计算机科学是什么

计算机科学（Computer science，有时简称为 CS）它是系统研究信息和计算的理论基础，以及它们如何在计算机系统中实现和应用的新技术。 它通常被描述为对创建、叙述和改变信息的算法处理系统的研究。计算机科学包括许多分支机构；有的注重特殊结论计算，如计算机图形学；有的讨论计算问题的特点，如计算复杂性理论；也有一些行业致力于如何完成计算。例如，编程语言理论是研究叙事计算的一种方式，而编程设计则是应用特定的编程语言来处理特定的计算问题。人机交互致力于如何使计算机和计算有效实用，及其随时为人所用。

有时人们误以为计算机科学就是处理计算机问题（如信息技术），或者只与使用计算机的经验有关，比如玩游戏、上网或文本编辑。事实上，计算机科学关注的不仅仅是了解完成游戏和浏览器等软件程序的特点，还要根据现有知识创建新程序或改进现有程序。

虽然计算机科学（computer science）这个名字包括计算机这个词，但事实上，计算机科学的大量领域并不涉及计算机本身的探索。因此，建议出去一些新名字。一些著名大学的系专注于术语计算科学（computing science），注意两者之间的差异。丹麦专家 Peter Naur 最好使用术语”datalogy”，为了反映这一事实，科学学科围绕数据和数据处理，而不必涉及计算机。第一个使用这个术语的科学机构是哥本哈根大学 Datalogy 学院成立于学校 1969 年，Peter Naur 是第一任教授。这一术语的关键用于北欧中国。同时，在计算技术发展初期，《ACM 通信提出了一些关于计算行业从业者的术语:turingineer，turologist，flow-charts-man，applied meta-mathematician 及 applied epistemologist。 三个月后，在同一期刊上，comptologist 被提出，第二年又变成了 hypologist。 术语 computics 也被建议过。在欧洲大陆，从信息开始（information）和数学或自动（automatic）与计算机或计算机相比，名称来自计算机或计算机（computation）更普遍，如 informatique（法文），Informatik（德语），informatika(斯拉夫语族)。

著名计算机科学家艾兹赫尔·戴克斯特拉曾强调：“计算机科学不仅仅是关于计算机的，就像天文学不仅仅是关于眼镜一样。”（”Computer science is no more about computers than astronomy is about telescopes.”）计算机和计算机软件的设计和部署通常被认为是非计算机科学的行业。例如，计算机系统的研究被视为计算机工程的一部分，但商业计算机软件的研究和部署被称为信息技术或信息系统。然而，目前也越来越多地融入了各种计算机专业学科的理念。计算机科学研究也经常与数学、工程、认知科学和经济学等其他学科交叉。

计算机科学被认为比其他科学更接近数学，一些观察者说计算是一门数学科学。 最初的计算机科学受到数学研究成果的巨大影响，如库尔特·哥德尔、艾伦·图灵、路莎·彼得、阿隆佐·邱奇等数学家的研究。这两个行业在一些课程中，如数学逻辑、范畴论、域理论和代数，也不断有利于思想交流。

历史

最初的计算机科学基本上可以追溯到最近的计算机发明。这些计算固定值任务的设备，如算盘，自古以来就存在于希腊阶段，而用于加速计算的算法在发明算盘和其他古老的计算仪器之前就被广泛使用。

Wilhelm Schickard 在 1623 制定了世界上第一台机械计算器，但尚未完成其建造。布莱兹·帕斯卡在这里 1642 年度设计和建造了世界上第一台可以工作的机械计算器 Pascaline。1673 2000年，莱布尼兹开始建造步进计算器，并于2000年开始建造 1694 他被称为第一位计算机科学家和信息理论家，因为他记录了二进制系统。埃达·洛夫莱斯帮助查尔斯·巴贝奇在维多利亚制定了差分机。1900 几年后，打孔机出现了。但上述设备仅限于单独的任务，或者最多是所有可能的任务子集。

到 20 世纪 40 在这个时代，随着更强大的计算机(如)的升级 ABC 发明了计算机和电子数值积分计算机，术语“计算机”逐渐被用来指代这些设备，而不是它们的祖先。计算机定义变得更加清晰，不仅用于数学运算，而且一般来说，计算机科学产业也扩展到计算研究。20 世纪 50 时代至 20 世纪 60 在时代初期，计算机科学开始被建立为不同类型的学术课程。 世界上第一个计算机科学学位点是普渡大学在世界上的第一个计算机科学学位点 1962 年开设。随着计算机的发生，许多计算应用程序都以自己的方式逐渐转变为探索的各个领域。

虽然很多人一开始并不相信计算机会成为科研行业，但随后的计算机会成为科研行业 50 多年来也逐渐得到学术界的认可。IBM 该公司是那一阶段计算机科学革命的参与者之一。在那个探索阶段，IBM（International Business Machines 简称)公布 IBM 704 及其以后的 IBM 709 计算机应用广泛。“但是，应用程序 IBM 电脑工作仍然是一件非常沮丧的事情。如果你在命令中弄错了一个字母，程序可能会崩溃，你必须重新开始。”20 世纪 50 在时代末期，计算机科学仍在发展，这在当时是很常见的。

随着时间的推移，计算机科学技术的可用性和有效性得到了显著的提高。当今社会见证了计算机从专业使用到被客户接受的重大变化。起初，计算机非常昂贵，为了合理使用它们，必须由专业的计算机操作员在某种程度上完成。然而，随着计算机的普及和便宜，它基本上不需要特殊人员的帮助，尽管有时支持仍然存在。

主要成就

德国在第二次世界大战中使用加密通信的恩尼格玛密码机。恩尼格玛加密信息在布莱切利园被大量破解，被称为帮助盟军在第二次世界大战中获胜的关键因素。

虽然计算机科学被认定为一门可靠的学科的历史很短，但它对科学和社会做出了许多根本性的贡献ー事实上，计算机科学和电子科学一样，是信息时代的基础科学，是信息革命的驱动力，被称为继科技革命（公共年份） 1750-1850 年)和新石器改革(公元公元) 8000-5000 2000年)未来人们科技进步的第三次重要飞跃。

这种奉献包括：

打开“数字革命”，包括当今的信息时代和互联网。

对计算方法和可计算方法的定义验证了计算中存在的不可解、难破的问题。

提出编程语言的概念，作为使用不同抽象层次准确表达过程的工具。

在密码学领域，恩尼格玛密码机的破解被称为盟军在二战中获胜的关键因素。

科学计算实现了分析实践中非常复杂的过程和场景，并可以完全依靠软件进行一些实验。它还实现了对人类思想的深入分析，促进了人类基因组计划制作人类基因的实现。 还有探索蛋白质折叠的分布式计算项目 Folding@home。

基于人工智能、机器学习等大规模统计和数值方法，算法交易提高了金融市场的效率和流动性。 高频算法交易也会加速波动。

计算机图形和计算机图像（CGI）它在现代娱乐中无处不在，尤其是在电视、电影、广告、动画和视频游戏中。即使没有使用。 CGI 技术电影，一般都是用数据相机拍摄，或者用数据视频编辑器编辑或后期处理。

模拟各种过程，包括计算流体动力学、物理、电气和电子系统和电路，以及与人们居住相关的社会和社会形式（特别是战略游戏）war games）。现代计算机可以改进这种设计，比如飞机设计。特别是在电气和电子电路的设计中，SPICE 软件对新的物理实现（或修改）设计有很大的帮助。 它包含了集成电路的基本制图软件。

人工智能变得越来越重要，因为它变得越来越高效和复杂。人工智能有很多应用，其中一些可以在家里看到，比如机器人吸尘器。它还出现在无人机、反导弹系统和适用于视频游戏和现代战场的小组机器人中。

人机交互将新算法与设计策略相结合，可以实现快速的人类绩效、低错误率、学习方便和高满意度。研究人员利用人类观察和自动数据采集来了解客户的需求，然后进行可用性测试来改进设计。关键创新包括即时控制、可选网站链接、触摸屏设计、移动应用程序和虚拟现实。

哲学

Peter Wegner 计算机科学可分为数学、工程学、科学三个行业。Amnon H. Eden 建议计算机科学各行各业采用三种方法：

将计算机科学视为数学支系的“理性主义方式”在理论计算机科学中非常流行，主要采用演绎推理。

这种方法具有明显的工程学趋势，尤其是在软件开发行业。

“科学范式”，人工智能的一些分支机构可以作为这种方式的代表（如探索人工生命）。

计算机科学产业

计算机科学作为一门课程，包括从算法理论研究和计算的极限到如何通过硬件和软件完成计算系统。 CSAB(以前叫过 Computing Sciences Accreditation Board），由 Association for Computing Machinery（ACM）和 IEEE 计算机协会（IEEE-CS）代表组成，建立计算机科学学科 4 主要行业：计算理论，算法与数据结构、编程方法与编程语言，以及计算机组成与架构。CSAB 还建立了软件开发、人工智能、互联网与通信、数据库管理、并行计算、分布式计算、人机交互、计算机图形学、操作系统、标值和符号计算等其他重要行业。

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