Επιστήμη των Υπολογιστών Στόχοι του κεφαλαίου είναι : οι μαθητές να περιγράφουν τους βασικούς τομείς της Επιστήμης των Υπολογιστών και να μπορούν να αναφερθούν στα πεδία τόσο της Θεωρητικής όσο και σε αυτά της Εφαρμοσμένης Επιστήμης των Υπολογιστών.

Τομείς της επιστήμης ΗΥ Επιστήμη των ΗΥ Θεωρητική Εφαρμοσμένη

Εφαρμοσμένη Επιστήμη των ΗΥ Ο σχεδιασμός υλικού για την κατασκευή των υπολογιστών Ο σχεδιασμός, η ανάπτυξη και η συντήρηση λογισμικού Ο σχεδιασμός πληροφοριακών συστημάτων για τη συλλογή, ανάκτηση, επεξεργασία και αποθήκευση πληροφοριών. Ο σχεδιασμός βάσεων δεδομένων και συστημάτων διαχείρισης βάσεων δεδομένων για την υποστήριξη πληροφοριακών συστημάτων. Η τεχνητή νοημοσύνη, η οποία ερευνά τρόπους ανάπτυξης υπολογιστικών μοντέλων ανθρώπινης γνώσης Ο σχεδιασμός δικτύων υπολογιστών για την παραγωγή, τη λήψη και την προώθηση πληροφοριών. Η ασφάλεια των υπολογιστών, δηλαδή το σύνολο των μεθόδων που χρησιμοποιούνται για την προστασία πληροφοριών ή υπηρεσιών από φθορά, αλλοίωση ή μη εξουσιοδοτημένη χρήση.

Θεωρητική Επιστήμη των ΗΥ Η Ανάλυση Αλγορίθμων, Η Θεωρία Υπολογισιμότητας Η Θεωρία Πολυπλοκότητας.

Θέματα Θεωρητικής Επιστήμης των Υπολογιστών

Πρόβλημα Με τον όρο Πρόβλημα προσδιορίζεται μια κατάσταση η οποία χρήζει αντιμετώπισης, απαιτεί λύση, η δε λύση της δεν είναι γνωστή, ούτε προφανής.

Ας τα ξαναδούμε από την αρχή Πρόβλημα από το Δημοτικό Η μητέρα του Γιωργάκη του έδωσε 10€ και του ζήτησε να πάρει 2 κιλά ντομάτες, 1κιλό πατάτες και 3 κιλά πορτοκάλια. Αν οι ντομάτες στοιχίζουν 2 €/κιλο, οι πατάτες 1,5€/κιλό και τα πορτοκάλια 0,75€/κιλο πόσα είναι τα ρέστα;

Ας θυμηθούμε τη δασκάλα Διαβάζουμε και καταλαβαίνουμε καλά τη περιγραφή του προβλήματος Καταγράφουμε τα δεδομένα και προσδιορίζουμε τα ζητούμενα Γράφουμε τη σκέψη (δηλαδή περιγράφουμε τις επιμέρους πράξεις που πρέπει να κάνουμε και τη σειρά που θα τις κάνουμε) Λύση (κάνουμε τις πράξεις με τα δεδομένα που έχουμε και βρίσκουμε τα ζητούμενα)

Ζητούμενα τα ρέστα Δεδομένα Διαθέσιμο ποσό=10€ Λίστα αγορών: Τιμές Ντομάτες=2 κιλα Πατάτες=1 κιλο Πορτοκάλια=3 κιλα Τιμές Νοματες 2€/κιλο Πατάτες 1,5€/κιλο Πορτοκαλια 0,75€/κιλο Ζητούμενα τα ρέστα

Σκέψη Υπολογίζω πόσο θα κοστίσουν οι Ντομάτες Υπολογίζω πόσο θα κοστίσουν οι Πατάτες Υπολογίζω πόσο θα κοστίσουν τα Πορτοκάλια Προσθέτω τα κόστη Τα αφαιρώ από τα 10€

Λύση Κόστος για ντομάτες =2Χ2€=4€ Κόστος για πατάτες =1Χ1,5€=1,5€ Κόστος για πορτοκάλια =3Χ0,75€=2,25€ Συνολικό κόστος=4€+1,5€+2,25=7,75 Ρεστα=10€-7,75€=2,25€

Τι δεν μας είπε η δασκάλα Η σκέψη ονομάζεται Αλγόριθμος Για όλα τα προβλήματα ακολουθούμε παρόμοια διαδικασία που διαγραμματικά περιγράφεται ως εξής: Επεξεργασία (εφαρμογή του αλγορίθμου) Πληροφορία (ζητούμενα, λύση) Δεδομένα

Τι δεν μας είπε η δασκάλα Πληροφορία είναι το αποτέλεσμα κάθε επεξεργασίας δεδομένων (δηλ. το κόστος για τις ντομάτες είναι πληροφορία που προέκυψε από τα δεδομένα 2 κιλά και τη τιμή 2€/κιλό) όπως και το αποτέλεσμα. Χωρίσαμε το πρόβλημα σε 3 επιμέρους ανεξάρτητα απλούστερα προβλήματα 1 για τις ντομάτες 1 για τις πατάτες και 1 για τα πορτοκάλια

Τι δεν μας είπε η δασκάλα Είναι σίγουρα επιλύσιμο το πρόβλημα? Μόνο έφαρμόζοντας τον αλγόριθμο και βρίσκοντας τη λύση αποδεικνύουμε ότι είναι επιλύσιμο (αν ο Γιωργάκης είχε αρχικό ποσό 5€ τι ρέστα θα επέστρεφε?) Αν έπρεπε να περάσει κεντρικό δρόμο υπάρχει 1/1000 πιθανότητα ατυχήματος και αν πηγαινε με ποδήλατο 5/1000. Αρα αντίστοιχες πιθανότητες μη επιλυσιμότητας του προβλήματος.

Ας θυμηθούμε ένα διαφορετικό πρόβλημα του δημοτικού? Να ταξινομήσουμε αλφαβητικά τις λέξεις : Βοδι, άλογο, κατσίκα, αρνι

Δεδομένα Βοδι, άλογο, κατσίκα, αρνι Βοδι, άλογο, κατσίκα, αρνι άλογο, Επεξεργασία Ταξινόμηση

Αλγόριθμος Ταξινόμησης Τα γράμματα από το Α έως το ω έχουν μειούμενη αξία. Οι λέξεις μπαίνουν στη σειρά συγκρίνοντας το πρώτο γράμμα τους Για όσες λέξεις έχουν το ίδιο πρώτο γράμμα τις βάζουμε στη σειρά σύμφωνα με το επόμενο γράμμα του και ούτω καθ’εξής.

Πότε φαίνεται εύκολο ένα πρόβλημα? Όταν έχουμε λύση πολλά παρόμοια προβλήματα

Θέματα Θεωρητικής Επιστήμης των Υπολογιστών