Каково определение информатики, и что такое наука в информатике?

Я получаю степень бакалавра в области компьютерных наук, но я на начальном этапе, и я почти уверен, что буду доволен своим выбором, учитывая, что это похоже на академическое и профессиональное образование.

Сказав это, кажется, существует множество определений того, что компьютерная наука действительно имеет в отношении академических кругов, частного сектора и реальной «науки» в «компьютерных науках», я бы хотела получить ответы (или поделиться размышлениями) Что касается широты вещей, к которой можно применить образование в области компьютерных наук, и, в конечном счете, разнообразных путей, которые преследуют компьютерные науки.

Информатика - это неправильное название - на самом деле в информатике нет «науки», поскольку информатика - это не наблюдение за природой. Скорее, части информатики - это инженерия , а части - математика .

Более теоретические части информатики являются чисто математическими. Например, что такое хороший алгоритм для сортировки? Как мы определяем семантику языков программирования? Как мы можем быть уверены, что криптографическая система безопасна?

Когда компьютерная наука применяется, она становится больше похожей на инженерную. Например, как лучше всего реализовать алгоритм умножения матриц? Как нам разработать компьютерный язык для облегчения написания больших программ? Как мы можем разработать криптографическую систему для защиты онлайн-банкинга?

Напротив, наука о законах природы и, в более общем смысле, о природных явлениях . Явления, связанные с информатикой, созданы человеком. В этом смысле некоторые аспекты информатики можно рассматривать как экспериментальные, например, эмпирическое изучение социальных сетей, эмпирическое изучение компьютерных сетей, эмпирическое изучение вирусов и их распространения, а также компьютерное образование (как для обучения информатике, так и для использования компьютеров). учить другие предметы). Большинство из этих примеров являются пограничной информатикой и являются более правильными междисциплинарными. Наиболее близким к научному методу в области компьютерных наук является, пожалуй, изучение сетей и других аппаратных устройств, которое является основным направлением в подрайоне, неофициально известном как «системы».

Несмотря на эти примеры, большая часть ядра информатики вовсе не наука. Информатика - это просто имя, оно не должно иметь смысла.

Что касается сферы компьютерных наук, возможно, лучшие определения: то, что делают компьютерные ученые. Информатика, как и любая другая академическая дисциплина, является обширной областью, и ее трудно полностью описать. Если вы хотите получить представление о том, что люди считают информатикой, вы можете посмотреть на области исследований вашего факультета.

Давайте начнем с цитаты одного из отцов современной информатики: «Информатика - это не только компьютеры, а астрономия - это телескопы», - Эдсгер Уайб, DIJKSTRA.

Так что на самом деле, если вы заинтересованы в компьютерах и программировании, то вас не очень интересует информатика :-)

Я думаю, что в Википедии есть одно из лучших описаний: «Компьютерные науки (сокращенно CS или CompSci) - это научный и практический подход к вычислениям и их применениям. Это систематическое изучение осуществимости, структуры, выражения и механизации методических процессов. (или алгоритмы), которые лежат в основе сбора, представления, обработки, хранения, передачи и доступа к информации, независимо от того, закодирована ли такая информация в битах и ​​байтах в памяти компьютера или расшифрованы механизмы и белковые структуры в клетке человека. специализируется на теории вычислений и проектировании вычислительных систем "

Но в действительности, как заявил Ювал, большинство университетов / колледжей отошли от теоретической / чистой информатики, и теперь информатика представляет собой смесь науки, математики и техники. Преподает нам не только чистую информатику, но и практические навыки для решения тех и других задач с использованием современных компьютеров, языков программирования, операционных систем и программных приложений.

Возможно, стоит упомянуть, что немецкий термин "компьютерные науки" - это Informatik , который плавит Infomation и Mathematik . Я думаю, что это хорошее и краткое описание того, что такое информатика. (итальянский термин - informatica , и я уверен, что есть еще несколько языков, которые следуют той же строке).

Возможно, вас заинтересует обсуждение мета. В частности, я поддерживаю свой ответ, воспроизведенный здесь:

Информатика - это наука о вычислениях; это кажется очевидным. Менее ясно, как определить науку и вычисления полезным и значимым образом.

Как правило, мы можем разделить науку в соответствии с двумя классификациями: формальной и эмпирической и чистой и прикладной. В то время как формальная наука (такая как математика и большая часть компьютерных наук) опирается на дедуктивные рассуждения из предполагаемых истин, эмпирические науки (такие как физика и химия) опираются на индуктивные рассуждения из наблюдаемых явлений. Принимая во внимание, что цель чистой науки состоит в том, чтобы продвинуть состояние научного понимания, цель прикладной науки состоит в том, чтобы использовать это понимание, чтобы использовать силы Природы (в самом широком смысле этого слова) для достижения других целей.

Мы могли бы определить вычисление как преобразование, примененное к части информации. В самом широком смысле вычисления - это любой процесс, который вызывает изменение во вселенной. Нет необходимости предоставлять более подробное определение, чем это.

Таким образом, информатика состоит из той части человеческой деятельности, которая удовлетворяет следующим критериям:

• Это наука, то есть:

  • Это (1) формально или (2) эмпирически:

    1. использует дедуктивные рассуждения из предполагаемых истин
    2. использует индуктивные рассуждения от наблюдаемых явлений

  • Он либо (1) чистый, либо (2) применяется

    1. стремится улучшить состояние научного понимания
    2. стремится применить научное понимание, чтобы использовать природные силы

• Он изучает вычисления, то есть:

  • Он изучает либо (1) преобразования или (2) информацию
    1. процессы, которые отображают информацию из одной формы в другую
    2. субъекты, подверженные преобразованиям

Я хочу добавить точку зрения относительно слова «наука», которая слишком длинна для комментария.

Люди говорят, что информатика не является наукой традиционным способом, поскольку (упрощенно) мы занимаемся либо математикой, либо инженерным делом. Это не совсем верно. Мы можем применить научный метод - возможно , в краеугольный камень науки - то есть

систематическое наблюдение, измерение и эксперимент, а также формулирование, проверка и изменение гипотез.
_{(Оксфордский словарь английского языка через Википедию )}

Фактически, некоторые из самых ранних работ по алгоритмам придерживаются этого принципа. Некоторые методы были «утеряны» по нескольким причинам, но мы все еще можем их использовать.

Основной процесс¹ будет выглядеть так:

• Обратите внимание на проблему, которую мы хотим решить с помощью компьютера.
• Придумай алгоритм.
• Проанализируйте (математическую модель) алгоритм.
• Основываясь на вашем анализе, спрогнозируйте (ожидаемое) время выполнения алгоритма (на заданном наборе входных данных и на данной машине).
• Подтвердите или фальсифицируйте свой прогноз экспериментальным путем.

$O$

Кстати, не верьте мне на слово. Роберт Седжвик и Филипп Флажоле работают над возвращением науки в информатику , главным образом путем разработки формальной основы аналитической комбинаторики , которая допускает проверяемые гипотезы. Вы можете найти видео и MOOC от Sedgewick, которые расскажут вам столько же.

Вся надежда не потеряна.

1. Это, конечно, только сформулированные алгоритмы. Вы также можете изучить, соответствуют ли графовые модели реальности (например, в работе с социальными сетями, хотя часто более эмпирически, чем с научной точки зрения), или пропускная способность сети оказывается предсказанной, или каким-либо другим образом.

Вероятно, это старый вопрос, который долго обсуждался, начиная с самого истоков информатики. естественный способ изучить / ответить на это через опубликованную литературу по Subj. Подозреваю, что в литературе есть много хороших ссылок, которые еще не цитировались. Кроме того, ответы / вопросы по этому вопросу, вероятно, изменились с течением времени, так же как и кунианские сдвиги , которые были несколько распространены в этой области, возможно, в большей степени, чем в других научных областях. Еще один аспект изучения этого вопроса заключается в том, как этот предмет преподавался в академических кругах и как он вписывался в существующие ведомственные структуры, которые также со временем менялись.

Вот несколько хороших работ / эссе Деннинга, авторитета в этой области, которые касаются этого вопроса напрямую и являются хорошим местом для начала для большего количества ссылок. оба опубликованы в журнале главного академического общества области, CACM .

• Вычислительная техника - естествознание Деннинг, 2007

Информационные процессы и вычисления по-прежнему широко распространены в глубоких структурах многих областей. Вычисления не являются - фактически никогда не были - наукой только искусственного.

• Информатика? Деннинг, 2005

Информатика отвечает всем критериям для того, чтобы быть наукой, но у нее есть проблема доверия к себе.

работая от определения науки

1. отрасль знаний или исследований, посвященная совокупности фактов или истин, систематически упорядоченных и показывающих действие общих законов: математические науки.
2. систематическое знание физического или материального мира, полученное в результате наблюдений и экспериментов.
3. любая из отраслей естествознания или физики.
4. систематизированные знания в целом.
5. знание, как фактов или принципов; знания, полученные в результате систематического изучения.

1. информатика тесно связана с математикой и включает в себя значительные исследования (например, учеба).

2. информатика широко и тесно связана с физикой во многих отношениях. например, физика / термодинамика вычислений, квантовые вычисления , P =? NP как физический закон , фазовые переходы и т. д.

3. это систематизированное знание.

4. оно подвергается систематическому изучению, т.е. исследованиям.

Терминология «информатика» подчеркивает, что область относится не только к применению известных принципов, например, в технике. В области информатики существует довольно много terra incognita , многие основные вопросы в этой области остаются открытыми / без ответа . количество исследователей во всем мире трудно оценить, но их число превышает тысячи или десятки тысяч.

Тем не менее, обратите внимание, что более научные аспекты информатики на самом деле не так много преподаются / раскрываются на уровне бакалавриата, что может привести к некоторому недоумению. также, кажется, не так много громких воплощений / празднований / сторонников / сторонников этого как науки, например, в отличие от других областей, таких как LHC и открытие бозона Хиггса и т. д. [несмотря на то, что CS играл главную роль в его открытие!], или знаменитого фигура Карла Сагана или хокинга. Однако, например, смотрите научно-популярные книги, которые вдохновляют CS