عرض مصدر علم الحاسوب

{{بطاقة تخصص
| صورة = Classic shot of the ENIAC.jpg
| صنف فرعي من = [[علوم شكلية]]
| جزء من = 
| يمتهنه = [[عالم حاسوب]]، مدرس [[تقانة المعلومات|تكنولوجيا معلومات]]
| فروع = [[علم الحاسوب النظري]]، [[نظرية الحوسبة]]، [[ذكاء اصطناعي]]، [[هندسة الحاسوب]]
| موضوع = [[حاسوب]]، [[حوسبة]]|مؤسس
| اسم = علم الحاسوب
| شخصيات = [[آلان تورنغ]]، [[تشارلز بابيج]]، [[جون فون نيومان]]، [[آدا لوفلايس]]
| تعليق = الحاسوب إينياك، الذي بدأ العمل به في عام 1946، أول جهاز حاسوب إلكتروني للأغراض العامة.
}}{{عن|علم الحاسوب (توضيح)}}<div class="thumb tleft">
<div class="thumbinner" style="width:200px;">
{| style="border:1px solid #ccc;"
|-
| [[ملف:Utah teapot simple 2.png|94px|alt=إبريق شاي يوتاه، نموذج لرسوميات حاسوبية|رسوميات حاسوبية|link=رسوميات حاسوبية]]
| [[ملف:Sorting quicksort anim frame.png|94px|alt=خوارزمية فرز سريع|نظرية التعقيد الحسابي|link=نظرية التعقيد الحسابي]]
|-
| [[ملف:Lambda lc.svg|94px|alt=لامدا|نظرية لغة البرمجة|link=نظرية لغة البرمجة]]
| [[ملف:3-Tasten-Maus Microsoft.jpg|94px|alt=الفأرة تمثل التفاعل بين الإنسان والحاسوب|التفاعل بين الإنسان والحاسوب|link=التفاعل بين الإنسان والحاسوب]]
|}
<div class="thumbcaption">تتعامل علوم الحاسوب مع النظريات الأساسية للمعلومات والحساب، والتقنيات العملية لتنفيذها وتطبيقها.</div>
</div>
</div>
'''علم الحاسوب''' {{بالإنجليزية|computer science}} هو دراسة [[حوسبة|للحوسبة]] و[[علم المعلومات]] و[[الأتمتة]].<ref name="YorkDefinition">{{استشهاد ويب |عنوان=What is Computer Science? |مسار=https://www.cs.york.ac.uk/undergraduate/what-is-cs/ |حالة المسار=live |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200611230638/https://www.cs.york.ac.uk/undergraduate/what-is-cs/ |تاريخ أرشيف=June 11, 2020 |تاريخ الوصول=2020-06-11 |موقع=Department of Computer Science, University of York |لغة=en-US}}</ref><ref name=MITAutomated>{{استشهاد بكتاب |عنوان=What Can Be Automated? Computer Science and Engineering Research Study |مسار=https://mitpress.mit.edu/books/what-can-be-automated|حالة المسار=live|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20210109021022/https://mitpress.mit.edu/books/what-can-be-automated|تاريخ أرشيف=January 9, 2021|تاريخ الوصول= |سلسلة=Computer Science Series|سنة=1980|ناشر=MIT Press|isbn=978-0262010603|لغة=en}}</ref><ref name=DenningAutomated>{{استشهاد بدورية محكمة |الأخير1=Denning |الأول1=P.J. |الأخير2=Comer |الأول2=D.E. |الأخير3=Gries |الأول3=D. |الأخير4=Mulder |الأول4=M.C. |الأخير5=Tucker |الأول5=A. |الأخير6=Turner |الأول6=A.J. |الأخير7=Young |الأول7=P.R. |تاريخ=February 1989 |عنوان=Computing as a discipline |مسار=https://ieeexplore.ieee.org/document/19833 |صحيفة=Computer |المجلد=22 |العدد=2 |صفحات=63–70 |doi=10.1109/2.19833 |issn=1558-0814 |اقتباس=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?' |تاريخ الوصول=March 3, 2022 |تاريخ أرشيف=March 3, 2022 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20220303023329/https://ieeexplore.ieee.org/document/19833 |حالة المسار=live }}</ref> ويمتد علم الحاسوب من [[علم الحاسوب النظري|التخصصات النظرية]] (مثل [[الخوارزميات]] و[[نظرية الحوسبة]] و[[نظرية المعلومات]]) إلى [[علوم نظرية|التخصصات التطبيقية]] (بما في ذلك تصميم وتنفيذ [[الأجهزة]] و[[البرمجيات]]).<ref>{{استشهاد ويب |عنوان=WordNet Search—3.1 |مسار=http://wordnetweb.princeton.edu/perl/webwn?s=computer%20scientist |حالة المسار=live |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20171018181122/http://wordnetweb.princeton.edu/perl/webwn?s=computer%20scientist |تاريخ أرشيف=October 18, 2017 |تاريخ الوصول=14 May 2012 |موقع=WordNet Search |ناشر=Wordnetweb.princeton.edu}}</ref><ref>{{استشهاد ويب|عنوان=Definition of computer science {{!}} Dictionary.com|مسار=https://www.dictionary.com/browse/computer-science|تاريخ الوصول=2020-06-11|موقع=www.dictionary.com|لغة=en|تاريخ أرشيف=June 11, 2020|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200611224238/https://www.dictionary.com/browse/computer-science|حالة المسار=live}}</ref><ref>{{استشهاد ويب |عنوان=What is Computer Science? {{!}} Undergraduate Computer Science at UMD |مسار=https://undergrad.cs.umd.edu/what-computer-science |تاريخ الوصول=2022-07-15 |موقع=undergrad.cs.umd.edu |تاريخ أرشيف=November 27, 2020 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20201127013803/https://undergrad.cs.umd.edu/what-computer-science |حالة المسار=live }}</ref>

تعتبر [[الخوارزميات]] و[[هياكل بيانات|هياكل البيانات]] أساسية في علم الحاسوب.<ref>{{استشهاد بكتاب|الأخير=Harel|الأول=David|مسار=http://worldcat.org/oclc/876384882|عنوان=Algorithmics The Spirit of Computing|تاريخ=2014|ناشر=Springer Berlin|isbn=978-3-642-44135-6|oclc=876384882|تاريخ الوصول=June 17, 2020|تاريخ أرشيف=June 17, 2020|مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20200617145021/https://www.worldcat.org/oclc/876384882|حالة المسار=live}}</ref> تتعلق [[نظرية الحوسبة]] [[نموذج حوسبة|بالنماذج المُجرّدة للحوسبة]] والأصناف العامة للمشاكل التي يمكن حلها باستخدامها. وتُعنى [[التشفير|مجالات التشفير]] و[[أمن الحاسوب]] بدراسة وسائل الاتصال الآمن ومنع [[ثغرة أمنية (حوسبة)|الثغرات الأمنية]]. تتناول [[رسوميات حاسوبية|الرسومات الحاسوبية]] و[[هندسة رياضية حاسوبية|الهندسة الحاسوبية]] عملية توليد الصور. وتدرس [[نظرية لغات البرمجة|نظرية اللغات البرمجية]] الطرق المختلفة لوصف العمليات الحاسوبية، وتتعلق نظرية [[قواعد البيانات]] بإدارة قواعد البيانات. ويبحث [[تفاعل الإنسان مع الحاسوب|التفاعل بين الإنسان والحاسوب]] في دراسة الواجهات التي يتفاعل من خلالها البشر والحواسيب، وتركز [[هندسة البرمجيات]] على التصميم والمبادئ الكامنة وراء تطوير البرمجيات. وتبحث مجالات مثل [[أنظمة التشغيل]] و[[الشبكات]] و[[الأنظمة المضمنة|الأنظمة المدمجة]] في الأسس والتصاميم الكامنة وراء [[الأنظمة المعقدة]]. كما تصف [[هندسة الحاسوب]] بناء مكونات الحاسوب والمعدات التي تعمل بالحاسوب. ويهدف [[ذكاء اصطناعي|الذكاء الاصطناعي]] و[[تعلم الآلة]] إلى تجميع العمليات الموجّهة مثل حل المشكلات واتخاذ القرارات والتكيف البيئي والتخطيط والتعلم الموجودة لدى البشر والحيوانات. وضمن الذكاء الاصطناعي، تهدف [[الرؤية الحاسوبية]] إلى فهم ومعالجة بيانات الصور والفيديو، بينما تهدف [[معالجة اللغة الطبيعية]] إلى فهم ومعالجة البيانات النصية واللغوية.

ينصب تركيز علوم الحاسوب على تحديد ما يمكن وما لا يمكن أتمتته.<ref name=MITAutomated/><ref name=DenningAutomated/><ref>{{استشهاد |الأخير1=Patton |الأول1=Richard D. |تاريخ=2009 |مسار=https://doi.org/10.1007/978-3-540-78831-7_18 |عمل=Springer Handbook of Automation |صفحات=305–313 |محرر-الأخير=Nof |محرر-الأول=Shimon Y. |سلسلة=Springer Handbooks |مكان=Berlin, Heidelberg |ناشر=Springer |لغة=en |doi=10.1007/978-3-540-78831-7_18 |isbn=978-3-540-78831-7 |تاريخ الوصول=2022-03-03 |الأخير2=Patton |الأول2=Peter C. |عنوان=What Can be Automated? What Cannot be Automated? |تاريخ أرشيف=January 11, 2023 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20230111224039/https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-540-78831-7_18 |حالة المسار=live }}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة |الأخير=Forsythe |الأول=George |تاريخ=August 5–10, 1969 |عنوان=Computer Science and Education |صحيفة=Proceedings of IFIP Congress 1968 |اقتباس=The question 'What can be automated?' is one of the most inspiring philosophical and practical questions of contemporary civilization.}}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة |الأخير=Knuth |الأول=Donald E. |تاريخ=1972-08-01 |عنوان=George Forsythe and the development of computer science |صحيفة=Communications of the ACM |المجلد=15 |العدد=8 |صفحات=721–726 |doi=10.1145/361532.361538 |s2cid=12512057 |issn=0001-0782|doi-access=free }}</ref> تعتبر [[جائزة تورينغ]] بشكل عام أعلى امتياز في علوم الحاسوب.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة |الأخير=Hanson |الأول=Vicki L. |تاريخ=2017-01-23 |عنوان=Celebrating 50 years of the Turing award |صحيفة=Communications of the ACM |المجلد=60 |العدد=2 |صفحات=5 |doi=10.1145/3033604 |s2cid=29984960 |issn=0001-0782 |doi-access=free }}</ref><ref>{{استشهاد بدورية محكمة |الأخير1=Scott |الأول1=Eric |الأخير2=Martins |الأول2=Marcella Scoczynski Ribeiro |الأخير3=Yafrani |الأول3=Mohamed El |الأخير4=Volz |الأول4=Vanessa |الأخير5=Wilson |الأول5=Dennis G |تاريخ=2018-06-05 |عنوان=ACM marks 50 years of the ACM A.M. turing award and computing's greatest achievements |مسار= https://doi.org/10.1145/3231560.3231563 |صحيفة=ACM SIGEVOlution |المجلد=10 |العدد=3 |صفحات=9–11 |doi=10.1145/3231560.3231563|s2cid=47021559 |مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230513043047/https://doi.org/10.1145%2F3231560.3231563|تاريخ أرشيف=2023-05-13 | issn=1931-8499 }}</ref>

== نبذة تاريخية ==
{{مفصلة|تاريخ علم الحاسوب}}
{{تاريخ الحوسبة}}

[[ملف:Babbage40.png|upleft|تصغير|[[تشارلز بابيج]]
يرجع له الفضل في اختراع أول آلة حاسوب.<ref>{{استشهاد ويب|مسار=http://www.cbi.umn.edu/about/babbage.html|عنوان=Charles Babbage Institute: Who Was Charles Babbage?|موقع=cbi.umn.edu|تاريخ الوصول=28 December 2016| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190728162314/http://www.cbi.umn.edu/about/babbage.html | تاريخ أرشيف = 28 يوليو 2019 }}</ref>]]
[[ملف:Ada lovelace.jpg|upleft|تصغير|[[آدا لوفلايس]] يرجع لها الفضل في كتابة أول خوارزمية بهدف عمل معالجة على الحاسوب.<ref>{{استشهاد ويب|مسار=https://www.computerhistory.org/babbage/adalovelace/|عنوان=Ada Lovelace {{!}} Babbage Engine {{!}} Computer History Museum|موقع=www.computerhistory.org|تاريخ الوصول=28 December 2016| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190716203031/https://www.computerhistory.org/babbage/adalovelace/ | تاريخ أرشيف = 16 يوليو 2019 }}</ref>]]
[[ملف:Enigma.jpg|تصغير|معدول|استخدم الجيش الألماني [[آلة إنجما]] خلال [[الحرب 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 مصطلح '''[[حاسوب]]''' 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 تطوير '''آلات حاسبة''' [[حاسوب]] يمكنها إتمام الأعمال الروتينية المُعرّضة للخطأ البشري عند إجراء حسابات بشرية.

خلال الأربعينات ومع تطوير آلات حاسبة أكثر قوة وقدرة حسابية تتطور مصطلح ''حاسوب'' 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 دراسة [[حوسبة (عام)|الحوسبة]] 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 آلة [[حاسوب#تاريخ الحاسوب|حاسوب رقمي]]، لحساب المهام العددية الثابتة مثل ال[[معداد]] الذي كان موجود منذ العصور القديمة للمساعدة في العمليات الحسابية مثل الضرب والقسمة وبعد ذلك وجدت [[خوارزمية|الخوارزميات]] لأداء العمليات الحسابية في العصور القديمة وحتى قبل تطوير المعدات الحاسوبية المعقدة، في [[اللغة 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) مجال [[هندسة رياضية حاسوبية|هندسة الرياضية الحسابية]] الحديثة.

[[بليز باسكال]] صمم وشيد أول [[آلة حاسبة ميكانيكية]] العمل، والتي يطلق عليها [[آلة باسكال الحاسبة]] سنة (1642).<ref>
{{استشهاد ويب|عنوان=Blaise Pascal|مسار=https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Pascal/|ناشر=مدرسة الرياضيات والإحصاء جامعة سانت اندروز في اسكتلندا| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190514163631/http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/Biographies/Pascal.html | تاريخ أرشيف = 14 مايو 2019 }}</ref>

ثم كشف [[غوتفريد لايبنتس]] آلة حاسبة ميكانيكية الرقمية تسمى حاسوب متدرج (الحاسوب التدريجي) في سنة (1673)،<ref>
{{استشهاد ويب|عنوان=لمحة تاريخية عن الحوسبة|مسار=https://blogs.royalsociety.org/history-of-science/2012/06/25/history-of-computing/| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180926232256/http://blogs.royalsociety.org/history-of-science/2012/06/25/history-of-computing/ | تاريخ أرشيف = 26 سبتمبر 2018 }}
</ref> ويمكن أن يقال أنه يعتبر أول عالم حاسوب، واضع النظريات للمعلومات، ومن بين أسباب أخرى لهذا الترشيح، توثيقه لنظم الأرقام الثنائية.

في عام 1820، أطلق [[تشارلز توماس]] «Charles Xavier Thomas أو Thomas de Colmar» صناعة آلة حاسبة ميكانيكية،<ref group=ملاحظة>في عام [[1851]].</ref> 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 وتسمى [[محرك تحليلي|المحرك التحليلي]].<ref>
{{استشهاد ويب |مسار=https://www.sciencemuseum.org.uk/on-line/babbage/index.asp |عنوان=Science Museum—Introduction to Babbage |تاريخ الوصول=2006-09-24 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/web/20060908054017/https://www.sciencemuseum.org.uk/on-line/babbage/index.asp |تاريخ أرشيف=2006-09-08|حالة المسار=dead}}
</ref> بدأ تطوير هذا الجهاز في عام 1834 وفي أقل من عامين كان قد رسم العديد من السمات البارزة [[حاسوب|للحاسوب]] الحديث.<ref name="Hyman1982">
{{استشهاد بكتاب |مؤلف=Anthony Hyman |عنوان=Charles Babbage, pioneer of the computer |مسار= https://archive.org/details/charlesbabbagepi0000hyma_j5s4 |سنة=1982|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20220223032608/https://archive.org/details/charlesbabbagepi0000hyma_j5s4|تاريخ أرشيف=2022-02-23}}</ref> كان اعتماد نظام البطاقة المثقبة المشتقة من [[منسج جاكارد]] هي خطوة حاسمة،<ref name="Hyman1982" /> مما يجعلها ذات برمجة بلا حدود.<ref group=ملاحظة>"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 شعور [[تشارلز بابيج]] بأنه اخترع شيئًا جديدًا حقًا، أكثر من مجرد آلة حاسبة متطورة." Bruce Collier،{{فاصل}} [[1970]]</ref>

في عام 1843، أثناء ترجمة مقال فرنسية عن [[محرك تحليلي|المحرك التحليلي]]، كتبت [[آدا لوفلايس]] في واحدة من العديد من الملاحظات أنها شملت، خوارزمية لحساب [[عدد برنولي|أعداد برنولي]]، والذي يعتبر أول برنامج حاسوب.<ref>
{{استشهاد ويب|مسار=https://www.scottlan.edu/Lriddle/women/ada-love.htm |عنوان=A Selection and Adaptation From Ada's Notes found in Ada, The Enchantress of Numbers," by Betty Alexandra Toole Ed.D. Strawberry Press, Mill Valley, CA |تاريخ الوصول=2006-05-04 |مسار أرشيف=https://web.archive.org/20060210172109/http://www.scottlan.edu:80/lriddle/women/ada-love.htm |تاريخ أرشيف=10 February 2006 |حالة المسار=dead}}
</ref>

في حوالي سنة 1885، اخترع [[هيرمان هولليريث]] آلة التبويب للاستخدام في تلخيص المعلومات وكانت تستخدم [[بطاقة مثقبة]] لمعالجة المعلومات الإحصائية في نهاية المطاف أصبحت هذه الشركة جزء من [[آي بي إم]] اليوم.

في عام 1937، وبعد مئة سنة من حلم باباج المستحيل أقنع [[هوارد أيكن]] شركة [[آي بي إم]] بتطوير آلته الحاسبة العملاقة للبرمجة، في ذلك الوقت كانت [[آي بي إم]] تصنع كل أنواع معدات [[بطاقة مثقبة|البطاقات المثقبة]] وكانت أيضا تقوم بأعمال الآلات الحاسبة.<ref>
"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", [[#AIKEN|Bernard Cohen]], p.44 (2000)
</ref> وأُطْلِق اسم [[هارفارد مارك I|هارفارد مارك واحد]] عليها وكانت بناء على المحرك التحليلي الخاص ب[[تشارلز بابيج]]، وكانت تستخدم الكروت المثقوبة ووحدة الحوسبة المركزية، وعندما تمت الآلة النهائية أشاد البعض بأن «حلم باباج تحقق».<ref>
[[#ORIGINS|Brian Randell]], p. 187, 1975
</ref>

خلال الأربعينيات من القرن الماضي ومع تطور آلات حاسوب أقوى،<ref>
The [[جمعية آلات الحوسبة|رابطة مكائن الحوسبة]] (ACM) was founded in 1947.
</ref> 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.<ref name="Denning_cs_discipline">
{{استشهاد بدورية محكمة| الأخير=Denning | الأول=Peter J. | مؤلف-وصلة=Peter J. Denning | سنة=2000 | عنوان=Computer Science: The Discipline | مسار=https://www.idi.ntnu.no/emner/dif8916/denning.pdf | صحيفة=Encyclopedia of Computer Science | صيغة=PDF |مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20060525195404/https://www.idi.ntnu.no/emner/dif8916/denning.pdf |تاريخ أرشيف = 2006-05-25}}</ref><ref>
{{استشهاد ويب |مسار=https://www.cl.cam.ac.uk/events/EDSAC99/statistics.html |عنوان=Some EDSAC statistics |ناشر=Cl.cam.ac.uk |تاريخ الوصول=2011-11-19| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20130114210213/http://www.cl.cam.ac.uk/conference/EDSAC99/statistics.html | تاريخ أرشيف = 14 يناير 2013 }}
</ref>

== المصطلح والنطاق ==
{{مفصلة|معلوماتية (حقل أكاديمي)}}
على الرغم من اقتراحه لأول مرة في عام 1956.<ref>{{استشهاد بكتاب|مؤلف=Tedre, Matti|عنوان=The Science of Computing: Shaping a Discipline|تاريخ=2014|ناشر=Taylor and Francis / CRC Press}}</ref> ظهر مصطلح ”علم الحاسوب“ في مقال نُشر عام 1959 في المجلة الشهرية لاتصالات جمعية آلات الحوسبة.<ref name="dl.acm.org">{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=The role of the University in computers, data processing, and related fields|صحيفة=Communications of the ACM|مسار= https://dl.acm.org/doi/10.1145/368424.368427|مؤلف=Fein|الأول=Louis|تاريخ=1959-09-01|المجلد=2|العدد=9|صفحات=7–14|issn=0001-0782|دوي=10.1145/368424.368427|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20240309022428/https://dl.acm.org/doi/10.1145/368424.368427|تاريخ أرشيف=2024-03-09}}</ref> الذي يدعو فيه لويس فين إلى إنشاء كلية للدراسات العليا في علوم الحاسب الآلي على غرار إنشاء [[كلية هارفارد للأعمال]] عام 1921.<ref>{{استشهاد ويب|عنوان=Stanford University oral history {{!}} Stanford University Libraries|مسار= http://library.stanford.edu/guides/stanford-university-oral-history|تاريخ الوصول=2024-05-07|صحيفة=web.archive.org|تاريخ=2017-04-04|تاريخ أرشيف=4 أبريل 2017|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20170404070555/http://library.stanford.edu/guides/stanford-university-oral-history|حالة المسار=bot: unknown|مسار أرشيف= http://archive.md/20131024090929/http://library.stanford.edu/guides/stanford-university-oral-history|تاريخ أرشيف=2013-10-24}}</ref> ويبرر لويس التسمية بالقول إن هذا الموضوع، مثل [[علم الإدارة]]، هو موضوع تطبيقي ومتعدد التخصصات بطبيعته، بينما يتسم بالخصائص النموذجية للتخصص الأكاديمي.<ref name="dl.acm.org"/> وقد تكللت جهوده وجهود آخرين مثل [[تحليل عددي|المحلل العددي]] [[جورج فورسيث]] بالنجاح: فقد استمرت الجامعات في إنشاء مثل هذه الأقسام، بدءًا من جامعة بوردو في عام 1962.<ref>{{استشهاد ويب|عنوان=Wayback Machine|مسار= http://www.stanford.edu/dept/ICME/docs/history/forsythe_knuth.pdf|تاريخ الوصول=2024-05-07|صحيفة=web.archive.org|تاريخ أرشيف=20 أكتوبر 2013|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20131020200802/http://www.stanford.edu/dept/ICME/docs/history/forsythe_knuth.pdf|حالة المسار=dead|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20240226211602/https://www.stanford.edu/dept/ICME/docs/history/forsythe_knuth.pdf|تاريخ أرشيف=2024-02-26}}</ref> على الرغم من اسمه، فإن قدرًا كبيرًا من علم الحاسوب لا يتضمن دراسة الحواسيب نفسها. ولهذا السبب، تم اقتراح العديد من الأسماء البديلة.<ref>{{استشهاد ويب|عنوان=UEF Electronic Publications - UEF ePub|مسار= https://libapps.uef.fi/redirect.php?u=/pub/urn_isbn_952-458-867-6/urn_isbn_952-458-867-6.pdf|تاريخ الوصول=2024-05-07|صحيفة=libapps.uef.fi|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20240507154513/https://libapps.uef.fi/redirect.php?u=/pub/urn_isbn_952-458-867-6/urn_isbn_952-458-867-6.pdf|تاريخ أرشيف=2024-05-07}}</ref> تفضل بعض الأقسام في الجامعات الكبرى مصطلح علم الحوسبة، للتأكيد على هذا الاختلاف بالتحديد. اقترح العالم الدنماركي [[بيتر ناور]] مصطلح '''''علم البيانات''''' (''داتالوجي - datalogy),''<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=The science of datalogy|صحيفة=Communications of the ACM|مسار= https://dl.acm.org/doi/10.1145/365719.366510|مؤلف=Naur|الأول=Peter|تاريخ=1966-07-01|المجلد=9|العدد=7|صفحات=485|issn=0001-0782|دوي=10.1145/365719.366510|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20240507154512/https://dl.acm.org/doi/10.1145/365719.366510|تاريخ أرشيف=2024-05-07}}</ref> 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، هو [[علم البيانات]]؛ ويستخدم هذا المصطلح الآن لمجال [[تداخل التخصصات|متعدد 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، و[[نظرية المعرفة|عالِم المعرفة التطبيقية]].<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=Letters to the editor|صحيفة=Communications of the ACM|مسار= https://dl.acm.org/doi/10.1145/368796.368802|مؤلف=Weiss|الأول=E. A.|تاريخ=1958-04-01|المجلد=1|العدد=4|صفحات=5|مؤلف2=Corley|issn=0001-0782|الأول2=Henry P. T.|دوي=10.1145/368796.368802|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20240507161345/https://dl.acm.org/doi/10.1145/368796.368802|تاريخ أرشيف=2024-05-07}}</ref> وبعد ثلاثة أشهر في نفس المجلة، اقتُرح في المجلة نفسها اسم ”عالم الكومبتولوجي“، وتبعه في العام التالي اسم ”عالم الهيبولوجي“.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=ACM|صحيفة=Communications of the ACM|مؤلف=ACM|العدد=2|صفحات=4}}</ref> كما تم اقتراح مصطلح الحوسبة أيضاً.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=IEEE Computer|صحيفة=IEEE Computer|المجلد=28|العدد=12|صفحات=136}}</ref> في أوروبا، المصطلحات المستمدة من الترجمات المتعاقد عليها لتعبير ”المعلومات التلقائية“ (أمثلة : "''informazione automatica''" بالإطالية) أو ''informatique (''فرنسية), ''Informatik'' (الألمانية), ''informatica'' (الإيطالية, الهولندية) ''informática'' (الإسبانية, البرتغالية) ''informatika'' ([[لغات سلافية|اللغات السلافية]] و[[اللغة المجرية|الهنغارية]]) ''pliroforiki'' (πληροφορική التي تعني المعلوميات) [[اللغة اليونانية|باليونانية]]. كما تم اعتماد كلمات مماثلة في المملكة المتحدة (كما هو الحال في [[جامعة إدنبرة|كلية المعلوماتية، جامعة إدنبرة]]).<ref>{{استشهاد بكتاب|مؤلف=P. Mounier-Kuhn|عنوان=L'Informatique en France, de la seconde guerre mondiale au Plan Calcul.|تاريخ=2010|ناشر=L'émergence d'une science|المجلد=3 و 4|مكان=باريس}}</ref> ”لكن في الولايات المتحدة، ترتبط [[المعلوماتية]] مع الحوسبة التطبيقية، أو الحوسبة في سياق مجال آخر.“<ref>{{استشهاد ويب|عنوان=Why an Informatics Degree? – Communications of the ACM|مسار= https://cacm.acm.org/opinion/why-an-informatics-degree/|تاريخ الوصول=2024-05-07|تاريخ=2010-02-01|لغة=en-US|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20240508140241/https://cacm.acm.org/opinion/why-an-informatics-degree/|تاريخ أرشيف=2024-05-08}}</ref>

هناك مقولة فولكلورية، غالبًا ما تُنسب إلى - ولكن من شبه المؤكد أنها لم تكن أول من صاغها - [[أيدسكر دايكسترا|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 من [[هندسة الحاسوب]]، في حين أن دراسة [[أنظمة الحاسب|أنظمة الحاسوب]] التجارية ونشرها غالباً ما تسمى تكنولوجيا المعلومات أو [[نظم المعلومات]]. ومع ذلك، كان هناك تبادل للأفكار بين مختلف التخصصات المتعلقة بالحاسوب. وغالبًا ما تتقاطع أبحاث علوم الحاسوب أيضًا مع تخصصات أخرى، مثل [[العلوم الإدراكية]] و[[اللغويات]] و[[الرياضيات]] و[[الفيزياء]] و[[الأحياء]] و[[علوم الأرض]] و[[الإحصاء]] و[[الفلسفة]] و[[المنطق]].

يعتبر البعض أن علم الحاسوب له علاقة أوثق بكثير مع الرياضيات من العديد من التخصصات العلمية، حيث يقول بعض المراقبين أن الحوسبة علم رياضي.<ref name="web.archive.org">{{استشهاد ويب|عنوان=Computing as a discipline {{!}} IEEE Journals & Magazine {{!}} IEEE Xplore|مسار= https://ieeexplore.ieee.org/document/19833|تاريخ الوصول=2024-05-08|صحيفة=web.archive.org|تاريخ=2022-03-03|تاريخ أرشيف=3 مارس 2022|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20220303023329/https://ieeexplore.ieee.org/document/19833|حالة المسار=bot: unknown|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20240905180311/https://ieeexplore.ieee.org/document/19833/|تاريخ أرشيف=2024-09-05}}</ref> تأثرت علوم الحاسوب المبكرة بشدة بأعمال علماء الرياضيات مثل [[كورت غودل]] و[[آلان تورنغ|ألان تورينغ]] و[[جون فون نيومان]] وروزا بيتر و[[ألونزو تشرتش]]، ولا يزال هناك تبادل مفيد للأفكار بين المجالين في مجالات مثل [[منطق رياضي|المنطق الرياضي]] و[[نظرية الفئة|نظرية الفئات]] ونظرية المجال و[[الجبر]].<ref>{{استشهاد بكتاب|مؤلف=Tedre Matti|عنوان=The Science of Computing: Shaping a Discipline|تاريخ=2014|ناشر=Taylor and Francis / CRC Press}}</ref>

إن العلاقة بين علم الحاسوب وهندسة البرمجيات مسألة مثيرة للجدل، ويزيد من تعقيدها الخلافات حول معنى مصطلح ”هندسة البرمجيات“، وكيفية تعريف علم الحاسوب.<ref>{{استشهاد ويب|مسار= https://www.semanticscholar.org/paper/5497d54eb97befdfc51ead4001ba38b087b71b9e|تاريخ الوصول=2024-05-08|صحيفة=www.semanticscholar.org|عنوان=Computing as a Science: A Survey of Competing Viewpoints<!-- عنوان مولد بالبوت -->|لغة=en|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20240508133749/https://www.semanticscholar.org/paper/5497d54eb97befdfc51ead4001ba38b087b71b9e|تاريخ أرشيف=2024-05-08}}</ref> 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.<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=Software engineering programmes are not computer science programmes|صحيفة=Annals of Software Engineering|مسار= https://doi.org/10.1023/A:1018949113292|مؤلف=Parnas|الأول=David Lorge|تاريخ=1998-03-01|لغة=en|المجلد=6|العدد=1|صفحات=19–37|issn=1573-7489|دوي=10.1023/A:1018949113292|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20230630044854/https://doi.org/10.1023%2FA%3A1018949113292|تاريخ أرشيف=2023-06-30}}</ref>

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 مع [[حوسبة علمية|العلوم الحاسوبية]]. ويميل كلا النوعين من الأقسام إلى بذل جهود للتقريب بين المجالين تعليميًا إن لم يكن في جميع الأبحاث.

== فلسفة علم الحاسوب ==
{{مفصلة|فلسفة علم الحاسوب}}

=== نظرية المعرفة في علم الحاسوب ===
على الرغم من وجود كلمة علم في اسمه، هناك جدل حول ما إذا كان علم الحاسوب هو أحد فروع العلوم,<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=Insights in how computer science can be a science|صحيفة=Science & Philosophy|مسار= http://eiris.it/ojs/index.php/scienceandphilosophy/article/view/531|مؤلف=Luk|الأول=Robert W. P.|تاريخ=2020-12-30|لغة=en|المجلد=8|العدد=2|صفحات=17–46|issn=2282-7765|دوي=10.23756/sp.v8i2.531|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20240508173119/http://eiris.it/ojs/index.php/scienceandphilosophy/article/view/531|تاريخ أرشيف=2024-05-08}}</ref> أو الرياضيات,<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=Computer Science and Its Relation to Mathematics|صحيفة=The American Mathematical Monthly|مسار= https://www.jstor.org/stable/2318994?origin=crossref|مؤلف=Knuth|الأول=Donald E.|تاريخ=1974-04|المجلد=81|العدد=4|صفحات=323|دوي=10.2307/2318994|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20240508173110/https://www.jstor.org/stable/2318994?origin=crossref|تاريخ أرشيف=2024-05-08}}</ref> أو الهندسة أم لا. جادل [[ألن نيويل]] و[[هيربرت سيمون]] في عام 1975,<blockquote>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.<ref name="plato.stanford.edu">{{استشهاد بكتاب|مؤلف=Angius|الأول=Nicola|مسار= https://plato.stanford.edu/archives/spr2021/entries/computer-science/|عنوان=The Philosophy of Computer Science|تاريخ=2021|ناشر=Metaphysics Research Lab, Stanford University|محرر=Zalta|محرر-الأول=Edward N.|طبعة=Spring 2021|مؤلف2=Primiero|مؤلف3=Turner|الأول2=Giuseppe|الأول3=Raymond|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20240516000934/https://plato.stanford.edu/archives/spr2021/entries/computer-science/|تاريخ أرشيف=2024-05-16|حالة المسار=live}}</ref></blockquote>وقد قيل منذ ذلك الحين أنه يمكن تصنيف علم الحاسوب كعلم تجريبي لأنه يستخدم الاختبار التجريبي لتقييم [[صحة البرامج (علوم الحاسوب)|صحة البرامج]]، ولكن تبقى مشكلة في تحديد قوانين ونظريات علم الحاسوب (إن وجدت) وتحديد طبيعة التجارب في علم الحاسوب.<ref name="plato.stanford.edu"/> يجادل مؤيدو تصنيف علم الحاسوب كتخصص هندسي بأن موثوقية الأنظمة الحاسوبية يتم التحقيق فيها بنفس الطريقة التي يتم بها التحقيق في الجسور في [[هندسة مدنية|الهندسة المدنية]] والطائرات في [[هندسة الطيران والفضاء الجوي|هندسة الطيران]].<ref name="plato.stanford.edu"/> 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.<ref name="plato.stanford.edu"/>

يجادل مؤيدو تصنيف علم الحاسوب كتخصص رياضي بأن برامج الحاسوب هي تجسيدات مادية للكيانات والبرامج الرياضية التي يمكن [[استنباط]]ها من خلال رياضيات [[طريقة شكلية|الطرق الشكلية]].<ref name="plato.stanford.edu"/> ينظر عالما الحاسوب [[أيدسكر دايكسترا]] و[[توني هور]] إلى تعليمات برامج الحاسوب على أنها جمل رياضية، ويفسران الدلالات الرسمية للغات البرمجة على أنها أنظمة بديهية رياضية.<ref name="plato.stanford.edu"/>

=== نماذج علوم الحاسوب ===
جادل عدد من علماء الحاسوب بالتمييز بين ثلاثة نماذج منفصلة في علم الحاسوب. جادل [[بيتر ويجنر]] بأن هذه النماذج هي العلم والتكنولوجيا والرياضيات.<ref>{{استشهاد بكتاب|مؤلف=Wegner, P.|عنوان=Research paradigms in computer science—Proceedings of the 2nd international Conference on Software Engineering.|تاريخ=October 13–15, 1976|ناشر=IEEE Computer Society Press, Los Alamitos, CA.|مكان=San Francisco, California, United States:}}</ref> وجادل فريق عمل بيتر دينينغ بأنها النظرية والتجريد (النمذجة) والتصميم.<ref name="web.archive.org"/> ووصفهم أمنون هـ. إيدن بأنهم ”النموذج العقلاني“ (الذي يتعامل مع علم الحاسوب كفرع من فروع الرياضيات، وهو السائد في علم الحاسوب النظري، ويستخدم بشكل أساسي [[استنباط|الاستنباط]])، و”النموذج التكنوقراطي“ (الذي قد يوجد في المناهج الهندسية، وأبرزها في هندسة البرمجيات)، و”النموذج العلمي“ (الذي يقارب المصنوعات المتعلقة بالحاسوب من المنظور التجريبي [[علوم طبيعية|للعلوم الطبيعية]]،<ref>{{استشهاد بدورية محكمة|عنوان=Computing is a natural science|صحيفة=Communications of the ACM|مسار= https://dl.acm.org/doi/10.1145/1272516.1272529|مؤلف=Denning|الأول=Peter J.|تاريخ=2007-07-01|المجلد=50|العدد=7|صفحات=13–18|issn=0001-0782|دوي=10.1145/1272516.1272529|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20240508174830/https://dl.acm.org/doi/10.1145/1272516.1272529|تاريخ أرشيف=2024-05-08}}</ref> ويمكن تحديده في بعض فروع [[ذكاء اصطناعي|الذكاء الاصطناعي]]).<ref>{{استشهاد ويب|عنوان=Wayback Machine|مسار= http://www.eden-study.org/articles/2007/three_paradigms_of_computer_science.pdf|تاريخ الوصول=2024-05-08|صحيفة=web.archive.org|تاريخ أرشيف=15 فبراير 2016|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20160215100211/http://www.eden-study.org/articles/2007/three_paradigms_of_computer_science.pdf|حالة المسار=dead|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20240630022100/https://www.eden-study.org/articles/2007/three_paradigms_of_computer_science.pdf|تاريخ أرشيف=2024-06-30}}</ref> يركّز علم الحاسوب على الأساليب المتبعة في تصميم أنظمة الحوسبة التي يصنعها الإنسان وتحديد مواصفاتها وبرمجتها والتحقق منها وتنفيذها واختبارها.<ref>{{استشهاد بكتاب|مؤلف=Turner|الأول=Raymond|مسار= https://plato.stanford.edu/archives/spr2019/entries/computer-science/|عنوان=The Philosophy of Computer Science|تاريخ=2019|ناشر=Metaphysics Research Lab, Stanford University|محرر=Zalta|محرر-الأول=Edward N.|طبعة=Spring 2019|مؤلف2=Angius|الأول2=Nicola|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20240512125203/https://plato.stanford.edu/archives/spr2019/entries/computer-science/|تاريخ أرشيف=2024-05-12|حالة المسار=live}}</ref>

== فروع ==
{{مفصلة|مختصر موجز لعلم الحاسوب}}
كعلم، يمتد علوم الحاسوب إلى مجموعة من الموضوعات من الدراسات النظرية لل[[خوارزمية|خوارزميات]] وحدود ال[[حساب]] إلى المسائل العملية لتنفيذ أنظمة الحوسبة في الأجهزة والبرامج.<ref name="CSAB1997">{{استشهاد ويب|ناشر=Computing Sciences Accreditation Board|عنوان=Computer Science as a Profession|مسار=http://csab.org/comp_sci_profession.html |تاريخ=May 28, 1997| تاريخ الوصول=23 May 2010 |مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20080617030847/http://www.csab.org/comp_sci_profession.html |تاريخ أرشيف = June 17, 2008|حالة المسار=dead}}</ref><ref>{{استشهاد بكتاب |مؤلف=Committee on the Fundamentals of Computer Science: Challenges and Opportunities, National Research Council |عنوان=Computer Science: Reflections on the Field, Reflections from the Field|مسار= https://www.nap.edu/catalog/11106/computer-science-reflections-on-the-field-reflections-from-the-field#toc|ناشر=National Academies Press|isbn=978-0-309-09301-9|سنة=2004|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20141008134743/http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=11106|تاريخ أرشيف=2014-10-08}}</ref> تحدد CSAB، التي كانت تُسمى سابقًا مجلس اعتماد علوم الحوسبة -والذي يتكون من ممثلين عن جمعية آلات الحوسبة (ACM)، وجمعية IEEE للكمبيوتر (IEEE CS)-<ref>{{استشهاد ويب |مسار=http://www.csab.org/ |عنوان=CSAB Leading Computer Education |ناشر=CSAB |تاريخ=August 3, 2011 |تاريخ الوصول=19 November 2011| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190120190336/http://www.csab.org:80/ | تاريخ أرشيف = 20 يناير 2019 }}</ref> أربعة مجالات تعتبرها حاسمة في مجال علوم الحاسوب: [[نظرية الحوسبة]] وال[[خوارزمية|خوارزميات]] و[[بنية بيانات|هياكل البيانات]] ومنهجية ال[[برمجة]] واللغات وعناصر الحاسوب وبنى البيانات. بالإضافة إلى هذه المجالات الأربعة، يحدد CSAB أيضًا مجالات مثل [[هندسة البرمجيات]] و[[ذكاء اصطناعي|الذكاء الاصطناعي]] و[[شبكة حاسوب|شبكات 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.<ref name="CSAB1997"/>
=== علوم الحاسوب النظرية ===
{{أيضا|علم الحاسوب النظري}}
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 مجال ال[[حوسبة]].

==== نظرية الحساب ====
{{أيضا|نظرية الحوسبة}}
وفقًا لبيتر دينينج، فإن السؤال الأساسي الذي يكمن وراء علوم الحاسوب هو «ما الذي يمكن أن يكون آلياً (بكفاءة)؟»<ref>{{استشهاد ويب|عنوان=Computing as a discipline {{!}} IEEE Journals & Magazine {{!}} IEEE Xplore|مسار= https://ieeexplore.ieee.org/document/19833|تاريخ الوصول=2024-06-07|صحيفة=web.archive.org|تاريخ=2022-03-03|تاريخ أرشيف=3 مارس 2022|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20220303023329/https://ieeexplore.ieee.org/document/19833|حالة المسار=bot: unknown|مسار أرشيف= https://web.archive.org/web/20240905180311/https://ieeexplore.ieee.org/document/19833/|تاريخ أرشيف=2024-09-05}}</ref> تركز [[نظرية 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.

فمسألة "P = NP" الشهيرة([[مسألة كثير حدود وكثير حدود غير قطعي]])، واحدة من [[جائزة مسائل الألفية|مسائل جائزة الألفية]]،<ref>[http://www.claymath.org/millennium/P_vs_NP/ Clay Mathematics Institute] P = NP {{webarchive |url=https://web.archive.org/web/20131014194456/http://www.claymath.org/millennium/P_vs_NP/ |date=October 14, 2013 }} {{وصلة مكسورة|تاريخ=2020-08-02|bot=JarBot}}</ref> هي مسألة مفتوحة في نظرية الحساب.
{| style="border:1px solid #ccc; text-align:center; margin:auto;" cellspacing="15"
|-
| [[ملف:DFAexample.svg|96px]]
| [[ملف:Wang tiles.svg|96px]]
| '''P = NP؟'''
| [[ملف:Crypto key.svg|96px]]
| [[ملف:Blochsphere.svg|96px]]
|-
| [[نظرية التشغيل الذاتي]]
| [[نظرية الحاسوبية]]
| [[نظرية التعقيد الحسابي]]
| [[علم التعمية]]
| [[حساب كمومي|نظرية الحساب الكمومي]]
|}

==== نظرية المعلومات والترميز ====
{{أيضا|نظرية المعلومات|نظرية الترميز}}
ترتبط [[نظرية المعلومات]] بكمية المعلومات. تم تطوير هذا بواسطة [[كلود شانون]] لإيجاد حدود أساسية لعمليات معالجة الإشارات مثل ضغط البيانات وتخزين البيانات ونقلها بشكل موثوق.<ref>{{استشهاد ويب |تاريخ=October 14, 2002 |الأخير=P. Collins |الأول=Graham |عنوان=Claude E. Shannon: Founder of Information Theory |مسار=https://www.scientificamerican.com/article/claude-e-shannon-founder/ |عمل=Scientific American |تاريخ الوصول=December 12, 2014| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20140116183558/http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=claude-e-shannon-founder | تاريخ أرشيف = 16 يناير 2014 }}</ref> [[نظرية الترميز]] هي دراسة خصائص الأكواد (أنظمة لتحويل المعلومات من نموذج إلى آخر) وملاءمتها لتطبيق معين. تُستخدم الرموز لضغط البيانات، وال[[تعمية|تشفير]]، واكتشاف الأخطاء وتصحيحها، وكذلك في الآونة الأخيرة أيضًا لترميز الشبكة. تتم دراسة الرموز لغرض تصميم طرق فعالة وموثوقة لنقل البيانات.

==== هياكل البيانات والخوارزميات ====
{{أيضا|الخوارزميات|هياكل بيانات}}
[[بنية بيانات|هياكل البيانات]] و[[خوارزمية|الخوارزميات]] هي دراسة الطرق الحسابية الشائعة الاستخدام وكفاءتها الحسابية.
{| style="border:1px solid #ccc; text-align:center; margin:auto;" cellspacing="15"
|-
| {{تعبير رياضي|''O''(''n''<sup>2</sup>)}}
| [[ملف:Sorting quicksort anim.gif|96px]]
| [[ملف:Singly-linked-list.svg|96px]]
| [[ملف:TSP Deutschland 3.png|96px]]
| [[ملف:SimplexRangeSearching.svg|96px]]
|-
| [[تحليل الخوارزميات]]
| [[خوارزمية|الخوارزميات]]
| [[بنية بيانات|بنية البيانات]]
| [[استمثال توافقي]]
| [[هندسة رياضية حاسوبية]]
|}

==== نظرية لغة البرمجة والطرق الشكلية ====
{{أيضا|نظرية لغات البرمجة|طريقة شكلية}}
نظرية لغات البرمجة هي فرع من فروع علوم الحاسوب التي تتعامل مع تصميم [[لغة برمجة|لغات البرمجة]] وميزاتها الفردية وتنفيذها وتحليلها وتوصيفها وتصنيفها. يقع ضمن مجال علوم الحاسوب، اعتمادًا على ال[[رياضيات]] و[[هندسة البرمجيات]] واللغويات والتأثير عليها. إنه مجال بحث نشط، مع العديد من المجلات الأكاديمية المخصصة.

[[طريقة شكلية|الطرق الشكلية]] هي نوع معين من التقنيات القائمة على [[الرياضيات]] لتحديد مواصفات البرمجيات و الأجهزة وتطويرها و<nowiki/>[[التحقق الشكلي|التحقق منها]]. الدافع وراء استخدام الطرق الشكلية [[تصميم البرمجيات|لتصميم البرمجيات]] و<nowiki/>[[الأجهزة]] 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 أو [[الأمن السيبراني|الأمن]] في غاية الأهمية. وأفضل وصف للطرق الشكلية هو تطبيق مجموعة واسعة إلى حد ما من أساسيات [[علم الحاسوب النظري|علوم الحاسوب النظرية]]، ولا سيما [[منطق|الحسابات المنطقية]] و<nowiki/>[[اللغات الشكلية]] و<nowiki/>[[نظرية الأتمتة]] و<nowiki/>[[علم الدلالة الشكلي|دلالات البرامج]]، وكذلك [[نظام الأنواع|أنظمة الأنواع]] وأنواع البيانات الجبرية على المشاكل في مواصفات البرمجيات والأجهزة والتحقق منها.

{| style="border:1px solid #ccc; text-align:center; margin:auto;" cellspacing="15"
|-
| <math>\Gamma\vdash x: \text{Int}</math>
| [[ملف:Compiler.svg|96px]]
| [[ملف:Python add5 syntax.svg|96px]]
|-
| [[نظرية النمط]]
| [[مصرف (حوسبة)|محول برمجي]]
| [[لغة برمجة]]
|}

=== علوم الحاسوب التطبيقية ===
==== رسوميات الحاسوب ====
{{أيضا|رسوميات حاسوبية}}
رسوميات الحاسوب هي دراسة المحتويات المرئية الرقمية وتتضمن تركيب ومعالجة بيانات الصورة. ترتبط الدراسة بالعديد من المجالات الأخرى في علوم الحاسوب، بما في ذلك [[رؤية حاسوبية]]، و<nowiki/>[[معالجة الصور الرقمية|معالجة الصور]]، و<nowiki/>[[هندسة رياضية حاسوبية|الهندسة الحاسوبية]]، ويتم تطبيقها بشدة في مجالات المؤثرات الخاصة و<nowiki/>[[ألعاب الفيديو]].

==== معالجة الصور والصوت ====
{{أيضا|معالجة البيانات الإلكترونية}}
يمكن أن تتخذ [[المعلومات]] شكل [[صور]] أو [[صوت]] أو [[فيديو]] أو [[وسائط متعددة|وسائط متعددة أخرى]]. ويمكن بث أجزاء من المعلومات عبر [[الإشارات]]. و<nowiki/>[[معالجة المعلومات|معالجتها]] هي المفهوم المركزي [[المعلوماتية|للمعلوماتية]]، وهي وجهة النظر الأوروبية حول الحوسبة، والتي تدرس خوارزميات معالجة المعلومات بشكل مستقل عن نوع حامل المعلومات - سواء كان كهربائيًا أو ميكانيكيًا أو بيولوجيًا. ويلعب هذا المجال دورًا مهمًا في [[نظرية المعلومات]] و<nowiki/>[[الاتصالات]] و<nowiki/>[[هندسة المعلومات]] وله تطبيقات في [[حوسبة الصور الطبية]] و<nowiki/>[[تصنيع كلامي|توليف الكلام]] وغيرها. ما هو الحد الأدنى لتعقيد خوارزميات [[تحويل فورييه السريع]]؟ هي واحدة من [[مسائل غير محلولة في علم الحاسوب|المشاكل التي لم تُحل في علم الحاسوب النظري]].

==== العلوم الحاسوبية والمالية والهندسة ====
{{أيضا|حوسبة علمية|هندسة محوسبة}}
[[الحوسبة العلمية]] (أو [[حوسبة علمية|العلوم الحاسوبية]]) هي مجال الدراسة المعني ببناء [[النماذج الرياضية]] و<nowiki/>[[تحليل عددي|تقنيات التحليل الكمي]] واستخدام أجهزة الحاسوب لتحليل وحل المشكلات العلمية. في الاستخدام العملي، عادة ما يكون تطبيق [[محاكاة بالحاسوب|محاكاة الحاسوب]] وأشكال الحساب الأخرى للمشاكل في مختلف التخصصات العلمية. بما في ذلك [[جريان الموائع|ديناميكيات 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،<ref>{{استشهاد ويب|عنوان=Book sources - Wikipedia|مسار=https://en.wikipedia.org/wiki/Special:BookSources/978-1-4398-6047-2|تاريخ الوصول=2024-06-07|صحيفة=en.wikipedia.org|لغة=en|مسار أرشيف=http://web.archive.org/web/20250212103220/https://en.wikipedia.org/wiki/Special:BookSources/978-1-4398-6047-2|تاريخ أرشيف=2025-02-12}}</ref> بالإضافة إلى برمجيات التنفيذ المادي للتصاميم الجديدة (أو المعدلة). وتشمل هذه الأخيرة برامج التصميم الأساسية [[دارة متكاملة|للدوائر المتكاملة]].<ref>{{استشهاد ويب|عنوان=What is an integrated circuit (IC)? A vital component of modern electronics|مسار=https://www.techtarget.com/whatis/definition/integrated-circuit-IC|تاريخ الوصول=2024-06-07|صحيفة=WhatIs|لغة=en|مسار أرشيف=http://web.archive.org/web/20250212105457/https://www.techtarget.com/whatis/definition/integrated-circuit-IC|تاريخ أرشيف=2025-02-12}}</ref>
{| style="border:1px solid #ccc; text-align:center; margin:auto;" cellspacing="15"
|-
| [[ملف:Lorenz attractor yb.svg|96px]]
| [[ملف:Quark wiki.jpg|96px]]
| [[ملف:Naphthalene-3D-balls.png|96px]]
| [[ملف:1u04-argonaute.png|96px]]
|-
| [[تحليل عددي]]
| [[فيزياء محوسبة|فيزياء حاسوبية]]
| [[كيمياء محوسبة|كيمياء حاسوبية]]
| [[معلوماتية حيوية]]
|}

==== الحوسبة الاجتماعية والتفاعل بين الإنسان والحاسوب ====
{{أيضا|تفاعل الإنسان مع الحاسوب|حوسبة اجتماعية}}
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 ====
{{أيضا|برمجة|هندسة البرمجيات}}
[[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 المثال [[فحص البرمجيات|اختبار البرمجيات]] و<nowiki/>[[هندسة النظم]] و<nowiki/>[[دين تقني|الديون التقنية]] و<nowiki/>[[عملية تطوير البرمجيات|عمليات تطوير البرمجيات]].

==== الذكاء الاصطناعي ====
{{أيضا|الذكاء الاصطناعي|الحوسبة المستوحاة من الحيوية}}
[[ذكاء اصطناعي|الذكاء الاصطناعي]] هو عملية تجميع العمليات الموجهة نحو الهدف مثل [[حل المشكلات]]، و<nowiki/>[[صنع القرار]]، و<nowiki/>[[التكيف|التكيف البيئي]]، و<nowiki/>[[التعلم]]، والاتصالات الموجودة في البشر والحيوانات. منذ نشأته في [[سيبرنيطيقا|علم التحكم الآلي]] وفي [[تاريخ الذكاء الاصطناعي|مؤتمر دارتموث (1956)]]، كانت أبحاث الذكاء الاصطناعي بالضرورة متعددة التخصصات، معتمدة على مجالات الخبرة مثل [[الرياضيات التطبيقية]] و<nowiki/>[[المنطق|المنطق الرمزي]] و<nowiki/>[[الهندسة الكهربائية]] و<nowiki/>[[فلسفة العقل]] و<nowiki/>[[علم الوظائف العصبية للأعضاء|الفيسيولوجيا العصبية]] و<nowiki/>[[ذكاء اجتماعي|الاجتماعية]]. يرتبط الذكاء الاصطناعي في العقل الشعبي [[الروبوتات|بالتطوير الآلي]]، ولكن المجال الرئيسي للتطبيق العملي كان مكونًا لا يتجزأ في [[عملية تطوير البرمجيات|مجالات تطوير البرمجيات]]، والتي تتطلب فهمًا حسابيًا. كانت نقطة الانطلاق في أواخر الأربعينيات هي سؤال [[آلان تورنغ]] «هل تستطيع أجهزة الحاسوب التفكير؟»، ويبقى السؤال بلا إجابة فعلية، على الرغم من أن [[اختبار تورنغ]] لا يزال يستخدم لتقييم مخرجات الحاسوب على مقياس الذكاء البشري. لكن أتمتة المهام التقييمية والتنبؤية كانت ناجحة بشكل متزايد كبديل للمراقبة البشرية والتدخل في مجالات تطبيق الحاسوب التي تنطوي على بيانات واقعية معقدة.
{| style="border:1px solid #ccc; text-align:center; margin:auto;" cellspacing="15"
|-
| [[ملف:Nicolas P. Rougier's rendering of the human brain.png|96px]]
| [[ملف:Human eye, rendered from Eye.png|96px]]
| [[ملف:Corner.png|96px]]
|-
| [[تعلم الآلة]]
| [[رؤية حاسوبية]]
| [[معالجة الصور الرقمية]]
|-
| [[ملف:KnnClassification.svg|96px]]
| [[ملف:Julia iteration data.png|96px]]
| [[ملف:sky.png|96px]]
|-
| [[تمييز الأنماط]]
| [[تنقيب في البيانات]]
| [[تحسيب تطوري|الحوسبة التطورية]]
|-
| [[ملف:neuron.svg|96px]]
| [[ملف:English letters (alphabet).png|96px]]
| [[ملف:HONDA ASIMO.jpg|64px]]
|-
| [[تمثيل المعرفة]]
| [[معالجة اللغة الطبيعية|معالجة اللغات الطبيعية]]
| [[روبوتية]]
|}

=== أنظمة الحاسوب ===

==== بنية الحاسوب وتنظيم الكمبيوتر ====
{{أيضا|هندسة الحاسوب|البنية الدقيقة (علم الحاسوب)|معمارية الحاسوب}}
[[هندسة الحاسوب]]، أو تنظيم الحاسوب الرقمي، هو التصميم النظري والهيكل التشغيلي الأساسي لنظام الكمبيوتر. وهي تركز إلى حد كبير على الطريقة التي تعمل بها وحدة المعالجة المركزية داخلياً وتصل إلى العناوين في الذاكرة.<ref>{{استشهاد ويب|عنوان=http://galton.uchicago.edu/~thisted/Distribute/comparch.pdf {{!}} Ghostarchive|مسار=http://galton.uchicago.edu/~thisted/Distribute/comparch.pdf|تاريخ الوصول=2024-06-07|صحيفة=ghostarchive.org|تاريخ أرشيف=9 أكتوبر 2022|مسار أرشيف=https://ghostarchive.org/archive/20221009221030/http://galton.uchicago.edu/~thisted/Distribute/comparch.pdf|حالة المسار=bot: unknown}}</ref> يدرس مهندسو الكمبيوتر المنطق الحسابي و<nowiki/>[[عتاد حاسوب|تصميم أجهزة الكمبيوتر]]، بدءاً من مكونات [[معالج (حوسبة)|المعالجات الفردية]] و<nowiki/>[[متحكم صغري|المتحكمات الدقيقة]] و<nowiki/>[[حاسوب شخصي|الحواسيب الشخصية]] إلى [[حاسوب فائق|الحواسيب الفائقة]] و<nowiki/>[[نظام مضمن|الأنظمة المدمجة]]. يمكن إرجاع مصطلح ”الهندسة المعمارية“ في أدبيات الحاسوب إلى عمل لايل ر. جونسون وفريدريك [[فريد بروكس]]، وهما عضوان في قسم تنظيم الآلات في مركز الأبحاث الرئيسي ل<nowiki/>[[آي بي إم|شركة أي بي ام]] في عام 1959.
{| style="border:1px solid #ccc; text-align:center; margin:auto;" cellspacing="15"
|-
| [[ملف:NOR ANSI.svg|96px]]
| [[ملف:Fivestagespipeline.png|96px]]
| [[ملف:SIMD.svg|96px]]
|-
| [[جبر بول]]ياني
| [[البنية الدقيقة (علم الحاسوب)|البنية الدقيقة]]
| [[معالجة متعددة]]
|-
| [[ملف:Roomba original.jpg|96px]]
| [[ملف:flowchart.png|96px]]
| [[ملف:Operating system placement.svg|96px]]
|-
| [[حوسبة سائدة]]
| [[هندسة أنظمة|هندسة الأنظمة]]
| [[نظام تشغيل]]
|}

==== الحوسبة المتزامنة والمتوازية والموزعة ====
{{أيضا|تزامن (حوسبة)|حوسبة موزعة}}
يُعدّ التزامن خاصية للأنظمة التي يتم فيها تنفيذ العديد من العمليات الحسابية في وقت واحد، ومن المحتمل أن تتفاعل مع بعضها البعض.<ref>{{استشهاد ويب|عنوان=Book sources - Wikipedia|مسار=https://en.wikipedia.org/wiki/Special:BookSources/978-1-119-42070-5|تاريخ الوصول=2024-06-07|صحيفة=en.wikipedia.org|لغة=en|مسار أرشيف=http://web.archive.org/web/20241208180150/https://en.wikipedia.org/wiki/Special:BookSources/978-1-119-42070-5|تاريخ أرشيف=2024-12-08}}</ref> وقد تم تطوير عدد من النماذج الرياضية للحوسبة المتزامنة العامة بما في ذلك [[شبكة بيتري|شبكات بيتري]] وحسابات العمليات ونموذج آلة الوصول العشوائي المتوازية.<ref>{{استشهاد بكتاب|مسار=https://en.wikipedia.org/wiki/Special:BookSources/978-3-642-37225-4|عنوان=Computing nature: Turing centenary perspective|تاريخ=2013|ناشر=Springer|محرر=Dodig Crnkovic|محرر-الأول=Gordana|سلسلة=Studies in applied philosophy, epistemology and rational ethics|مكان=Heidelberg ; New York|أكلس=828487486|محرر2=Giovagnoli|محرر2-الأول=Raffaela|isbn=978-3-642-37224-7|مسار أرشيف=http://web.archive.org/web/20241208181113/https://en.wikipedia.org/wiki/Special:BookSources/978-3-642-37225-4|تاريخ أرشيف=2024-12-08}}</ref> 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.<ref>{{استشهاد بكتاب|مؤلف=Bibri|الأول=Simon Elias|مسار=https://en.wikipedia.org/wiki/Special:BookSources/978-3-319-73981-6|عنوان=Smart Sustainable Cities of the Future: The Untapped Potential of Big Data Analytics and Context-Aware Computing for Advancing Sustainability|تاريخ=2018|ناشر=Springer International Publishing : Imprint: Springer|طبعة=1st ed. 2018|سلسلة=The Urban Book Series|مكان=Cham|isbn=978-3-319-73981-6|مسار أرشيف=http://web.archive.org/web/20250307182815/https://en.wikipedia.org/wiki/Special:BookSources/978-3-319-73981-6|تاريخ أرشيف=2025-03-07}}</ref>

==== شبكات الحاسوب ====
{{أيضا|شبكة حاسوب}}
يهدف هذا الفرع من علوم الحاسوب إلى إدارة الشبكات بين أجهزة الحاسوب في جميع أنحاء العالم.

==== أمن الحاسوب والتشفير ====
{{أيضا|تعمية (تخصص)|أمن الحاسوب}}
[[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.

التشفير التاريخي هو فن كتابة الرسائل السرية وفك رموزها. التشفير الحديث هو الدراسة العلمية للمشاكل المتعلقة بالحسابات الموزعة التي يمكن مهاجمتها. تشمل التقنيات التي تتم دراستها في [[علم التشفير|علم التشفير الحديث]] [[التشفير التماثلي|التشفير المتماثل]] وغير المتماثل، و<nowiki/>[[التوقيعات الرقمية]]، و<nowiki/>[[دالة تلبيد معمى|دوال التجزئة التشفيرية]]، و<nowiki/>[[بروتوكول الاتفاق على مفتاح|بروتوكولات الاتفاق على المفاتيح]]، و<nowiki/>[[سلسلة الكتل]]، و<nowiki/>[[الإثبات بلا كشف]]، والدوائر المشوشة.

==== قواعد البيانات ====
{{أيضا|هياكل البيانات|تنقيب في البيانات}}
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 خلال [[مفهوم قواعد البيانات|نماذج قواعد البيانات]] و<nowiki/>[[لغة استعلام|لغات الاستعلام]].

==== تحليل أداء الحاسوب ====
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.<ref>{{استشهاد بكتاب | الأخير = Wescott | الأول = Bob | عنوان = The Every Computer Performance Book, Chapter 3: Useful laws  | مسار = https://archive.org/details/isbn_9781482657753 | ناشر = [[CreateSpace]] | تاريخ = 2013 | isbn = 978-1-4826-5775-3}}</ref> توفر المقاييس طريقة لمقارنة أداء الأنظمة الفرعية المختلفة عبر أبنية شرائح أنظمة مختلفة.

== أهم الإكتشافات ==
أشار فيلسوف الحوسبة بيل رابابورت إلى ثلاث رؤى عظيمة لعلوم الحاسوب:<ref>{{استشهاد ويب|عنوان=WHAT IS COMPUTATION?|مسار=https://cse.buffalo.edu/~rapaport/computation.html|تاريخ الوصول=2024-06-12|صحيفة=cse.buffalo.edu|مسار أرشيف=http://web.archive.org/web/20240809163048/https://cse.buffalo.edu/~rapaport/computation.html|تاريخ أرشيف=2024-08-09}}</ref>

* رؤية [[غوتفريد لايبنتس]] و<nowiki/>[[جورج بول]] و<nowiki/>[[آلان تورنغ|ألان تورينج]] و<nowiki/>[[كلود شانون]] و<nowiki/>[[صمويل مورس|صموئيل 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).
{{أيضا|فيزياء رقمية}}
* فكرة [[آلان تورنغ|آلان 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:
** تحرك لليسار موقع واحد.
** تحرك لليمين موقع واحد.
** اقرأ الرمز في الموقع الحالي.
** اطبع 0 في الموقع الحالي.
** اطبع 1 في الموقع الحالي.
{{أيضا|آلة تورنغ}}
* رؤية كورادو بوم وجوزيبي جاكوبيني: هناك ثلاث سبل '''فقط''' 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 طريقة '''إدهب إلى''' (مما يعني أنها أكثر بدائية من [[برمجة مهيكلة|البرمجة المنظمة]]).

== التعليم ==
{{مفصلة|تعليم علوم الحاسوب}}

يدرس طلاب علم الحاسوب العديد من مجالات الرياضيات مثل [[تفاضل وتكامل|حساب التفاضل والتكامل]]، [[جبر خطي|الجبر الخطي]]، و[[معادلة تفاضلية|المعادلات 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.<ref>[https://webapp4.asu.edu/programs/t5/roadmaps/ASU00/ESCSEBS/null/ALL/2015 Major Map - Computer Science,BS<!-- عنوان مولد بالبوت -->] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20200213084036/https://webapp4.asu.edu/programs/t5/roadmaps/ASU00/ESCSEBS/null/ALL/2015 |date=13 فبراير 2020}}</ref><ref>{{استشهاد ويب| مسار  = https://www.umkc.edu/majormaps/maps/2013-2014/SCE_BS_CompSci_2013_2014.pdf| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20180105233702/https://www.umkc.edu/majormaps/maps/2013-2014/SCE_BS_CompSci_2013_2014.pdf | تاريخ أرشيف = 5 يناير 2018 | تاريخ الوصول =  أغسطس 2020  |حالة المسار=dead}}</ref>

=== تحديات التعليم ===
في العديد من البلدان، هناك فجوة كبيرة بين الجنسين في تعليم علوم الحاسوب. في عام 2012، تم منح 20% فقط من شهادات علوم الحاسوب في [[الولايات المتحدة]] للنساء.<ref>{{استشهاد ويب|عنوان=Percentage of Bachelor's degrees conferred to women, by major (1970–2012) |مسار = http://www.randalolson.com/2014/06/14/percentage-of-bachelors-degrees-conferred-to-women-by-major-1970-2012/|تاريخ الوصول=July 20, 2015|تاريخ = 14 June 2014| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20181101234532/http://www.randalolson.com:80/2014/06/14/percentage-of-bachelors-degrees-conferred-to-women-by-major-1970-2012/? | تاريخ أرشيف = 1 نوفمبر 2018 }}</ref> الفجوة بين الجنسين هي أيضا مشكلة في البلدان الغربية الأخرى. الفجوة أصغر أو غير موجودة في بعض أنحاء العالم.<ref name="gender">{{استشهاد ويب|عنوان=IT gender gap: Where are the female programmers? |مسار =https://www.techrepublic.com/blog/software-engineer/it-gender-gap-where-are-the-female-programmers/|الأول = Justin |الأخير = James |عمل = TechRepublic| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190417000327/https://www.techrepublic.com/blog/software-engineer/it-gender-gap-where-are-the-female-programmers/ | تاريخ أرشيف = 17 أبريل 2019 }}</ref> في عام 2011، حصلت النساء على نصف شهادات علوم الحاسوب في [[ماليزيا]].<ref>{{استشهاد ويب|عنوان=what ''[sic!]'' gender is science|مسار=https://www.soc.ucsb.edu/faculty/mariacharles/documents/WhatGenderisScience.pdf|تاريخ الوصول=July 20, 2015| مسار أرشيف = https://web.archive.org/web/20190430004832/http://www.soc.ucsb.edu/faculty/mariacharles/documents/WhatGenderisScience.pdf | تاريخ أرشيف = 30 أبريل 2019 |حالة المسار=dead}}</ref> في عام 2001، كان 55% من خريجي علوم الحاسوب في [[غيانا]] من النساء.<ref name="gender"/>

== انظر أيضاً ==
{{أعمدة متعددة}}
* [[عالم حاسوب]]
* [[هندسة الحاسوب]]
* [[Z4 (كمبيوتر)]]
* [[برمجية|برمجيات]]
* [[هندسة البرمجيات]]
* [[نظام تشغيل|نظم التشغيل]]
* [[عتاد حاسوب|عتاد الحاسوب]]
* [[وسائط متعددة|الوسائط المتعددة]]
* [[نظرية الألعاب]]
* [[محاكاة|علم المحاكاة]]
{{فاصل أعمدة متعددة}}
* [[خوارزميات وراثية]]
* [[رخصة البرمجيات|رخص إلكترونية]]
* [[وحدات تخزين المعلومات]]
* [[برمجيات النظام]]
* [[إلمام بالحاسوب]]
* [[معلوماتية حيوية]]
* [[معلوماتية صحية|معلوماتية طبية]]
 {{فاصل أعمدة متعددة}}
* [[معلوماتية كيميائية]]
* [[معلوماتية صحية]]
* [[معلوماتية عصبية]]
* [[العودية اليسرى]]
* [[تقانة المعلومات|تقنية المعلومات]]
* [[قائمة الرواد في علم الحاسوب]]
* [[مسائل غير محلولة في علم الحاسوب]]
{{نهاية أعمدة متعددة}}

== المراجع ==
{{مراجع|محاذاة=نعم}}
;'''ملاحظات'''
{{مراجع|مجموعة=ملاحظة}}

== وصلات خارجية ==
{{روابط شقيقة}}
* [https://www.infomag.news.sy مجلة المعلوماتية]، تصدر عن الجمعية العلمية السورية للمعلوماتية.

{{فروع العلوم}}
{{علم الحاسوب}}
{{هندسة برمجيات}}
{{ضبط استنادي}}
{{شريط بوابات|إنترنت|تقانة|تقانة المعلومات|علم الحاسوب|علوم|كهرطيسية}}

[[تصنيف:علم الحاسوب|*]]
[[تصنيف:علوم شكلية]]
[[تصنيف:هندسة الحاسوب]]