Free Essay

Epistimi

In:

Submitted By sonik14
Words 573
Pages 3
Εισαγωγή στην
Επιστήμη των Υπολογιστών
4ο εξάμηνο ΣHMΜY
Ενόηηηα 0: Δηζαγωγή
Διδάζκονηες: Σηάζεο Εάρνο, Άξεο Παγνπξηδήο,
Κωζηήο Σαγώλαο, Γεκήηξεο Σνύληξεο
Επιμέλεια διαθανειών: Σηάζεο Εάρνο, Άξεο Παγνπξηδήο

http://www.corelab.ece.ntua.gr/courses/introcs http://courses.microlab.ntua.gr/ 1

Επιστήμη των Υπολογιστών
Ο επηζηεκνληθόο θαη ηερλνινγηθόο θιάδνο πνπ:




κειεηάεη ηελ αλαπαξάζηαζε, απνζήθεπζε, επεμεξγαζία θαη κεηάδνζε πιεξνθνξηώλ κέζω ππνινγηζηώλ θαη δηθηύωλ αλαδεηά θαη εμεηάδεη ηξόπνπο (αιγόξηζκνπο, δνκέο δεδνκέλωλ, γιώζζεο πξνγξακκαηηζκνύ, αξρηηεθηνληθέο) γηα ηελ απνδνηηθή πινπνίεζε ηωλ παξαπάλω εξγαζηώλ
2

Άλλα ονόματα


Informatics (Πιεξνθνξηθή)



Computing Science (Δπηζηήκε Υπνινγηζκώλ)

Dijkstra:
«Ζ επηζηήκε ηωλ ππνινγηζηώλ έρεη ωο αληηθείκελν ηνπο ππνινγηζηέο όζν θαη ε αζηξνλνκία ηα ηειεζθόπηα» 3

Κεντρικό ερώτημα της επιστήμης υπολογιστών
Τη κπνξεί λα κεραλνπνηεζεί θαη κάιηζηα απνδνηηθά;
Πνηα πξνβιήκαηα κπνξνύκε λα ιύζνπκε κε ππνινγηζηή θαη πόζν θαιά;

4

Όψεις επιστήμης υπολογιστών
 Θεωξεηηθέο ζεκειηώζεηο:
 ππνινγηζηκόηεηα, ινγηθή, απηόκαηα, γξάθνη

 Αιγόξηζκνη θαη πνιππινθόηεηα
 Γιώζζεο θαη κνληέια πξνγξακκαηηζκνύ:
 πξνζηαθηηθέο, αληηθεηκελνζηξεθείο, ζπλαξηεζηαθέο, ινγηθνύ πξνγξακκαηηζκνύ, γιώζζεο ζελαξίωλ

 Μεηαγιωηηηζηέο
 Αξρηηεθηνληθή ππνινγηζηή, assembly
 Χεθηαθή ζρεδίαζε, VLSI
5

Άλλες όψεις της επιστήμης των υπολογιστών  Γίθηπα θαη δηαδίθηπν
 Δκπνξηθέο εθαξκνγέο (online ζπλαιιαγέο, ecommerce, e-banking, e-anything).
 Σύγρξνλε ηερλνινγία (AI, multimedia, ubiquitous computing)  Αζθάιεηα θαη παξαθνινύζεζε (encryption, security, e-voting, digital warfare, big brother)
 Αιιαγέο ζε θάζε ηνκέα ηεο δωήο (αγνξέο, δηαζθέδαζε, θνηλωληθά δίθηπα)
6

Κλάδοι επιστήμης υπολογιστών (i)









Υπνινγηζηκόηεηα θαη πνιππινθόηεηα
Αιγόξηζκνη θαη δνκέο δεδνκέλωλ
Γιώζζεο πξνγξακκαηηζκνύ θαη κεηαγιωηηηζηέο
Τερλνινγία ινγηζκηθνύ
Βάζεηο δεδνκέλωλ θαη δηαρείξηζε πιεξνθνξηώλ
Αξρηηεθηνληθή θαη νξγάλωζε ππνινγηζηώλ
Λεηηνπξγηθά - παξάιιεια - θαηαλεκεκέλα ζπζηήκαηα 7

Κλάδοι επιστήμης υπολογιστών (ii)








Γίθηπα ππνινγηζηώλ θαη ηερλνινγίεο δηαδηθηύνπ
Τερλεηή λνεκνζύλε
Δπηθνηλωλία αλζξώπνπ – κεραλήο, πνιπκέζα
Κξππηνγξαθία
Υπνινγηζηηθή βηνινγία, βηνινγηθνί ππνινγηζκνί
Κβαληηθνί ππνινγηζκνί

8

Είπαν...
Dijkstra:
«Τν εξώηεκα εάλ ν σπολογιζηής ζκέθηεηαι δελ είλαη πην ελδηαθέξνλ από ην εξώηεκα εάλ ην σποβρύτιο κολσμπάει»
Tom Watson, IBM, 1945:
«Ο θόζκνο δελ ρξεηάδεηαη πεξηζζόηεξνπο από πένηε σπολογιζηές»
9

Θεωρητικές θεμελιώσεις




Υπνινγηζηκόηεηα: ποιά πξνβιήκαηα κπνξνύκε λα ιύζνπκε; Υπνινγηζηηθή πνιππινθόηεηα: πόζο καλά κπνξνύκε λα ηα ιύζνπκε;








ωο πξνο ην ρξόλν ωο πξνο ην ρώξν/κλήκε ωο πξνο ηελ θαηαλάιωζε ελέξγεηαο ωο πξνο bandwidth
...
10

Θεωρητικές θεμελιώσεις: υπολογιστική πολυπλοκότητα


Αιγόξηζκνη: άλω θξάγκαηα




ηαμηλόκεζε (κε bubblesort): O(n2)

Απνδείμεηο δπζθνιίαο: θάηω θξάγκαηα




ηαμηλόκεζε κε ζπγθξίζεηο: Ψ(n logn)
NP-πιεξόηεηα: ηζρπξή έλδεημε απνπζίαο απνδνηηθνύ αιγνξίζκνπ million dollar question! 11

Θεωρητικές θεμελιώσεις: εργαλεία




Μνληέια ππνινγηζκνύ: πεπεξαζκέλα απηόκαηα, κεραλέο Turing, ι-ινγηζκόο, ινγηθά θπθιώκαηα, λεπξωληθά δίθηπα, ...
Αλαπαξάζηαζε πξνβιεκάηωλ: γξάθνη, ινγηθή, γξακκηθόο πξνγξακκαηηζκόο, ...

12

Πρόγραμμα




Αθξηβήο πεξηγξαθή ελόο αιγνξίζκνπ ζε κία ηππηθή γιώζζα πνπ νλνκάδεηαη γιώζζα πξνγξακκαηηζκνύ Οη ελέξγεηεο εθαξκόδνληαη ζε αληηθείκελα πνπ ιέγνληαη δεδνκέλα (data)

13

Διατύπωση αλγορίθμου σε γλώσσα 

Φπζηθέο γιώζζεο





Τππηθέο γιώζζεο




Φωξίο απζηεξνύο ζπληαθηηθνύο θαλόλεο
Μεγάιε ππθλόηεηα θαη ζεκαζηνινγηθή ηθαλόηεηα

Απζηεξό ζπληαθηηθό θαη ζεκαζηνινγία

Γιώζζεο πξνγξακκαηηζκνύ



Τππηθέο γιώζζεο πεξηγξαθήο ππνινγηζκώλ
Δληνιέο εθηειέζηκεο από ειεθηξνληθό ππνινγηζηή
14

Οργάνωση υπολογιστών (i)
15







Αλαπαξάζηαζε θαη πξάμεηο δπαδηθώλ αξηζκώλ
Καηεγνξίεο αξρηηεθηνληθώλ
Αξρέο ζρεδηαζκνύ θαη πινπνίεζεο εθαξκνγώλ ζε αξρηηεθηνληθέο/πιηθό
Δηζαγωγή ζηελ θαηαζθεπή νινθιεξωκέλωλ θπθιωκάηωλ 15

Οργάνωση υπολογιστών (ii)
16





Υιηθό (hardware), νξγάλωζε θαη ιεηηνπξγία κηθξνεπεμεξγαζηώλ (ηκήκαηα θαη ιεηηνπξγία ππνινγηζηή, κνξθή εληνιήο-γιώζζα κεραλήο, ζπκβνιηθή γιώζζα (assembly), ζρεδίαζε κλήκεο-πεξηθεξεηαθέο κνλάδεο-κνλάδεο απνζήθεπζεο) Δηζαγωγή ζην ινγηζκηθό ζπζηήκαηνο
 ιεηηνπξγηθό ζύζηεκα
 κεηαγιωηηηζηήο
16

Επίλυση προβλημάτων μέσω Η/Υ
Πξόβιεκα
Αιγόξηζκνη
Γιώζζα
Αξρηηεθηνληθή Σπλόινπ Δληνιώλ
Μηθξναξρηηεθηνληθή
Κπθιώκαηα
Σηνηρεία
17

Επίλυση προβλημάτων μέσω Η/Υ
Μηα ζπζηεκαηηθή αθνινπζία κεηαζρεκαηηζκώλ κεηαμύ ηωλ επηπέδωλ αθαίξεζεο (layers of abstraction)
Πρόβλημα
Σρεδηαζκόο Λνγηζκηθνύ:
Δπηινγή αιγνξίζκωλ θαη δνκώλ δεδνκέλωλ
Αλγόριθμος

Πξνγξακκαηηζκόο:
Φξήζε γιώζζαο γηα ηελ πεξηγξαθή ηνπ αιγνξίζκνπ
Πρόγραμμα

Αρτιηεκηονική
Σσνόλοσ Ενηολών

Μεηάθξαζε/Γηεξκελεία:
Μεηαηξνπή γιώζζαο ζε εληνιέο κεραλήο

18

… συνέχεια
Αρτιηεκηονική
Σσνόλοσ Ενηολών
Σρεδηαζκόο Δπεμεξγαζηή
Μικροαρτιηεκηονική
Σρεδηαζκόο Λνγηθήο/Κπθιώκαηνο
Κσκλώμαηα
Circuits
Γηαδηθαζία Καηαζθεπήο
Σηοιτεία
Devices

19

Similar Documents

Premium Essay

Psych Paper

...Effects of Sleep: How does sleep affect your academic performance? Sleep is an important part of our daily lives and the amount of sleep we receive each day affects a number of different parts in our lives which makes sleeping such a vital part of a person’s life. This is why I am so interested in this topic about how sleep affects your performance in school positively or negatively. “An area that researchers study is the impact that a lack of adequate sleep has on learning and memory. When we are sleep deprived, our focus, attention, and vigilance drift, making it more difficult to receive information” (Harvard University, 2008). Sleep plays such an important role in learning because if you are not getting a good amount a sleep, you won’t have the energy needed to possess the information that you are being taught because your brain didn’t receive the proper amount of rest to help it function at its best. “Without adequate sleep and rest, over-worked neurons can no longer function to coordinate information properly, and we lose our ability to access previously learned information” (Harvard University, 2008). Getting enough sleep every day is important because it affects your daily life in so many different ways that causes your academic performance to slip as well. The effect of sleep on academic performance affects college students the hardest. “Many students believe that it is a rite of passage to stay up all night during college and it’s kind of fun” (Yahalom, 2007). “But...

Words: 3666 - Pages: 15