計算機科學

計算機科學是一門包含各種各樣與計算和信息處理相關主題的系統學科，從抽象的演算法分析、形式化語法等等，到更具體的主題如程式語言、程序設計、軟體和硬體等。作為一門學科，它與數學、計算機程序設計、軟體工程和計算機工程有顯著的不同，卻通常被混淆，儘管這些學科之間存在不同程度的交叉和覆蓋。

計算機科學研究的課題是：

計算機程序能做什麼和不能做什麼（可計算性）；
如何使程序更高效的執行特定任務（演算法和複雜性理論）；
程序如何存取不同類型的數據（資料結構和資料庫）；
程序如何顯得更具有智能（人工智慧）；
人類如何與程序溝通（人機互動和人機界面）。

計算機科學的大部分研究是基於「馮·諾依曼計算機」和「圖靈機」的，它們是絕大多數實際機器的計算模型。作為此模型的開山鼻祖，邱奇-圖靈論題（Church-Turing Thesis）表明，儘管在計算的時間，空間效率上可能有所差異，現有的各種計算設備在計算的能力上是等同的。儘管這個理論通常被認為是計算機科學的基礎，可是科學家也研究其它種類的機器，如在實際層面上的並行計算機和在理論層面上機率計算機、oracle 計算機和量子計算機。在這個意義上來講，計算機只是一種計算的工具：著名的計算機科學家 Dijkstra 有一句名言「計算機科學之關注于計算機並不甚於天文學之關注于望遠鏡。」。

計算機科學根植于電子工程、數學和語言學，是科學、工程和藝術的結晶。它在20世紀最後的三十年間興起成為一門獨立的學科，並發展出自己的方法與術語。

早期，雖然英國的劍橋大學和其他大學已經開始教授計算機科學課程，但它只被視為數學或工程學的一個分支，並非獨立的學科。劍橋大學聲稱有世界上第一個傳授計算的資格。世界上第一個計算機科學系是由美國的普渡大學在1962年設立，第一個計算機學院於1980年由美國的東北大學設立。現在，多數大學都把計算機科學系列為獨立的部門，一部分將它與工程系、應用數學系或其他學科聯合。

計算機科學領域的最高榮譽是ACM設立的圖靈獎，被譽為是計算機科學的諾貝爾獎。它的獲得者都是本領域最為出色的科學家和先驅。華人中首獲圖靈獎的是姚期智博士。他于2000年以其對計算理論做出的諸多「根本性的、意義重大的」貢獻而獲得這一崇高榮譽。

主要的研究領域

形式化基礎

邏輯學

數學
- 泛代數
- 遞歸論
- 模型論
- 機率論和數理統計
- 邏輯代數
  - 布爾代數
- 離散數學
  - 組合數學
  - 圖論
    - 網論
- 資訊理論

理論計算機科學

描述複雜性
編譯器
程序設計理論
資訊理論
類型理論

計算方法學

模式識別
- 語音識別
- 文字識別
- 簽名識別
- 人臉識別
- 指紋識別

計算機應用

數值計算
- 數值分析
- 定理機器證明
- 計算機代數
- 金融計算
- 工程計算
  - 計算機化學
  - 計算機物理
  - 生物資訊理論
  - 計算生物學

非數值計算
- 工廠自動化
- 辦公室自動化
- 人工智慧
- 信息存儲與檢索
- 符號語言處理
- 計算機輔助科學
  - 計算機輔助設計
  - 計算機輔助教學
  - 計算機輔助管理
  - 計算機輔助軟體工程
  - 機器人學
  - 多媒體技術
  - 人機互動
  - 電子商務

特定技術

計算科學史

計算機歷史

軟體業歷史

編程思想

卓越的先驅者

艾倫·圖靈

馮紐曼

參見

外部連結

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