Computer science (CS) علم الحاسوب

علوم الكمبيوتر

 

علم الحاسوب هو دراسة الحساب والاتمتة والمعلومات . تمتد علوم الكمبيوتر (computer science )التخصصات النظرية (مثل الخوارزميات  ، ونظرية الحساب ، ونظرية المعلومات ، والأتمتة) إلى التخصصات العلمية (بما في ذلك تصميم وتنفيذ اباجهزة والبرامج ).  تعتبر علوم الكمبيوتر بشكل عام مجالًا للبحث الاكاديمس ومتميزة عن برمجة الكمبيوتر 

المجالات الأساسية لعلوم الكمبيوتر

نظرية لغة البرمجة

نظرية التعقيد الحسابي 

الذكاء الاصطناعي

هندسة الحاسوب

تعد الخوارزميات وهياكل البيانات أساسية لعلوم الكمبيوتر. تتعلق نظرية الحساب بنماذج مجردة للحساب وفئات عامن من المسائل  التي يمكن حلها باستخدامها. تتضمن مجالات التشفير وأمن الكمبيوتر دراسة وسائل الاتصال الآمن ومنع الثغرات الأمنية  . رسومات الحاسوب والهندسة الحاسوبية تعالج توليد الصور. وتعتبر نظرية لغة البرمجة طرقًا مختلفة لوصف العمليات الحسابية وقاعدة البيانات (data bases) تتعلق النظرية بإدارة مستودعات البيانات. يبحث التفاعل بين الانسان والحاسوب  في الواجهات التي يتفاعل من خلالها البشر وأجهزة الكمبيوتر ، وتركز هندسة البرمجيات  على التصميم والمبادئ الكامنة وراء تطوير البرمجيات. تقوم مجالات مثل أنظمة التشغيل والشبكات والأنظمة المدمجة بالتحقق من المبادئ والتصميم وراء الأنظمة المعقدة . تصف هندسة الكمبيوتر بناء مكونات الكمبيوتر والمعدات التي يتم تشغيلها بواسطة الكمبيوتر. الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي  تهدف إلى تجميع العمليات الموجهة نحو الهدف مثل حل المشكلات واتخاذ القرار والتكيف البيئي والنخطيط والتعلم الموجودة في البشر والحيوانات. ضمن الذكاء الاصطناعي ، تهدف رؤية الكمبيوتر إلى فهم ومعالجة بيانات الصور والفيديو ، بينما تهدف معالجة اللعبة الطبيعية  إلى فهم ومعالجة البيانات النصية واللغوية.

يتمثل الشاغل الأساسي لعلوم الكمبيوتر في تحديد ما يمكن وما لا يمكن أتمتة . تُعرف جائزة تورينج عمومًا بأنها أعلى وسام في علوم الكمبيوتر. 

   

تاريخ 

تشارلز باباج الذي يشار إليه دائما ب ابو الحوسبة 

نشرت Ada lovelase  اول خوارزمية مخصصة للمعالجة على جهاز كمبيوتر.  

أقدم الأسس لما سيصبح علم الكمبيوتر تسبق اختراع الكمبيوتر الرقمي الحديث . توجد آلات لحساب المهام العددية الثابتة مثل العداد منذ العصور القديمة ، مما يساعد في العمليات الحسابية مثل الضرب والقسمة. توجد خوارزميات لإجراء العمليات الحسابية منذ العصور القديمة ، حتى قبل تطوير معدات الحوسبة المتطورة .

قام ويليام بتصميم وإنشاء أول آلة حاسبة ميكانيكية عاملة في عام 1623  في عام 1673 ، أظهر جوتفرسد لايبترينز آلة حاسبة رقمية ميكانيكية تسمى stepped Reckoner .  يمكن اعتبار لايبنيز أول عالم كمبيوتر ومنظر معلومات ، وذلك لأسباب مختلفة ، بما في ذلك حقيقة أنه وثق نظام الأرقام الثنائية. في عام 1820 ، أطلق توماس دي كولمار صناعة الآلة الحاسبة الميكانيكية   عندما اخترع مقياس الحساب المبسط الخاص به، أول آلة حساب قوية بما فيه الكفاية وموثوقة بدرجة كافية لاستخدامها يوميًا في بيئة مكتبية. بدأ تشارلز باباج تصميم أول آلة حاسبة ميكانيكية أوتوماتيكية ، محرك الفرق الخاص به ، في عام 1822 ، والتي أعطته في النهاية فكرة أول آلة حاسبة ميكانيكية قابلة للبرمجة ، محركة التحليلي .  بدأ في تطوير هذه الآلة في عام 1834 ، و "في أقل من عامين ، رسم العديد من السمات البارزة للكمبيوتر الحديث".  "كانت الخطوة الحاسمة هي اعتماد نظام البطاقات المثقوبة المشتق من " نول الجاكار " مما يجعلها قابلة للبرمجة بلا حدود.  في عام 1843 ، أثناء ترجمة مقال فرنسي عن المحرك التحليلي ، كتبت Ada lovelase ، في إحدى الملاحظات العديدة التي أدرجتها ، خوارزمية لحساب أرقام برونولي ، والتي تعتبر أول خوارزمية منشورة على الإطلاق مصممة خصيصًا للتنفيذ على جهاز كمبيوتر.  حوالي عام 1885 ، اخترع هيرمين هوليريث  آلة الجدولة ، والتي تستخدم البطاقات المثقوبة لمعالجة المعلومات الإحصائية. في النهاية أصبحت شركته جزءًا من IBM ،عد باباج ، على الرغم من عدم معرفته بعمله السابق ، نشر ليرسي لودجيت في عام 1909  الثاني من التصميمين الوحيدين لمحركات التحليل الميكانيكي في التاريخ. في عام 1937 ، بعد مائة عام من حلم باباج المستحيل ، أقنع هوارد أيكن شركة IBM ، التي كانت تصنع جميع أنواع معدات البطاقات المثقوبة وكانت أيضًا تعمل في مجال الآلة الحاسبة  لتطوير الآلة الحاسبة العملاقة القابلة للبرمجة ، ASCC/Havard Mark ، ومقرها على محرك باباج التحليلي ، والذي يستخدم هو نفسه البطاقات ووحدة الحوسبة المركزية. عندما تم الانتهاء من الآلة ، رحب البعض بها على أنها "حلم باباج يتحقق"^{خلال الأربعينات من القرن الماضي"}، مع تطوير آلات الحوسبة  جديدة وأكثر قوة مثل كمبيوتر Atansoffer Berry و ENIAC ، جاء مصطلح الكمبيوتر للإشارة إلى الآلات بدلاً من أسلافها من البشر.  عندما أصبح من الواضح أنه يمكن استخدام أجهزة الكمبيوتر لأكثر من مجرد حسابات رياضية ، اتسع مجال علوم الكمبيوتر لدراسة الحساب بشكل عام. في عام 1945 ، أسست شركة IBM  مختبر واتسون الحوسبة العلميه في جامعة كولومليا في مدينة نيو يورك. كان منزل الأخوة الذي تم تجديده في الجانب الغربي من مانهاتن أول مختبر لشركة IBM مخصص للعلوم البحتة. المعمل هو رائد قسم الأبحاث في شركة IBM ، والذي يدير اليوم منشآت بحثية حول العالم.  في النهاية ، كانت العلاقة الوثيقة بين IBM وجامعة كولومبيا مفيدة في ظهور تخصص علمي جديد ، حيث قدمت كولومبيا واحدة من أولى دورات الائتمان الأكاديمي في علوم الكمبيوتر في عام 1946.  بدأ علم الكمبيوتر في التأسيس كتخصص أكاديمي متميز في الخمسينيات وأوائل الستينيات. أول برنامج للحصول على درجة علمية في علوم الكمبيوتر ، دبلومة كامبردج في علوم الكمبيوتر ، بدأ في جامعة كامبريدج  في عام 1953. تم إنشاء أول قسم لعلوم الكمبيوتر في الولايات المتحدة في جامعة بوردو في عام 1962.  منذ أن أصبحت أجهزة الكمبيوتر العملية متاحة ، أصبحت العديد من تطبيقات الحوسبة مجالات دراسية متميزة في حقوقها