什么是計(jì)算機(jī)科學(xué)

計(jì)算機(jī)科學(xué)(Computer Science, CS)是一門研究計(jì)算機(jī)和可計(jì)算系統(tǒng)的學(xué)科，包括它們的理論、網(wǎng)站設(shè)計(jì)、開發(fā)和應(yīng)用技術(shù).該學(xué)科的研究課題包括計(jì)算機(jī)程序能做什么和不能做什么(可計(jì)算性)，如何使程序更高效地執(zhí)行特定任務(wù)(算法和復(fù)雜性理論)，程序如何存取不同類型的數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫)，程序如何顯得更具有智能(人工智能)，人類如何與計(jì)算機(jī)溝通(人機(jī)交互和人機(jī)界面)等。

計(jì)算機(jī)科學(xué)研究的范圍很廣，從計(jì)算理論和算法基礎(chǔ)到機(jī)器人開發(fā)、計(jì)算機(jī)視覺、智能系統(tǒng)、生物信息等，其主要工作可概括為：

(1)尋找求解可計(jì)算問題的有效方法。例如，在數(shù)據(jù)庫中存放信息、在網(wǎng)絡(luò)上傳送數(shù)據(jù)、顯示圖像等的最佳可能途徑。從事這類工作的人，應(yīng)該有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，能夠確定并設(shè)計(jì)出性能良好的算法。

(2)構(gòu)建使用計(jì)算機(jī)的新方法。網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫和人機(jī)交互技術(shù)的結(jié)合與發(fā)展，形成了www技術(shù)，這改變了世界，計(jì)算機(jī)科學(xué)家們正在努力使機(jī)器人擁有更強(qiáng)的智能，能夠承擔(dān)更多的工作，應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生更多的知識(shí)，使計(jì)算機(jī)能夠承擔(dān)更多的、更復(fù)雜的工作。

在IEEE/ACM-CCCS發(fā)布的報(bào)告中，計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)科的核心知識(shí)領(lǐng)域包括：

• 離散結(jié)構(gòu)(Discrete Structures, DS);
• 程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(Programming Fundamentals, PF) ;
• 算法與復(fù)雜性(Algorithms&Complexity, AL) ;
• 程序設(shè)計(jì)語言(Programming Language, PL) ;
• 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)與組織(Architecture & Organization, AR) ;
• 操作系統(tǒng)(Operating System,OS);
• 人機(jī)交互(Human-Computer Interaction, HCI) ;
• 圖形學(xué)與可視計(jì)算(Graphics & Visual Computing,GR);
• 智能系統(tǒng)(Intelligent System, IS) ;
• 信息管理(Information Management,IM);
• 計(jì)算科學(xué)與數(shù)值方法(Computational Science & Numerical Methods,CN)

計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)科關(guān)注的問題空間如圖10-3所示，即以軟件方法與技術(shù)為中心，向下直到使硬件可以工作的軟件系統(tǒng)，向上直到幫助組織操作的信息系統(tǒng)。