Definition av beräkning
Beräkning, i sin bredaste bemärkelse, är processen att systematiskt omvandla information från en form till en annan enligt en uppsättning väldefinierade regler eller instruktioner. Det handlar om att manipulera data och tillämpa en sekvens av operationer för att uppnå ett specifikt resultat.
Här är en uppdelning av de viktigaste aspekterna av denna definition:
* Information: Detta är ingången eller data som beräkningen verkar. Det kan representeras i olika former:siffror, text, bilder, ljud, symboler etc.
* Transformation: Detta hänvisar till de ändringar som gjorts i informationen under beräkningsprocessen.
* Systematisk: Processen följer en logisk och förutsägbar struktur.
* Väl definierade regler/instruktioner: Dessa är algoritmerna eller programmen som dikterar exakt hur informationen ska manipuleras. De måste vara otvetydiga och tydliga så att beräkningen kan köras korrekt.
* Resultat: Detta är utgången eller den transformerade informationen som produceras av beräkningen.
Tänk på det så här: Beräkning är motorn som tar råvaror (information) och förvandlar dem till en färdig produkt (resultatet) med en specifik plan (algoritmen).
Exempel på beräkning:
* En kalkylator som lägger till två siffror.
* En dator sorterar en lista med namn alfabetiskt.
* En väderprognosmodell som förutsäger framtida temperaturer.
* Den mänskliga hjärnan löser ett matematikproblem.
relation till datavetenskapens område
Beräkning är Det grundläggande konceptet som ligger bakom all datavetenskap. Datavetenskap är i huvudsak studiet av beräkning:
* Förstå beräkning: Datorforskare undersöker de teoretiska gränserna för vad som kan beräknas (teori om beräkning, beräkbarhet).
* Designa beräkningssystem: De utvecklar och bygger datorer, algoritmer och programvara för att automatisera och utföra beräkningar effektivt (datorarkitektur, algoritmer och datastrukturer, programmeringsspråk, programvaruteknik).
* Tillämpa beräkning för att lösa problem: De använder datorer och beräkningstekniker för att hantera utmaningar inom olika områden (artificiell intelligens, maskininlärning, datavetenskap, datorgrafik, cybersäkerhet etc.).
Specifikt är datavetenskap upptagen av:
* Formaliserande beräkning: Representerar beräkningar i exakta matematiska modeller (t.ex. Turing -maskiner, Lambda Calculus).
* Automatisering av beräkning: Skapa maskiner (datorer) som automatiskt kan utföra beräkningar.
* Optimering av beräkning: Utveckla effektiva algoritmer och datastrukturer för att utföra beräkningar snabbt och med minimala resurser.
* Utöka beräkningsomfånget: Upptäck nya sätt att representera information och nya metoder för att omvandla den.
* Analysera komplexiteten i beräkningar: Bestämma hur mycket tid och resurser som krävs för att utföra en given beräkning.
I huvudsak tillhandahåller datavetenskap verktyg, tekniker och teoretiska ramverk för att förstå, utforma och använda beräkning effektivt. Den undersöker både beräkningsfunktioner och begränsningar och driver gränserna för vad som kan uppnås genom automatiserad informationsbehandling. Utan beräkningsbegreppet skulle datavetenskapens område inte existera. Det är kärnämnet för studie och anledningen till att fältet finns.
