O que é a computação?
Em sua essência,
computação é o processo de transformação de informações de acordo com um conjunto de instruções bem definido (um algoritmo) para derivar uma nova forma de informação desejada (a saída). Envolve:
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Entrada: Dados que são alimentados no processo computacional.
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Process/Algoritmo: O conjunto de regras ou instruções que ditam como os dados de entrada devem ser manipulados. Esta é a lógica principal do cálculo.
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saída: O resultado da aplicação do algoritmo aos dados de entrada.
Pense nisso como uma receita:
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Ingredientes (entrada): Farinha, açúcar, ovos, etc.
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Receita (algoritmo): Instruções sobre como misturar e assar os ingredientes.
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Cake (saída): O produto final assado.
Os aspectos -chave da computação incluem: *
Definitividade: Cada etapa no algoritmo deve ser definida de forma clara e inequívoca.
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Eficácia: Cada etapa deve ser praticamente executável.
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Finitude: O algoritmo deve terminar após um número finito de etapas.
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correção: O algoritmo deve produzir a saída desejada para entradas válidas.
Embora a computação possa ser feita manualmente (por exemplo, calculando problemas aritméticos à mão), ele é mais frequentemente associado a processos automatizados usando máquinas, especialmente computadores.
Computação em ciência da computação
Computação é o conceito
fundamental subjacente a toda a ciência da computação. Não é apenas uma ferramenta usada pelos cientistas da computação; É o * assunto * do estudo. Veja como é usado e relevante em várias áreas:
1.
algoritmos e estruturas de dados: * Os cientistas da computação projetam e analisam algoritmos - as próprias receitas de computação. Eles consideram a eficiência (com que rapidez e quantos recursos o algoritmo é executado) e correção (se produz a saída desejada).
* As estruturas de dados são maneiras de organizar e armazenar dados para facilitar a computação eficiente. A escolha da estrutura de dados afeta significativamente o desempenho dos algoritmos. Exemplos incluem matrizes, listas vinculadas, árvores, gráficos e tabelas de hash.
2.
linguagens de programação: * As linguagens de programação fornecem uma maneira de expressar algoritmos em uma forma que os computadores podem entender. Eles são as ferramentas que os cientistas da computação usam para traduzir suas idéias em código executável.
* A construção do compilador envolve a tradução de linguagens de programação de alto nível (como Python ou Java) em código de máquina de baixo nível (instruções que o hardware do computador pode executar diretamente). Esta tradução é um processo computacional em si.
3.
Arquitetura do computador: * A arquitetura do computador lida com o design de hardware de computador (processadores, memória etc.) que pode executar com eficiência cálculos. A arquitetura é otimizada para executar instruções e manipular dados o mais rápido possível.
4.
Sistemas operacionais: * Sistemas operacionais Gerenciar recursos de computador (tempo da CPU, memória, dispositivos de E/S) para permitir que vários programas sejam executados simultaneamente. Eles lidam com a programação, a alocação de memória e outras tarefas computacionais para garantir o uso eficiente e justo dos recursos.
5.
Sistemas de banco de dados: * Os sistemas de banco de dados armazenam e gerenciam grandes quantidades de dados. Eles fornecem mecanismos para consulta, atualização e recuperação de dados. Essas operações são tarefas computacionais que são otimizadas para eficiência e confiabilidade.
6.
Inteligência artificial (AI) e aprendizado de máquina (ML): * AI e ML envolvem o desenvolvimento de algoritmos que podem aprender com dados e fazer previsões ou decisões. Esses algoritmos são inerentemente computacionais, envolvendo modelos matemáticos complexos e análise estatística. Exemplos incluem redes neurais, árvores de decisão e máquinas vetoriais de suporte.
7.
Computador gráfico e visualização: * A computação gráfica envolve gerar imagens e animações usando técnicas computacionais. Requer algoritmos para renderizar, sombrear e texturizar objetos. A visualização converte dados em representações visuais para ajudar na compreensão e análise, fortemente dependentes da computação.
8.
Sistemas de rede e distribuição: * Os sistemas de rede e distribuídos envolvem comunicação e coordenação entre vários computadores. Os protocolos de comunicação, algoritmos de roteamento e gerenciamento de dados distribuídos são todos baseados em princípios computacionais.
9.
ciência da computação teórica: * Esta área lida com os fundamentos abstratos e matemáticos da computação. Ele explora perguntas como:
* Que problemas podem ser resolvidos por computadores?
* Com que eficiência certos problemas podem ser resolvidos?
* Quais são os limites da computação?
* Os conceitos -chave incluem máquinas de Turing, computabilidade, teoria da complexidade (P vs. NP) e teoria dos autômatos.
em resumo: A computação é a força motriz por trás de tudo o que a ciência da computação faz. É o processo de resolver problemas usando algoritmos e dados. A compreensão da computação é crucial para projetar software, hardware e sistemas eficientes e eficazes que alimentam nosso mundo moderno. Do cálculo aritmético mais simples até o algoritmo AI mais sofisticado, todos os processos de computador são fundamentalmente baseados na computação.
