Qual é a definição de Ciência da Computação e qual é a Ciência na Ciência da Computação?

Estou cursando um Bacharelado em Ciência da Computação, mas estou no início e tenho certeza de que ficarei feliz com minha escolha, pois parece uma educação acadêmica e profissional flexível.

Dito isto, parece haver uma variedade de definições sobre o que a Ciência da Computação realmente é em relação à academia, ao setor privado e à "Ciência" real em "Ciência da Computação". Gostaria muito de ter respostas (ou ponderação compartilhada). quanto à amplitude das coisas às quais uma educação em Ciência da Computação pode ser aplicada e, finalmente, à variedade de caminhos que a Ciência da Computação adotou.

A ciência da computação é um termo impróprio - na verdade não existe "ciência" na ciência da computação, uma vez que a ciência da computação não se refere à observação da natureza. Em vez disso, partes da ciência da computação são engenharia e partes são matemáticas .

As partes mais teóricas da ciência da computação são puramente matemáticas. Por exemplo, o que é um bom algoritmo para classificação? Como definimos a semântica das linguagens de programação? Como podemos ter certeza de que um sistema criptográfico é seguro?

Quando a ciência da computação é aplicada, ela se torna mais parecida com a engenharia. Por exemplo, qual é a melhor maneira de implementar um algoritmo de multiplicação de matrizes? Como devemos projetar uma linguagem de computador para facilitar a criação de programas grandes? Como podemos projetar um sistema criptográfico para proteger o banco on-line?

Em contraste, a ciência trata de leis da natureza e, de maneira mais geral, de fenômenos naturais . Os fenômenos envolvidos na ciência da computação são feitos pelo homem. Alguns aspectos da ciência da computação podem ser vistos como experimentais nesse sentido, por exemplo, o estudo empírico de redes sociais, o estudo empírico de redes de computadores, o estudo empírico de vírus e sua disseminação e a educação em informática (ensino de ciência da computação e uso de computadores) para ensinar outras matérias). A maioria desses exemplos é de ciência da computação fronteiriça e é mais adequadamente multidisciplinar. O mais próximo que se chega do método científico em ciência da computação é talvez o estudo de redes e outros dispositivos de hardware, que são comuns na subárea, conhecidos não oficialmente como "sistemas".

Não obstante esses exemplos, a maior parte do núcleo da ciência da computação não é de todo. Ciência da computação é apenas um nome - não precisa fazer sentido.

Quanto ao escopo da ciência da computação, talvez as melhores definições sejam: as que os cientistas da computação fazem. A ciência da computação, como todas as outras disciplinas acadêmicas, é uma área ampla e difícil de traçar completamente. Se você quiser uma amostra do que as pessoas consideram ciência da computação, você pode examinar as áreas de pesquisa do seu corpo docente.

Comecemos com uma citação de um dos pais da moderna Ciência da Computação: “Ciência da Computação não é mais sobre computadores do que astronomia é sobre telescópios” - Edsger Wybe DIJKSTRA

Então, na realidade, se você está interessado em computadores e programação, não está realmente interessado em ciência da computação :-)

Acho que a Wikipedia tem uma das melhores descrições: "Ciência da Computação (CS ou CompSci) é a abordagem científica e prática da computação e suas aplicações. É o estudo sistemático da viabilidade, estrutura, expressão e mecanização dos processos metódicos. (ou algoritmos) subjacentes à aquisição, representação, processamento, armazenamento, comunicação e acesso à informação, se essa informação é codificada em bits e bytes na memória do computador ou em motores transcritos e estruturas de proteínas em uma célula humana. é especialista na teoria da computação e no design de sistemas computacionais "

Mas, na realidade, como Yuval afirmou, a maioria das universidades / faculdades se afastou da ciência da computação teórica / pura e a ciência da computação agora é uma mistura de ciência, matemática e engenharia. Ensinando-nos não apenas a pura ciência da computação, mas também as habilidades práticas para resolver esses e outros problemas usando computadores modernos, linguagens de programação, sistemas operacionais e aplicativos de software.

Vale a pena mencionar que o termo alemão para "Ciência da computação" é Informatik , que derrete Infomation e Mathematik . Eu acho que é uma descrição curta e agradável do que é a Ciência da Computação. (o termo italiano é informatica e tenho certeza de que existem mais alguns idiomas que seguem a mesma linha).

Você pode estar interessado em uma discussão que tivemos sobre a meta. Em particular, mantenho minha resposta, reproduzida aqui:

Ciência da Computação é a ciência da computação; isso parece claro. Menos claro é como definir ciência e computação de uma maneira útil e significativa.

Geralmente, podemos dividir a ciência de acordo com duas classificações: formal versus empírica e pura versus aplicada. Enquanto a ciência formal (como a matemática e grande parte da ciência da computação) se apóia no raciocínio dedutivo das verdades assumidas, a ciência empírica (como a física e a química) se apóia no raciocínio indutivo dos fenômenos observados. Enquanto o objetivo da ciência pura é promover o estado do entendimento científico, o objetivo da ciência aplicada é usar esse entendimento para aproveitar as forças da Natureza (no sentido mais amplo possível da palavra) para alcançar outros objetivos.

Podemos definir computação como uma transformação aplicada a uma informação. No sentido mais amplo possível, a computação é, então, qualquer processo que causa uma mudança no universo. Não há necessidade de fornecer uma definição mais detalhada que essa.

A Ciência da Computação, então, consiste na parte do esforço humano que satisfaz os seguintes critérios:

• É ciência, ou seja:

  • É (1) formal ou (2) empírico:

    1. emprega raciocínio dedutivo a partir de verdades assumidas
    2. emprega raciocínio indutivo a partir de fenômenos observados

  • É (1) puro ou (2) aplicado

    1. procura avançar o estado da compreensão científica
    2. procura aplicar o entendimento científico para aproveitar as forças naturais

• Estuda computação, ou seja:

  • Estuda (1) transformações ou (2) informações
    1. processos que mapeiam informações de um formulário para outro
    2. entidades sujeitas a transformações

Quero acrescentar uma perspectiva sobre a palavra "ciência" que é muito longa para um comentário.

As pessoas dizem que a ciência da computação não é uma ciência da maneira tradicional, já que (simplificando aqui) fazemos matemática ou engenharia. Isso não é bem verdade. Podemos aplicar o método científico - sem dúvida a pedra angular da ciência - que é

observação sistemática, medição e experimento, e formulação, teste e modificação de hipóteses.
_{(Dicionário Oxford de Inglês via Wikipedia )}

De fato, alguns dos primeiros trabalhos em algoritmos aderem a esse princípio. Alguns dos métodos foram "perdidos" por várias razões, mas ainda podemos empregá-lo.

O processo básico¹ ficaria assim:

• Observe um problema que queremos resolver com um computador.
• Crie um algoritmo.
• Analise (um modelo matemático) do algoritmo.
• Com base em sua análise, preveja o tempo de execução (esperado) do algoritmo (em um determinado conjunto de entradas e em uma determinada máquina).
• Confirme ou falsifique sua previsão com experimentos.

$O$

A propósito, não aceite minha palavra. Robert Sedgewick e Philippe Flajolet têm trabalhado para colocar a ciência de volta na ciência da computação , principalmente desenvolvendo a estrutura formal da combinatória analítica que permite hipóteses testáveis. Você pode encontrar vídeos e MOOCs da Sedgewick que lhe dirão o mesmo.

Toda a esperança não está perdida.

1. Obviamente, isso é apenas algoritmos wrt formulados. Você também pode estudar se os modelos de gráficos se encaixam na realidade (feita, por exemplo, em redes sociais, embora muitas vezes mais empiricamente do que cientificamente) ou se o rendimento da rede ocorre como previsto, ou qualquer outra coisa.

é provável que essa seja uma questão antiga debatida há muito tempo, que remonta às próprias origens da ciência da computação. uma maneira natural de estudar / responder a isso é através da literatura publicada sobre o assunto. suspeito que existem muitas referências boas sobre isso, enterradas na literatura que ainda não foram citadas. Além disso, as respostas / pontos de vista sobre isso provavelmente mudaram ao longo do tempo, também conhecidas como mudanças kuhnianas, que foram um tanto comuns no campo, possivelmente mais do que em outros campos científicos. outro ângulo para estudar isso é como o assunto foi ensinado na academia e como se encaixou nas estruturas departamentais existentes, que também mudaram ao longo do tempo.

Aqui estão alguns trabalhos / ensaios de Denning, autoridade no campo, que abordam essa questão diretamente e são um bom ponto de partida para mais referências. ambos publicados na revista da principal sociedade acadêmica do campo, CACM .

• A computação é uma ciência natural Denning, 2007

Os processos de informação e computação continuam a ser encontrados em abundância nas estruturas profundas de muitos campos. A computação não é - de fato, nunca foi - uma ciência apenas do artificial.

• Ciência da Computação é Ciência? Denning, 2005

A ciência da computação atende a todos os critérios para ser uma ciência, mas possui um problema de credibilidade autoinfligido.

trabalhando a partir da definição de ciência

1. um ramo do conhecimento ou estudo que lida com um conjunto de fatos ou verdades sistematicamente organizados e mostrando o funcionamento das leis gerais: as ciências matemáticas.
2. conhecimento sistemático do mundo físico ou material obtido através da observação e experimentação.
3. qualquer um dos ramos da ciência natural ou física.
4. sistematizado em geral.
5. conhecimento, a partir de fatos ou princípios; conhecimentos adquiridos por estudo sistemático.

1. a ciência da computação está intimamente ligada à matemática e envolve pesquisas significativas (por exemplo, estudo).

2. a ciência da computação é ampla e intimamente ligada à física de várias maneiras. por exemplo, física / termodinâmica da computação, computação quântica , P =? NP como lei física , transições de fase etc.

3. é conhecimento sistematizado.

4. é submetido a estudo sistemático, isto é, pesquisa.

a terminologia "ciência da computação" enfatiza que o campo não se refere apenas à aplicação de princípios conhecidos, como na engenharia. há bastante incógnita em torno da ciência da computação, muitas questões básicas em campo são abertas / sem resposta . é difícil estimar o número de pesquisadores em todo o mundo, mas números além dos milhares ou dezenas de milhares.

no entanto, observe que os aspectos mais científicos da ciência da computação não são realmente ensinados / expostos tanto no nível de graduação, talvez levando a alguma perplexidade. também parece não haver muitas encarnações / celebrações / proponentes / defensores de destaque como ciência, por exemplo, em contraste com outros campos como o LHC e a descoberta do bóson de Higgs etc. [apesar de o CS ter um papel importante em sua discovery!] ou uma famosa figura populista de Carl Sagan ou Hawking. no entanto, por exemplo, veja livros de ciências populares que inspiram CS