Informatika qanday fan

Informatika (fr. informatique; ingl. computer science) — kompyuter texnologiyalaridan foydalangan holda axborotni yig‘ish, saqlash, qayta ishlash, uzatish, tahlil qilish va baholash usullari hamda jarayonlarini o‘rganuvchi fan bo‘lib, ularni qaror qabul qilishda qo‘llash imkonini yaratadi. Informatika tarkibiga hisoblash mashinalari va hisoblash tarmoqlarida axborotni qayta ishlashga doir fanlar kiradi: masalan, algoritmlar tahlili kabi mavhum yo‘nalishlar hamda dasturlash tillari va ma’lumot uzatish protokollarini ishlab chiqish kabi amaliy yo‘nalishlar.

Informatika tadqiqotlarining muhim savollari: dasturlar va ma’lumotlar bazalarida nimalarni amalga oshirish mumkin va nimalarni mumkin emas (hisoblanish nazariyasi, sun’iy intellekt (AI)); maxsus hisoblash va axborot masalalarini eng yuqori samaradorlik bilan qanday yechish mumkin (hisoblash murakkabligi nazariyasi); maxsus turdagi axborotni qaysi ko‘rinishda saqlash va tiklash lozim (ma’lumot tuzilmalari va ma’lumotlar bazalari); dasturlar va odamlar bir-biri bilan qanday o‘zaro ta’sir qilishi kerak (foydalanuvchi interfeysi, dasturlash tillari, bilimlarni tasvirlash) va hokazo.

Informatika axborot va hisoblashning nazariy asoslari, shuningdek, ushbu asoslarni amalga oshirish va qo'llashning amaliy usullari bilan shug'ullanadi.

Etimologiya va atamaning ma’nosi

Informatik (nem. Informatik) atamasini 1957 yilda nemis mutaxassisi Karl Shteynbux (Karl Steinbuch) “Informatik: Automatische Informationsverarbeitung” (“Informatika: Axborotni avtomatik qayta ishlash”) maqolasida kiritgan.

Computer science (ingl.) atamasi 1959 yilda Communications of the ACM jurnalida paydo bo‘lgan. Unda Lui Feyn (Louis Fein) 1921 yilda tashkil etilgan Garvard biznes maktabi (Harvard Business School)ga qiyos qilib Graduate School in Computer Sciences (Informatika bo‘yicha Oliy maktab)ni tashkil etishni taklif qilgan. Feyn ushbu nomlanishni management science (“boshqaruv fani”)ga tayangan holda asoslagan: u ham qo‘llanma va tarmoqlararo xususiyatga ega bo‘lib, ilmiy intizomning belgilari bilan ajralib turadi. Feyning, Jorj Forsayt (George Forsythe) va boshqa olimlarning sa’y-harakatlari samara berdi: universitetlar 1962 yildan Purdue universitetidan boshlab informatika bo‘yicha o‘quv dasturlarini yo‘lga qo‘ya boshladi.

Informatique (fr.) atamasini 1962 yilda Filipp Dreyfus (Philippe Dreyfus) kiritgan; u keyinroq bu atamani bir qator boshqa Yevropa tillariga tarjima qilishni ham taklif etgan.

“Informologiya” va “informatika” atamalarini 1962 yilda SSSR FA muxbir a’zosi Aleksandr Xarkevich taklif qilgan. Informatika asoslari 1965 yilda chiqqan “Ilmiy axborot asoslari” kitobida bayon etilgan; 1968 yilda u “Informatika asoslari” nomi bilan qayta nashr etilgan.

Informatika bilan bog‘liq ilmiy yo‘nalishlarning katta qismi bevosita “kompyuter”ning o‘zini o‘rganmaydi; shuning uchun inglizcha computer science (“kompyuter fanlari”) atamasi rus tilidagi foydalanishda chalkashlikka olib kelishi mumkin. Shu bois bir nechta muqobil nomlar taklif qilingan. Yirik universitetlarning ayrim fakultetlari “hisoblash fani” (computing science) atamasini afzal ko‘rishadi. Piter Naur (Peter Naur) “datalogiya” (dan. datalogi) atamasini fanga mos deb taklif qilgan: fan ma’lumotlar bilan ishlaydi va ularni qayta ishlaydi, lekin bu har doim ham kompyuterlar bilan bog‘liq bo‘lishi shart emas. 1969 yilda Kopengagen universitetida “Datalogiya fakulteti” tashkil etildi va Naur uning birinchi professori bo‘ldi. Bu atama asosan Skandinaviya mamlakatlarida qo‘llanadi. Yevropaning boshqa qismlarida esa ko‘pincha “avtomatik informatsiya” (ingl. automatic information) va “axborot va matematika” (ingl. information and mathematics) iboralaridan yasalgan so‘zlar ishlatiladi: informatique (Fransiya), Informatik (Germaniya), informatica (Italiya, Niderlandiya), informática (Ispaniya, Portugaliya), informatika (slavyan tillari), Gretsiyada pliroforiki (πληροφορική — “informatika”). Buyuk Britaniyada ham shunga o‘xshash shakllar qabul qilingan, masalan, Edinburg universitetidagi Informatika maktabi.

1960-yillarda rus, ingliz, frantsuz va nemis tillarida “dokumentatsiya” atamasini “axborot” so‘ziga asoslangan atamalar bilan almashtirish tendensiyasi kuzatilgan. Rus tilida “dokumentatsiya”dan dokumentalistika va “ilmiy”, “ilmiy-texnik axborot” atamalari paydo bo‘lgan.

Fransiyada “informatika” atamasi 1966 yilda rasman muomalaga kiritilgan. Nemis tilida Informatik dastlab ikki xil ma’noda ishlatilgan: FRG va Buyuk Britaniyada u computer science ma’nosida (EHM qo‘llanishi bilan bog‘liq hamma narsani anglatgan), GDRda esa (Yevropaning ko‘p qismida bo‘lgani kabi) frantsuz va rus modeliga yaqin ilmiy yo‘nalishni bildirgan.

Ingliz tilidagi ekvivalentlar

Ko‘pincha Yevropa mamlakatlaridagi “informatics” va rus tilidagi “informatika” ingliz tilidagi computer science yo‘nalishiga mos keladi, deb hisoblanadi. Objektiv (ilmiy) axborotning tuzilmasi va umumiy xossalarini o‘rganadigan yo‘nalish esa (ba’zan dokumentalistika, hujjatlarni avtomatik tahlil deb ham ataladi) ingliz tilida information science bilan yaqin.

Angliz tiliga “informatics” terminini boshqalardan mustaqil ravishda Uolter Bauer (Walter Bauer) — “Informatics” kompaniyasi asoschisi — kiritgan, deb qaraladi. AQShda informatics odatda boshqa soha kontekstida amaliy hisoblash yoki ma’lumotlarni qayta ishlash bilan bog‘lanadi, masalan, bioinformatika (bioinformatics), geoinformatika (geoinformatics).

Ko‘plab lug‘atlarda informatics va computer science “informatika”ga tenglashtiriladi. YUNESKO tesaurusida “Informatika — Informatics” “Computer science — Kompyuter fanlari” tarjimasiga sinonim sifatida berilgan.

Ko‘pma’nolilik (polisemiya)

Ayrim olimlar (informatika mutaxassislari) informatika ichida uchta alohida paradigma mavjudligini ta’kidlashgan. Masalan, Piter Vegner (Peter Wegner) — fan, texnologiya va matematikani; Piter Denning boshchiligidagi ishchi guruh — nazariya, abstraksiya (modellashtirish) va dizaynni ajratadi. Amnon Eden esa ularni quyidagicha ta’riflaydi:

Ratsionalistik paradigma: informatika — matematikaning bo‘limi; teoretik informatika mantiqiy xulosalarga tayanadi.
Texnokratik paradigma: muhandislik yondashuvlarida qo‘llanadi, dasturiy muhandislikda eng muhim.
Ilmiy paradigma: informatika — tabiiy (empirik) fanlarning shoxobchasi, ammo bu yerda tajribalar sun’iy obyektlar (dasturlar va kompyuterlar) ustida o‘tkaziladi.

Rus tilidagi ko‘pma’nolilik

SSSR va Rossiyada informatika tushunchasi turli davrlarda turlicha talqin qilingan:

Ilmiy-axborot faoliyati nazariyasi. Kutubxashunoslik doirasida “ilmiy-axborot faoliyati” hujjatlarda mustahkamlangan ilmiy axborotni yig‘ish, analitik-sintetik qayta ishlash, saqlash, qidirish va mutaxassislarga taqdim etish amaliy ishini anglatadi. 1952 yilda Moskvada AN huzurida Ilmiy axborot instituti (keyin VINITI) tashkil topgan. Uning vazifalari “ilmiy-axborot faoliyati”dan kengroq bo‘lgani uchun akademik Xarkevich birinchi direktor Aleksandr Mixaylovga maktubida yangi nom — “informologiya” yoki “informatika” (“axborot” + “avtomatika”)ni taklif qilgan. BSЕning (1970-yillar) uchinchi nashri “informatika”ni “ilmiy axborotning tuzilishi va umumiy xossalarini, shuningdek, uni yaratish, o‘zgartirish, uzatish va qo‘llash qonuniyatlarini o‘rganuvchi intizom” sifatida qayd etgan.
Hisoblash mashinalari va ularning qo‘llanishi (hisoblash texnikasi va dasturlash) haqidagi fan. 1976 yilda Myunxen texnika universiteti professorlari F. L. Bauer va G. G‘o‘oz “Informatika. Kirish kursi” kitobini yozdi; SSSRda u xuddi shu yili A. P. Ershovning shogirdi Sabelfeld tomonidan ruschaga tarjima qilindi. Ular “Informatik”ni “informatika” deb tarjima qilib, “EHMni qo‘llash va dasturlash nazariyasini ishlab chiqish bilan shug‘ullanuvchi fan” deb ta’riflagan. Informatik — ingl. computer sciencening nemischa nomi, ingliz tilida esa ehtimol computer science (hisoblash/kompyuter fanlari) atamasi nazariyaga og‘ish bilan saqlanib qoladi.
Tabiat, jamiyat va texnik tizimlardagi axborot jarayonlari haqidagi fundamental fan. 1990-yillar boshida Konstantin Kolin (SSSR FA Informatika muammolari instituti dir. o‘rinbosari) akademiklar Ershov va Naumov, prof. Shemakin talqinlarini sintez qilib, informatikani “tabiat va jamiyatda, shu jumladan texnik tizimlar yordamida, axborotni shakllantirish, o‘zgartirish va tarqatishning xossalari, qonunlari, usullari va vositalari haqidagi fan” deb belgiladi; uning predmet sohasi: (1) teoretik informatika; (2) texnik informatika; (3) ijtimoiy informatika; (4) biologik informatika; (5) fizik informatikani o‘z ichiga oladi.

Bir so‘zning uch mazmuni yonma-yon qo‘llanishi informatikaning rivojiga to‘siq bo‘lishi mumkin, degan fikrlar bor.

Tarix

Charlz Bebbidj (Charles Babbage) — birinchi mexanik kompyuterni ixtiro qilgan shaxs, Ada Lavleys (Ada Lovelace) — kompyuterda ishlashga mo‘ljallangan birinchi algoritm muallifi sifatida tilga olinadi.

Informatikaga zamin bo‘lgan eng dastlabki g‘oyalar zamonaviy raqamli kompyuter ixtiro qilinishidan ancha oldin paydo bo‘lgan. Ko‘p sonli arifmetik masalalarni hisoblash uchun mo‘ljallangan sanoq cho‘plari (sanoq taxtasi, abakas) qadimdan mavjud bo‘lib, ko‘paytirish, bo‘lish kabi amallarni yengillashtirgan.

Blez Paskal (Blaise Pascal) 1642 yilda birinchi ishlaydigan mexanik kalkulyator — “Paskal kalkulyatori”ni yaratdi.
Gotfrid Leybnits (Gottfried Leibniz) 1673 yilda “Stepped Reckoner” deb atalgan mexanik kalkulyatorni namoyish etdi. U birinchi “kompyuter fanlari olimi” deb ham qaraladi: jumladan, ikkilik (binary) sonlar tizimini tasvirlab bergan.

Tomas de Kolmar (Thomas de Colmar) 1820 yilda soddalashtirilgan arifmometrini yaratgach, mexanik kalkulyatorning sanoat ishlab chiqarishini yo‘lga qo‘ydi. Charlz Bebbidj 1822 yilda birinchi avtomatik mexanik kalkulyator — farqlar mashinasini loyihalashni boshladi; bu g‘oya keyinchalik dasturlanadigan mexanik kalkulyator — analitik mashina konsepsiyasiga olib keldi. 1834 yilda ish boshlangan va ikki yildan kam vaqt ichida zamonaviy kompyuterning ko‘plab asosiy xususiyatlari shakllantirildi. Eng muhim qadam — Jakkar dastgohida qo‘llanilgan perforkartalardan foydalanish bo‘ldi, bu esa cheksiz dasturlash imkonini ochdi. 1843 yilda fransuz maqolasini tarjima qilish jarayonida Ada Lavleys Bernulli sonlarini hisoblash algoritmini yozib qoldirdi — ko‘pincha birinchi kompyuter dasturi deb qaraladi.

Taxminan 1885 yilda Herman Xollerit (Herman Hollerith) statistik axborotni qayta ishlash uchun perfokartalardan foydalanuvchi tabulyatorni ixtiro qildi; uning kompaniyasi keyinchalik IBMga aylandi. 1937 yilda, Bebbidj orzusidan yuz yil o‘tib, Govard Eyken (Howard Aiken) perfokartalar uskunalarini ishlab chiqaruvchi IBMni Bebbidj g‘oyalariga tayangan ulkan dasturlanadigan kalkulyator — ASCC/Harvard Mark Ini yaratishga ko‘ndirdi; unda perfokarta va markaziy hisoblash bloki ishlatilgan. Tayyor mashina haqida “Bebbidjning orzusi ro‘yobga chiqdi” deyishgan.

1940-yillarda yangi, kuchliroq hisoblash mashinalari paydo bo‘lishi bilan computer atamasi hisobchilar (insonlar)ni emas, aynan mashinalarni anglatadigan bo‘ldi. Kompyuterlar faqat matematik hisoblar uchungina emasligi ayon bo‘lgach, informatika tadqiqotlari hisoblashning o‘zini o‘rganishga kengaydi. Informatika 1950-yillar va 1960-yillar boshida mustaqil ilmiy intizom maqomini oldi. Dunyoning birinchi informatika darajasi — Cambridge Diploma in Computer Science — 1953 yilda Kembrij universiteti Kompyuter laboratoriyasida berildi; AQShdagi birinchi o‘quv dasturi 1962 yilda Purdue universitetida ishga tushirildi. Kompyuterlar ommalashishi bilan kompyuter hisoblashlariga asoslangan ko‘plab yangi mustaqil ilmiy yo‘nalishlar vujudga keldi.

Dastlab kam odam kompyuterlarning o‘zi ham ilmiy tadqiqot mavzusiga aylanishini taxmin qilgan, biroq 1950-yillar oxirida bu qarash olimlar o‘rtasida keng tarqaldi[33]. O‘sha davr inqilobida IBM faol qatnashdi: IBM 704, keyin IBM 709 kompyuterlari keng qo‘llanila boshladi. “IBM bilan ishlash ko‘p ranjishga sabab bo‘lardi… bitta instruktsiyadagi bitta harf xatosi dasturni yiqitar, hammasini boshidan boshlashga to‘g‘ri kelardi”. 1950-yillar oxirida informatika hanuz shakllanish jarayonida edi va bunday muammolar odatiy hol bo‘lgan.

Vaqt o‘tishi bilan foydalanish qulayligi va samaradorlik sezilarli yaxshilandi. Jamiyatda kompyuter texnikasidan foydalanish ekspertlardan keng ommaga siljidi: dastlab juda qimmat bo‘lgan kompyuterlar bilan samarali ishlash uchun mutaxassislar yordami kerak edi, keyin esa ommaviylashuv va arzonlashuv odatiy vazifalarni mustaqil bajarish imkonini berdi.

Asosiy yutuqlar

Ikkinchi jahon urushida nemislar “Enigma” shifrlash mashinasidan (rasmda) maxfiy xabar almashish uchun foydalangan. Bletchley Parkda Enigma trafikini keng ko‘lamda deshifrlash Ittifoqchilar g‘alabasiga muhim hissa bo‘lgan.

Rasmiy ilmiy intizom sifatida qisqa tarixga ega bo‘lsa-da, informatika fan va jamiyatga fundamental hissa qo‘shdi. Elektronika bilan bir qatorda informatika hozirgi insoniyat tarixidagi axborot davrining tayanch fanlaridan biri bo‘lib, axborot inqilobining yetakchisiga aylandi. Bu — texnologiya taraqqiyotidagi uchinchi yirik bosqich: neolit inqilobi (mil. avv. 8000–5000) va sanoat inqilobi (1750–1850)dan keyin.

Hissalaridan ayrimlari:

Raqamli inqilobga start: axborot davri va internet.
Hisoblash va hisoblanishlilikning (computability) formal ta’rifi berildi; algoritmik yechilmaydigan masalalar mavjudligi isbotlandi.
Dasturlash tillari tushunchasi — metodologik axborotni turli abstraksiya darajalarida aniq ifodalash vositasi — kiritildi.
Kriptografiya va kriptoanaliz rivojlandi.
Hisoblash usullari murakkab jarayonlarni baholash va faqat dasturiy ta’minot yordamida eksperimentlar o‘tkazish imkonini berdi. Inson ongini chuqur o‘rganish va Inson genom loyihasini amalga oshirishga yo‘l ochildi. Folding@Home kabi taqsimlangan hisoblash loyihalari oqsil buklanishini tadqiq qiladi.
Algoritmik treyding katta hajmdagi ma’lumotlarda AI, mashinali o‘rganish va boshqa statistik/sonli usullar orqali moliya bozorlarining samaradorligi va likvidligini oshirdi, biroq tez-tez qo‘llash volatillikni kuchaytirishi mumkin.
Kompyuter grafika va CGI televideniye, kino, reklama, animatsiya va videoo‘yinlarda keng qo‘llanadi; hatto CGI ko‘rinmaydigan filmlar ham ko‘pincha raqamli kamerada suratga olinib, keyin raqamli montajdan o‘tadi.
Gidrodinamika, fizika, elektr va elektron tizimlar, ijtimoiy jarayonlar (jumladan, harbiy o‘yinlar) modellashtiriladi; butun samolyot loyihasini optimallashtirish mumkin. Mashhur dasturiy ta’minot — elektron sxemalar simulyatori SPICE va integral sxemalarni fizik loyihalash vositalari.
Sun’iy intellekt (AI) tobora ahamiyatli, murakkab va samarali bo‘lib bormoqda: uy sharoitidagi robot-changyutgichlardan tortib videoo‘yinlar, o‘t ochishni qo‘llab-quvvatlovchi robotlar va raketaga qarshi tizimlargacha.

Informatika tuzilmasi

Informatika bir qator bo‘limlarga bo‘linadi: hisoblash nazariyasi va hisoblash chegaralarini o‘rganadigan toza nazariyadan tortib, apparat-dasturiy tizimlarni amaliy joriy etishgacha bo‘lgan keng doirani qamrab oladi. CSAB (avval “Hisoblash fanlari akkreditatsiyasi kengashi”) — ACM va IEEE-CS vakillarini birlashtirgan qo‘mita — informatikaning to‘rtta yadrosi borligini belgilaydi: hisoblash nazariyasi, algoritmlar va ma’lumot tuzilmalari, dasturlash metodologiyasi va tillar, kompyuter elementlari va arxitekturasi. Qo‘shimcha muhim yo‘nalishlar: dasturiy ta’minot ishlab chiqish, AI, kompyuter tarmoqlari va telekommunikatsiya, MB tizimlari, paralel va taqsimlangan hisoblash, inson-kompyuter o‘zaro ta’siri, kompyuter grafika, operatsion tizimlar, sonli va simvolli hisoblash.

Nazariy informatika

Keng qamrovli soha bo‘lib, formal tillar, avtomatlar, algoritmlar, hisoblanishlilik, hisoblash murakkabligi, graf nazariyasi, kriptologiya, mantiq (jumladan, mulohazalar mantig‘i va predikatlar mantig‘i), formal semantika va kompilyatorlar nazariy asoslarini qamrab oladi.

Algoritmlar nazariyasi

Piter Denning so‘zlari bilan aytganda, informatikaning fundamental savollaridan biri: “Nimani samarali avtomatlashtirish mumkin?” Algoritmlar nazariyasi shundan kelib chiqib, nimalarni hisoblash mumkin va buning uchun qanday resurslar (vaqt, xotira) talab qilinishini o‘rganadi. Birinchi savolga javob uchun hisoblanishlilik nazariyasi turli hisoblash modellarida yechiladigan masalalarni ko‘rib chiqadi. Ikkinchi savol hisoblash murakkabligi nazariyasiga taalluqli: algoritmlarning vaqt va xotira sarfi tahlil qilinadi.

Mashhur “P = NP?” masalasi — Mingyillik muammolaridan biri — hanuz yechilmagan.

		P = NP ?	GNITIRW-TERCES
Avtomatlar nazariyasi	Hisoblash nazariyasi	Hisoblashning murakkabligi	Kriptografiya	Hisoblashning kvant nazariyasi

Axborot va kodlash nazariyasi

Axborot nazariyasi axborotning miqdoriy bahosini o‘rganadi. Uni Klod E. Shennon (Claude E. Shannon) asos solgan bo‘lib, u signalni qayta ishlashning siqish, ishonchli saqlash va uzatish kabi amallaridagi fundamental cheklovlarni ko‘rsatib bergan.

Kodlash nazariyasi kodlarning (axborotni bir ko‘rinishdan boshqasiga o‘tkazish tizimlari) xossalari va ma’lum vazifalarga yaroqliligini o‘rganadi. Kodlar ma’lumot siqish, kriptografiya, xatolarni aniqlash va tuzatish, shuningdek, tarmoq kodlashda qo‘llanadi.

Algoritmlar va ma’lumot tuzilmalari

Bu bo‘lim eng ko‘p qo‘llanadigan hisoblash usullari va ularning samaradorligini o‘rganadi.

${\ displaystyle O (n ^ {2})}$
Algoritm tahlili	Algoritmlar	Ma'lumotlar tuzilmalari	Kombinatoriy optimallashtirish	Hisoblash geometriyasi

Dasturlash tillari nazariyasi

Dasturlash tillarini loyihalash, amalga oshirish, tahlil va tasniflashni o‘rganadi; matematika, dasturiy muhandislik va tilshunoslikka suyangan holda, ularning rivojiga ham ta’sir ko‘rsatadi. Ko‘plab ilmiy jurnallar ushbu yo‘nalishga bag‘ishlangan.

$\Gamma \vdash x:{\text{Int}}$
Turlar nazariyasi	Kompilyator dizayni	Dasturlash tili

Formal usullar

Formal usullar — dasturiy va apparat tizimlarni aniqlash (specification), ishlab chiqish va verifikatsiya qilish uchun mo‘ljallangan matematik yondashuvlar. Ular, ayniqsa, ishonchlilik va xavfsizlik birlamchi bo‘lgan sohalarda muhim; testlashni to‘ldiradi va unga asos bo‘ladi. Yuqori tannarx sababli odatda hayotiy muhim va yuqori integratsiyalashgan tizimlarda qo‘llanadi.

Amaliy informatika

Amaliy informatika teoretik natijalarni muayyan amaliy sohalardagi aniq masalalarga tatbiq etadi.

Sun’iy intellekt (AI)

AI — muammo yechish, qaror qabul qilish, muhitga moslashish, o‘rganish va muloqot kabi maqsadli jarayonlar bilan bog‘liq soha. Uning ildizlari kibernetikaga borib taqaladi; sanasi — Dartmut konferensiyasi (1956). AI tadqiqotlari tabiatan tarmoqlararo: amaliy matematika, mantiq, semiotika, elektrtexnika, ong falsafasi, neyrofiziologiya, ijtimoiy intellekt va b. Ommada AI ko‘proq robototexnika bilan bog‘lanadi, ammo u turli sohalardagi dasturiy ta’minotning ham ajralmas qismi. 1940-yillar oxirida Alan Tyuring: “Kompyuterlar fikrlay oladimi?” degan savolni qo‘ygan — bugun ham aniq javob yo‘q; Tyuring testi hanuz mezon sifatida ishlatiladi.


Mashinani o'rganish	Kompyuter ko'rish	Tasvirga ishlov berish	Shaklni tanib olish nazariyasi

Kognitiv fan	Ma'lumotlarni qazib olish	Evolyutsion modellashtirish	Ma'lumot qidirish

Bilimlarni ifodalash	Tabiiy tilni qayta ishlash	Robototexnika	Tibbiy tasvirlarni kompyuter tahlili

Kompyuter arxitekturasi va kompyuter muhandisligi

Kompyuter arxitekturasi — tizimning konseptual tuzilishi: markaziy protsessorning ichki amallarni bajarishi va xotira adresatsiyasiga yo‘naltirilgan[47]. Kompyuter muhandisligi esa apparat tomoniga — mikroprotsessorlar, arxitekturalar, taqsimlangan tizimlarga tegishli; elektrtexnika bilan uzviy bog‘liq.

Bul algebra
Mikroarxitektura
Ko‘p protsessorlilik
Operatsion tizim
Kompyuter tarmog‘i
Ma’lumotlar bazasi
Axborot xavfsizligi
Ubiquitous computing (hamma joyda hisoblash)
Tizim arxitekturasi
Kompilyator loyihalash
Dasturlash tillari

Kompyuter unumdorligini tahlil qilish

Maqsad — o‘tkazuvchanlikni oshirish, javob vaqtini boshqarish, resurslardan samarali foydalanish, bo‘g‘inlarni bartaraf etish va cho‘qqi yuklamalarda unumdorlikni bashorat qilish.

Kompyuter grafika va vizualizatsiya

Raqamli vizual kontentni o‘rganish: tasvir sintezi va ma’lumotlar bilan manipulyatsiya. Kompyuter ko‘rish, tasvirlarni qayta ishlash, hisoblash geometriyasi bilan bog‘liq; VFX va videoo‘yinlarda faol qo‘llanadi.

Kompyuter xavfsizligi va kriptografiya

Kompyuter xavfsizligi — ma’lumotni ruxsatsiz kirish, buzish yoki o‘zgartirishdan himoyalash; tizimning mo‘ljallangan foydalanuvchilar uchun mavjudligi va qulayligini saqlash. Kriptografiya — shifrlash va deshifrlash ilmi; algoritmlarning hisoblash murakkabligi ularning amaliy ishlatilishida muhim.

Kompyuter modellashtirish va sonli usullar

Kompyuter modellashtirish va sonli usullar: matematik modellar, miqdoriy tahlil va kompyuterlardan foydalanib ilmiy muammolarni yechish.


Hisoblash matematikasi	Hisoblash fizikasi	Hisoblash kimyosi	Bioinformatika

Kompyuter tarmoqlari

Mashinalararo bog‘lanish — elektron ma’lumot almashinuvi; internetning texnik bazasi. Marshrutizator, kommutator, tarmoqlararo ekran, shuningdek, TCP, HTTP, SOAP kabi protokollarni ishlab chiqish va standartlashtirishni qamrab oladi.

Paralel va taqsimlangan tizimlar

Paralellik — bir vaqtning o‘zida bir nechta hisoblashlarni bajarish va o‘zaro ta’sirlashuv. Matematik modellari: Petri tarmoqlari, process calculi, PRAM (Parallel Random Access Machine). Taqsimlangan tizim — paralellik g‘oyasini tarmoq orqali bog‘langan bir nechta kompyuterlarga yoyadi.

Ma’lumotlar bazalari

Ma’lumotlar bazasi — kompyuter xotirasida saqlanuvchi, ma’lum sohaga oid holatni aks ettiruvchi tartibli ma’lumotlar majmui; MB boshqarish tizimlari (DBMS) orqali boshqariladi.

Axborotshunoslik (Information science)

Axborotni tahlil, yig‘ish, tasnif, manipulyatsiya, saqlash, qidirish, tarqatish va himoya qilish bilan shug‘ullanuvchi tarmoqlararo yo‘nalish.

Dasturiy muhandislik (Software Engineering)

Dasturiy ta’minotni ishlab chiqish, ishlatish va ko‘rib turish (sopr.)da tizimli, intizomli va o‘lchanadigan yondashuvlarni qo‘llash; muhandislik tamoyillarini dasturiy ta’minotga tatbiq etish.

Tabiiy informatika (Natural Informatics)

Tabiatda, miyada va inson jamiyatida axborotni qayta ishlash jarayonlarini o‘rganadigan yo‘nalish; evolyutsiya, morfogenez, rivojlanish biologiyasi, tizimli tadqiqotlar, miya tadqiqotlari, DNK, immun tizimi, hujayra membranalari, menedjment va guruhiy xulq, tarix va boshqalarga suyanadi. Kibernetika — “boshqaruv va axborot uzatish jarayonlarining umumiy qonuniyatlari” haqidagi fan — yaqin, ammo metodologiyasi bilan farqlanuvchi yo‘nalish bo‘lib, ko‘pincha tabiiy fanlarga kiritilmaydi.

Ilmiy hamjamiyatda

Konferensiyalar

Informatikadagi strategik voqealar: davlat va xususiy sektor tadqiqotchilari so‘nggi ishlarini taqdim etadi; konferensiya to‘plamlari informatika adabiyotining muhim qismidir.

Ta’limda

Ba’zi universitetlarda informatika hisoblash va avtomatik xulosa chiqarishning nazariy o‘rganilishi sifatida o‘qitiladi: algoritmlar nazariyasi, algoritmlarni tahlil qilish, formal usullar, paralellik, MB, kompyuter grafika, tizimli tahlil va boshqalar kiritiladi. Dasturlash odatda o‘qitiladi, lekin yakuniy maqsad emas — boshqa sohalarni o‘rganish uchun zarur vosita sifatida qaraladi. ACM universitet dasturlari uchun tavsiyalar ishlab chiqadi.

Boshqa kollej va o‘quv yurtlarida, shuningdek, o‘rta maktablar va kasb-hunar muassasalarida e’tibor ko‘proq amaliy dasturlashga qaratiladi.

AQShda ta’lim

So‘nggi yillarda turli ilmiy va amaliy sohalarda informatika usullaridan foydalanishga qiziqish ortdi. 2005 yilda AQSh Prezidentining AXT bo‘yicha maslahat qo‘mitasi bu mavzuda hisobot tayyorladi: unda AQSh ilm-ta’lim tizimidagi salbiy tendensiyalarning oldini olish uchun tezkor chora-tadbirlar zarurligi aytilgan.

AQSh iqtisodiyoti informatika mutaxassislariga tobora ko‘proq tayanmoqda, biroq ko‘p shtatlarning o‘quv dasturlarida tayyorlov yetarli emas. 2010 yil oktyabrda ACM va CSTA taqdim etgan “Running on Empty: The Failure to Teach K-12 Computer Science in the Digital Age” hisobotida faqat 14 shtat informatika bo‘yicha ta’lim standartlarini qabul qilgani, atigi 9 shtatda esa informatika — yuqori sinflarda attestatsiya uchun majburiy fan ekani ko‘rsatilgan. Bu bilan bog‘liq ravishda, Computing in the Core (CinC) deb nomlangan nufuzli, partiyaviy bo‘lmagan koalitsiya tuzildi; natijada “Computer Science Education Act” qabul qilinib, informatika ta’limi sifati va o‘qituvchilarni qo‘llab-quvvatlashni yaxshilayotgan shtatlarga grantlar yo‘naltirildi.

Rossiyada ta’lim

Aynan bizning mamlakatimizda informatika — muhim tarmoqlararo, ilmiy-metodologik va dunyoqarash ahamiyatiga ega fundamental fan sifatida shakllangan. Rossiya 1996 yilda UNESCOning 2-Xalqaro “Ta’lim va informatika” kongressida (Moskva) informatika muammolarini fundamental fan va umumta’lim intizomi sifatida o‘rganishning yangi konsepsiyasini taklif qildi; ta’lim sohasining yangi “Informatika” tuzilmasi ham taklif etildi.

1990 yildan Rossiyada ijtimoiy informatika yo‘nalishi rivojlanmoqda: u axborot jamiyatini shakllantirishning ilmiy asosi bo‘lishi ko‘zda tutiladi. Rossiya FA doirasida informatikaning falsafiy, semiotik va lingvistik asoslari ishlab chiqilmoqda; predmet sohasining istiqbolli yo‘nalishlari va zamonaviy ta’lim-fan tendensiyalarini inobatga olgan yangi tuzilmalari shakllantirilmoqda.

Asosiy atamalar

Axborot resursi — jamiyatning vaqt o‘tishi bilan o‘zgarib boradigan haqiqiy holatini aks ettiruvchi mavjud faktlar, hujjatlar, ma’lumotlar va bilimlar majmui; kadrlar tayyorlash, ilmiy tadqiqotlar va moddiy ishlab chiqarishda qo‘llanadi.
Axborot muhiti — kompyuterda saqlanadigan, ammo axborot tizimi ko‘rinishida rasmiylashtirilmagan, ma’lum predmet sohasiga oid bilimlar, faktlar va ma’lumotlar majmui; bir yoki bir nechta foydalanuvchi foydalanadi.
Axborot texnologiyasi — odamlar tomonidan axborotni yig‘ish, saqlash, qayta ishlash va tarqatish uchun qo‘llaniladigan usullar, qurilmalar va ishlab chiqarish jarayonlari majmui.