معلوماتية نظرية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

المعلوماتية النظرية هي أحد فروع المعلوماتية الذي يهتم بنظرية التحسيب بفرعيها نظرية الحوسبة و نظرية التعقيد الحسابي , إضافة إلى المنطق بفرعيه : منطق القضايا (حسبان القضايا) و المنطق الإسنادي إضافة إلى السيمانتيك الشكلي أي بشكل عام نظرية اللغات الشكلية.

فهرست

[تحرير] التحسيب

في المعلوماتية , التحسيب computation يعني كيفية تطور حالة الحاسوب مع الزمن , علما أن حاسوب هنا يجب أن تفهم بالمعنى الواسع للكلمة و ليس على أنها الحواسيب الرقمية فقط . لكن أحد أمثلة التحسيب الفيزيائي هو تطور حالة الحاسوب الرقمي مع الزمن , مع ان هناك أمثلة أخرى مثل الحواسب الكمومية , حواسيب الدنا DNA computer أو الحواسيب الجزيئية . في فروع المعلوماتية التي تدرس عمليات التحسيب , تعرف نماذج رياضية من الحواسيب تدعى آلات تورينغ , في هذه الحالة يصبح التحسيب شيئا رياضيا بحتا . الفرع الرياضي الذي يدرس النماذج الرياضية للتحسيب ندعوه نظرية التحسيب .


يمكن تعريف التحسيب أيضا بأنه إيجاد حلول مسألة مطروحة ابتداءا من معطيات مطروحة لها باستخدام خوارزمية . و يمكن تمديد هذا العلم لإيجاد الخوارزميات المناسبة لحل نمط معين من المسائل . بدورها تتناول نظرية الحوسبة : تحليل المسائل و مدخلاتها Inputs اضافة للخوارزميات Algorithms المطروحة لحلها .

[تحرير] التحسيب كمفهوم معلوماتي

التحسيب Computation تعريفا سلسلة الخطوات الوسيطة intermediate steps التي نستخدمها في انجاز خوارزمية مصممة لحل مشكلة أو مسألة ما بطريقة حاسوبية . يمكن تعريفها أيضا على انها خوارزمية algorithm نقوم بها لتحويل مدخلات input مسألة ما إلى مخرجات outputs (خرج , نتائج) أي حلول للمسألة المطروحة . أي حاسوب يقوم بعملية حوسبة computation عندما ينجز برنامجا ما program ليعطيك نتائج ما أعطيته .

في أي خوارزمية , هناك مجموعة من العمليات الحسابية و المنطقية المتسلسلة , نتيجة كل عملية تستخدم كمدخل للعملية التالية , و يقوم البرنامج المعطى الممثل للخوارزمية برتتيب العمليات و تحديد شروط الانتقال من عملية لأخرى و حتى إمكانية العودة إلى عملية سابقة أو الانتقال إلى عملية لاحقة (ليست تالية) (القفز إلى اعلى و إلى أسفل) .

هذه التعريفات تشكل أساسا لنظرية الحسوبية computability theory و نظرية التعقيد الحسابي computational complexity theory .


[تحرير] نظرية التحسيب

نظرية التحسيب theory of computation هي فرع من المعلوماتية يدرس إمكانية حل المسائل المطروحة بكفاءة بوساطة حاسوب . لذلك يمكن تقسيمها إلى : نظرية الحسوبية و نظرية التعقيد الحسابي .و كلاهما يتعاملان مع الناذج الشكلية للتحسيب .

لإنجاز دراسة منهجية للتحسيب , يشكل علماء الحاسوب نماذج رياضية مجردة من الحواسيب تدعى نموذج التحسيب model of computation . توجد عدة أنماط من هذه النماذج قيد الاستعمال , لكن اهمها و اكثرها شيوعا هو آلة تورنج . يمكن ان نتصور آلة تورينغ على انها حاسوب منزلي مع سعة ذاكرة محدودة , و لايمكن الوصول إلا إلى قطاعات صغيرة متفرقة من هذه الذاكرة . تعتبر آلات تورينغ سهلة التصور و التصميم و من الممكن تحليلها و دراستها للبرهنة عن النتائج المتوقعة بالتالي تمثل نموذجا معقولا لعملية التحسيب .

شرط محدودية الذاكرة ضروري جدا لأن هذا ما يجعل آلة تورينغ واقعية , و يجعل تنبؤات آلة تورينغ مقبولة فأي مسألة يمكن حلها بوساطة آلو تورينغ يمكن حلها أيضا بوساطة أي حاسوب شخصي ذو ذاكرة كافية.

[تحرير] انظر أيضا


فروع المعلوماتية

الحقول الأساسية للمعلوماتية

تحرير
معلوماتية نظرية تحسيب | خوارزميات | نظرية المعلومات | نظرية الاتمتة | نظرية المخططات | نظرية التعقيد | تعمية | لغات شكلية | استمثال | بناء المترجمات البرمجية | نظرية أنظمة التشغيل
معلوماتية عملية أنظمة تشغيل | حوسبة | رسوميات الحاسب | قواعد بيانات | بنى بيانات | برمجة
معلوماتية تقنية تكنولوجيا المعلومات | شبكات الحاسب | عتاد الحاسب | أمن الحاسب | اختراق الحاسب
معلوماتية تطبيقية أنظمة معلومات | معلوماتية حيوية | معلوماتية جيولوجية | كيمياء حاسوبية | فيزياء حاسوبية | معلوماتية اقتصادية | وسائط متعددة
ذكاء اصطناعي تعلم آلي | معلوماتية عصبونية | طرق التصنيف | لغويات حاسوبية
برمجيات لغات البرمجة | برمجيات حرة | برمجيات تجارية
أنظمة التشغيل دوس | ويندوز | يونكس | لينكس | ماك أو إس | نتوير |
عتاد الحاسب وحدة المعالجة المركزية | ذاكرة الحاسب | القرص الصلب | اللوحة الأم