Định nghĩa của Khoa học Máy tính và Khoa học trong Khoa học Máy tính là gì?

Tôi đang theo đuổi bằng Cử nhân Khoa học Máy tính, nhưng tôi đang ở giai đoạn đầu của nó, và tôi khá chắc chắn rằng tôi sẽ hài lòng với lựa chọn của mình vì nó có vẻ giống như một nền giáo dục linh hoạt trong học tập và nghề nghiệp để theo đuổi.

Phải nói rằng, dường như có rất nhiều định nghĩa về Khoa học Máy tính thực sự liên quan đến giới học thuật, khu vực tư nhân và "Khoa học" thực tế trong "Khoa học Máy tính" tôi rất muốn có câu trả lời (Hoặc suy ngẫm chia sẻ) đối với bề rộng của những điều mà giáo dục về Khoa học Máy tính có thể được áp dụng, và cuối cùng là sự đa dạng của những con đường trong Khoa học Máy tính đã theo đuổi.

Khoa học máy tính là một cách hiểu sai - thực sự không có "khoa học" trong khoa học máy tính, vì khoa học máy tính không phải là quan sát tự nhiên. Thay vào đó, các bộ phận của khoa học máy tính là kỹ thuật , và các bộ phận là toán học .

Các phần lý thuyết hơn của khoa học máy tính hoàn toàn là toán học. Ví dụ, một thuật toán tốt để sắp xếp là gì? Làm thế nào để chúng ta xác định ngữ nghĩa của ngôn ngữ lập trình? Làm thế nào chúng ta có thể chắc chắn rằng một hệ thống mật mã là an toàn?

Khi khoa học máy tính được áp dụng, nó trở nên giống như kỹ thuật hơn. Ví dụ, cách tốt nhất để thực hiện thuật toán nhân ma trận là gì? Làm thế nào chúng ta nên thiết kế một ngôn ngữ máy tính để tạo điều kiện cho việc viết các chương trình lớn? Làm thế nào chúng ta có thể thiết kế một hệ thống mật mã để bảo vệ ngân hàng trực tuyến?

Ngược lại, khoa học là về quy luật tự nhiên , và nói chung hơn là về các hiện tượng tự nhiên . Các hiện tượng liên quan đến khoa học máy tính là do con người tạo ra. Một số khía cạnh của khoa học máy tính có thể được xem là thử nghiệm theo nghĩa này, ví dụ như nghiên cứu thực nghiệm về mạng xã hội, nghiên cứu thực nghiệm về mạng máy tính, nghiên cứu thực nghiệm về virus và sự lây lan của chúng, và giáo dục máy tính (cả dạy khoa học máy tính và sử dụng máy tính để dạy các môn học khác). Hầu hết các ví dụ này là khoa học máy tính biên giới, và đa ngành đúng hơn. Phương pháp gần nhất với phương pháp khoa học trong khoa học máy tính có lẽ là nghiên cứu về mạng và các thiết bị phần cứng khác, vốn là chủ đạo ở vùng ngoại ô được gọi một cách không chính thức là "hệ thống".

Những ví dụ này mặc dù, hầu hết cốt lõi của khoa học máy tính hoàn toàn không phải là khoa học. Khoa học máy tính chỉ là một cái tên - nó không cần phải có ý nghĩa.

Đối với phạm vi của khoa học máy tính, các định nghĩa tốt nhất có lẽ là: điều mà các nhà khoa học máy tính làm. Khoa học máy tính, giống như mọi ngành học khác, là một lĩnh vực rộng lớn, và rất khó để lập biểu đồ hoàn toàn. Nếu bạn muốn lấy mẫu những gì mọi người coi là khoa học máy tính, bạn có thể xem xét các lĩnh vực nghiên cứu của khoa.

Chúng ta hãy bắt đầu với một câu trích dẫn từ một trong những người cha của Khoa học máy tính hiện đại: Khoa học máy tính không nói gì nhiều về máy tính hơn thiên văn học là về kính viễn vọng. - Edsger Wybe DIJKSTRA

Vì vậy, trong thực tế nếu điều bạn quan tâm là máy tính và lập trình thì bạn không thực sự quan tâm đến khoa học máy tính :-)

Tôi nghĩ Wikipedia có một trong những mô tả hay nhất: "Khoa học máy tính (viết tắt CS hoặc CompSci) là cách tiếp cận khoa học và thực tiễn để tính toán và ứng dụng của nó. Đây là nghiên cứu có hệ thống về tính khả thi, cấu trúc, biểu thức và cơ giới hóa của các quy trình phương pháp (hoặc các thuật toán) làm cơ sở cho việc thu nhận, biểu diễn, xử lý, lưu trữ, liên lạc và truy cập thông tin, cho dù thông tin đó được mã hóa theo bit và byte trong bộ nhớ máy tính hay các động cơ được sao chép và cấu trúc protein trong tế bào người. chuyên về lý thuyết tính toán và thiết kế hệ thống tính toán "

Nhưng trong thực tế như Yuval đã tuyên bố, hầu hết các trường đại học / cao đẳng đã tránh xa khoa học máy tính lý thuyết / thuần túy và khoa học máy tính giờ là một hỗn hợp của khoa học, toán học, kỹ thuật. Dạy chúng tôi không chỉ khoa học máy tính thuần túy, mà còn cả các kỹ năng thực tế để giải quyết những vấn đề đó và các vấn đề khác bằng máy tính hiện đại, ngôn ngữ lập trình, hệ điều hành và ứng dụng phần mềm.

Điều đáng nói là thuật ngữ tiếng Đức của "Khoa học máy tính" là Informatik , làm tan chảy Infomation và Mathematik . Tôi nghĩ đó là một mô tả hay và ngắn gọn về những gì Khoa học Máy tính nói về. (thuật ngữ tiếng Ý là thông tin và tôi chắc chắn có khá nhiều ngôn ngữ khác theo cùng một dòng).

Bạn có thể quan tâm đến một cuộc thảo luận chúng tôi đã có trên meta. Cụ thể, tôi đứng trước câu trả lời của mình, được sao chép ở đây:

Khoa học máy tính là khoa học tính toán; điều đó dường như rất rõ ràng Ít rõ ràng hơn là làm thế nào để xác định khoa học và tính toán một cách hữu ích và có ý nghĩa.

Nói chung, chúng ta có thể phân chia khoa học theo hai cách phân loại: chính thức so với thực nghiệm và thuần túy so với áp dụng. Trong khi khoa học chính thống (như toán học và phần lớn khoa học máy tính) dựa vào lý luận suy diễn từ các sự thật giả định, khoa học thực nghiệm (như vật lý và hóa học) dựa vào lý luận quy nạp từ các hiện tượng quan sát được. Trong khi mục tiêu của khoa học thuần túy là thúc đẩy trạng thái hiểu biết khoa học, mục tiêu của khoa học ứng dụng là sử dụng sự hiểu biết đó để khai thác các lực lượng của Tự nhiên (theo nghĩa rộng nhất có thể của từ này) để đạt được các mục tiêu khác.

Chúng ta có thể định nghĩa tính toán là một phép biến đổi được áp dụng cho một phần thông tin. Theo nghĩa rộng nhất có thể, tính toán là, sau đó, bất kỳ quá trình nào gây ra sự thay đổi xảy ra trong vũ trụ. Không cần phải cung cấp bất kỳ định nghĩa chi tiết hơn so với điều này.

Khoa học máy tính, sau đó, bao gồm một phần của nỗ lực của con người thỏa mãn các tiêu chí sau:

• Đó là khoa học, đó là:

  • Nó là (1) chính thức hoặc (2) theo kinh nghiệm:

    1. sử dụng lý luận suy diễn từ những sự thật giả định
    2. sử dụng lý luận quy nạp từ các hiện tượng quan sát

  • Nó là (1) nguyên chất hoặc (2) được áp dụng

    1. tìm cách thúc đẩy trạng thái hiểu biết khoa học
    2. tìm cách áp dụng hiểu biết khoa học để khai thác các lực lượng tự nhiên

• Nó nghiên cứu tính toán, đó là:

  • Nó nghiên cứu hoặc (1) biến đổi hoặc (2) thông tin
    1. xử lý thông tin ánh xạ từ dạng này sang dạng khác
    2. các thực thể chịu sự biến đổi

Tôi muốn thêm một viễn cảnh liên quan đến từ "khoa học" quá dài cho một bình luận.

Mọi người nói rằng khoa học máy tính không phải là một khoa học theo cách truyền thống vì (đơn giản hóa ở đây) chúng ta làm toán học hoặc kỹ thuật. Điều đó không hoàn toàn đúng. Chúng ta có thể áp dụng phương pháp khoa học - được cho là nền tảng của khoa học - đó là

quan sát, đo lường và thử nghiệm có hệ thống, và xây dựng, thử nghiệm và sửa đổi các giả thuyết.
_{(Từ điển tiếng Anh Oxford qua Wikipedia )}

Trong thực tế, một số công việc sớm nhất trong các thuật toán tuân thủ nguyên tắc này. Một số phương pháp đã bị "mất" vì một số lý do nhưng chúng ta vẫn có thể sử dụng nó.

Quá trình cơ bản¹ sẽ như thế này:

• Lưu ý một vấn đề mà chúng tôi muốn giải quyết với một máy tính.
• Hãy đến với một thuật toán.
• Phân tích (một mô hình toán học của) thuật toán.
• Dựa trên phân tích của bạn, hãy dự đoán thời gian chạy (dự kiến) của thuật toán (trên một bộ đầu vào nhất định và một máy nhất định).
• Xác nhận hoặc làm sai lệch dự đoán của bạn bằng các thí nghiệm.

$O$ ngay cả trong các trường con định hướng theo kinh nghiệm hơn.

Nhân tiện, đừng tin lời tôi. Robert Sedgewick và Philippe Flajolet đã làm việc để đưa khoa học trở lại khoa học máy tính , chủ yếu bằng cách phát triển khuôn khổ chính thức của tổ hợp phân tích cho phép đưa ra các giả thuyết có thể kiểm chứng. Bạn có thể tìm thấy video và MOOCs của Sedgewick sẽ cho bạn biết nhiều như vậy.

Tất cả hy vọng không bị mất.

1. Tất nhiên, đây chỉ là công thức thuật toán wrt. Bạn cũng có thể nghiên cứu xem các mô hình đồ thị có phù hợp với thực tế hay không (được thực hiện trong công việc trên các mạng xã hội, mặc dù thường dựa trên kinh nghiệm hơn là khoa học) hoặc thông lượng mạng hóa ra như dự đoán hoặc bất kỳ số lượng nào khác.

đây có thể là một câu hỏi cũ được tranh luận từ lâu về nguồn gốc của khoa học máy tính. một cách tự nhiên để nghiên cứu / trả lời điều này là thông qua các tài liệu được xuất bản trên subj. nghi ngờ có nhiều giới thiệu tốt về điều này bị chôn vùi trong các tài liệu chưa được trích dẫn. Ngoài ra, các câu trả lời / POV về điều này có thể đã thay đổi theo thời gian hay còn gọi là dịch chuyển Kuhnian đã hơi phổ biến trong lĩnh vực này, có thể nhiều hơn so với các lĩnh vực khoa học khác. một góc độ khác để nghiên cứu điều này là cách môn học đã được dạy trong học viện và cách nó phù hợp với cấu trúc phòng ban hiện tại cũng đã thay đổi theo thời gian.

Dưới đây là một số bài viết / bài luận hay của Denning, cơ quan có thẩm quyền trong lĩnh vực này, giải quyết trực tiếp câu hỏi này và là một nơi tốt để bắt đầu cho nhiều lượt giới thiệu hơn. cả hai được công bố trên tạp chí của xã hội học thuật chính của lĩnh vực này, CACM .

• Điện toán là một từ chối khoa học tự nhiên , 2007

Các quy trình thông tin và tính toán tiếp tục được tìm thấy rất nhiều trong các cấu trúc sâu của nhiều lĩnh vực. Trên thực tế, máy tính không phải là máy tính, không bao giờ là một khoa học chỉ mang tính nhân tạo.

• Khoa học máy tính là khoa học? Từ chối, 2005

Khoa học máy tính đáp ứng mọi tiêu chí để trở thành một khoa học, nhưng nó có một vấn đề uy tín tự gây ra.

làm việc từ định nghĩa của khoa học

1. một nhánh kiến ​​thức hoặc nghiên cứu liên quan đến một cơ thể của sự thật hoặc sự thật được sắp xếp một cách có hệ thống và cho thấy hoạt động của các định luật chung: khoa học toán học.
2. kiến thức hệ thống về thế giới vật chất hoặc vật chất có được thông qua quan sát và thử nghiệm.
3. bất kỳ ngành khoa học tự nhiên hoặc vật lý.
4. hệ thống hóa kiến ​​thức nói chung.
5. kiến thức, như sự thật hoặc nguyên tắc; kiến thức thu được bằng nghiên cứu có hệ thống.

1. khoa học máy tính được kết nối chặt chẽ với toán học và liên quan đến nghiên cứu quan trọng (ví dụ như nghiên cứu).

2. khoa học máy tính là rộng và kết nối chặt chẽ với vật lý theo nhiều cách. ví dụ: vật lý / nhiệt động lực học tính toán, tính toán lượng tử , P =? NP như một định luật vật lý , chuyển pha , v.v.

3. nó là hệ thống kiến ​​thức.

4. nó trải qua nghiên cứu có hệ thống tức là nghiên cứu.

thuật ngữ "khoa học máy tính" nhấn mạnh lĩnh vực này không chỉ đơn thuần là áp dụng các nguyên tắc đã biết, ví dụ như trong kỹ thuật. có khá nhiều terra incersonita xung quanh khoa học máy tính, nhiều câu hỏi cơ bản trong lĩnh vực này là mở / chưa được trả lời . số lượng các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới rất khó ước tính nhưng con số vượt quá hàng ngàn hoặc hàng chục ngàn.

tuy nhiên, lưu ý rằng các khía cạnh khoa học hơn của khoa học máy tính không thực sự được dạy / tiếp xúc quá nhiều ở cấp đại học, có thể dẫn đến một số rắc rối. Dường như cũng không có nhiều hiện thân / lễ kỷ niệm / người đề xướng / người ủng hộ nó như là một khoa học, ví dụ như trái ngược với các lĩnh vực khác như LHC & khám phá về boson Higgs, v.v ... mặc dù CS có vai trò chính trong nó khám phá!], hoặc một nhân vật dân túy nổi tiếng giống Carl Sagan hoặc Hawking. tuy nhiên, ví dụ, xem các cuốn sách khoa học phổ biến truyền cảm hứng cho CS