

Генетические алгоритмы: Генетические алгоритмы -- это способ поиска приблизительных решений задач поиска и оптимизаций.

Языки программирования и компиляторы

Компиляторы: Способы трансляции компьютерных программ, как правило из языков программирования высокого уровня в языки низкого уровня.

Языки программирования: Формальные парадигмы языков для выражения алгоритмов и свойств этих языков (к примеру, на каком языке лучше решить данную задачу).

Базы данных

Поиск данных: Изучение алгоритмов для поиска и обработки информации в документах и базах данных; тесно связан с информационным поиском.

Конкуррентные, параллельные и распределенные системы

Конкуррентность: Теория и практика одновременных вычислений; безопасность данных в любых многозадачных или многопоточных средах.

Распределенные вычисления: Вычисления, которые используют несколько компьютерных приборов через сеть для решения общей задачи.

Компьютерные сети: Алгоритмы и протоколы для надежной передачи данных через разные разделенные или выделенные ресурсы (см. также Коррекция ошибок.

Параллельные вычисления: Вычисление использующее несколько конкуррентных потоков исполнения.

Ссылки

Теоретический минимум по информатике (курсы и учебные материалы, организованные по темам)