zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Công Nghệ Thông Tin

» Hệ điều hành

Một Số Lĩnh Vực Nghiên Cứu Trong Tin Học

Chia sẻ: Nguyễn Văn Thành | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:5

Báo xấu

534
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục này liệt kê một số lĩnh vực nghiên cứu chính trong Tin học. Các lĩnh vực này không hoàn toàn độc lập với nhau. Phần lớn những vấn đề nêu ở đây là nội dung các giáo trình chuyên ngành mà sinh viên sẽ được học sau này.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Một Số Lĩnh Vực Nghiên Cứu Trong Tin Học

Ch¬ng 13 - Mét sè lÜnh vùc nghiªn cøu trong tin häc CHƯƠNG 13. MỘT SỐ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU TRONG TIN HỌC Mục này liệt kê một số lĩnh vực nghiên cứu chính trong Tin h ọc. Các lĩnh v ực này không hoàn toàn độc lập với nhau. Phần lớn những v ấn đ ề nêu ở đây là n ội dung các giáo trình chuyên ngành mà sinh viên sẽ đ ược h ọc sau này. Vì v ậy ở đây chúng ta chỉ mô tả sơ lược nội dung, với mục đích hoàn ch ỉnh b ức tranh t ổng th ể về Tin học - ngành khoa học về xử lý thông tin tự động. Ở đây, các nghiên c ứu liên quan đến phần cứng cũng không được bàn đến . 13.1. CẤU TRÚC DỮ LIỆU VÀ GIẢI THUẬT Lĩnh vực nghiên cứu này có mục đích đưa ra các giải pháp l ập trình hi ệu qu ả. Ngoài việc đề xuất cách tổ chức dữ liệu và các giải thuật phù h ợp v ới nh ững l ớp bài toán cụ thể, người ta còn quan tâm đ ến nh ững chi ến l ược l ập trình và cách đánh giá độ phức tạp của giải thuật. 13.2. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH, PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH VÀ CHƯƠNG TRÌNH DỊCH Đã có một thời kỳ rất sôi động trong su ốt th ập k ỷ 60 và đ ầu th ập k ỷ 70 c ủa th ế kỷ 20 khi người ta quan tâm đến khả năng và hiệu quả c ủa các ngôn ng ữ l ập trình như khả năng mô tả dữ liệu, sự giàu có về chức năng. Một khía cạnh được quan tâm nhiều hơn là các phương pháp lu ận trong l ập trình (ví dụ lập trình có cấu trúc, lập trình logic, lập trình h ướng đ ối t ượng, l ập trình theo mẫu, lập trình trực quan). Các phương pháp luận đ ược th ể hi ện trong nh ững ngôn ngữ lập trình cụ thể. Song song với vấn đề ngôn ngữ lập trình là vấn đề cài đặt, đi ều này có liên quan đến việc xây dựng các chương trình dịch. Các phu ơng pháp phân tích cú pháp, phân tích từ vựng, sinh mã, tối ưu mã là những vấn đề của ch ương trình d ịch . 13.3. HỆ ĐIỀU HÀNH Trong Chương 10, chúng ta đã nói nhiều về hệ điều hành và ti ến tri ển c ủa các h ệ điều hành. Những vấn đề chung đặt ra cho hệ đi ều hành ít thay đ ổi: tăng c ường hiệu quả sử dụng máy tính, tăng độ tin cậy, cung cấp môi tr ường giao ti ếp thu ận tiện giữa người sử dụng và máy tính. 13.4. CƠ SỞ DỮ LIỆU (DATABASE) VÀ CÁC HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆU Cơ sở dữ liệu (CSDL) là một bộ sưu tập dữ liệu trong một lĩnh vực ứng d ụng nào đó được quản lý một cách nhất quán và độc lập với các ứng d ụng. Tính đ ộc l ập với ứng dụng muốn nói, các dữ liệu đuợc tổ chức theo bản chất của chúng ch ứ không phải vì để giải quyết những bài toán cụ thể. Nh ư vậy vấn đ ề c ần nghiên cứu đầu tiên là các mô hình tổ chức dữ liệu. Mục tiêu của công vi ệc này là xây dựng các mô hình sao cho: • Có cơ chế tìm kiếm dữ liệu hiệu quả (các giải pháp t ổ ch ức và tìm ki ếm thông tin) • Đảm bảo tính nhất quán và không dư thừa thông tin (đ ược nghiên c ứu qua các cơ chế chuẩn hoá) 116
Ch¬ng 13 - Mét sè lÜnh vùc nghiªn cøu trong tin häc Phần mềm đảm bảo các chức năng quản trị cơ sở dữ liệu g ọi là hệ qu ản tr ị CSDL. Hệ quản trị CSDL phải cung cấp các phương tiện cho phép • Tạo lập CSDL (về mặt kiến trúc) • Cập nhật dữ liệu (thêm bớt, sửa dữ liệu) • Tìm kiếm dữ liệu (qua các ngôn ngữ hỏi - query language) • Đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu (tính hợp lý, nhất quán của d ữ li ệu) • Khả năng dùng chung dữ liệu đồng thời (ví dụ quản lý các giao d ịch - transaction) • Đảm bảo an toàn dữ liệu Các mô hình CSDL được xây dựng trong thời gian qua có th ể chia làm hai nhóm: nhóm liên quan đến cấu trúc dữ liệu (nh ư mô hình phân c ấp, mô hình m ạng, mô hình quan hệ) và một nhóm không những liên quan đ ến c ấu trúc d ữ li ệu mà còn cả phương pháp luận trong phát triển hệ thống (nh ư mô hình CSDL h ướng đ ối tượng, mô hình CSDL suy diễn, mô hình CSDL phân tán, ...) 13.5. MẠNG MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNG Trong Chương 11, chúng ta đã nói nhiều về mạng máy tính. Có th ể nói, m ạng máy tính, đặc biệt là Internet đã làm bi ến đ ổi h ẳn hình ảnh ứng d ụng máy tính trong một thập kỷ qua. Tuy nhiên còn rất nhiều vấn đề đặt ra đối với ngành mạng máy tính và truy ền thông như các môi trường vật lý để truyền tin t ốc đ ộ cao, các giao th ức truy ền thông tốc độ cao, truyền thông không dây, mạng di đ ộng, xây d ựng các ứng d ụng trên mạng, quản trị mạng, an ninh trên mạng. Lĩnh vực mạng máy tính và truyền thông còn đang phát tri ển m ạnh. 13.6. TRÍ TUỆ NHÂN TẠO (ARTIFICIAL INTELLIGENCE) Câu hỏi máy tính có thể thông minh được như con ng ười không luôn luôn ám ảnh những nhà làm toán và tin học. Người ta bắt đầu thấy vấn đề có triển vọng khi Mc Carthy ở Học viện Công nghệ Massachuset (MIT) sáng t ạo ra ngôn ng ữ LISP (1960) cho phép tính không phải bằng số mà tính toán hình th ức trên ký hi ệu ví dụ tính tích phân bất định. Thuật ngữ trí tuệ nhân tạo lần đầu tiên đ ược Marvin Minsky (cũng ở MIT) đưa ra vào năm 1961. Các chương trình ch ơi c ờ đ ầu tiên (1964) đã mang lại những niềm tin ban đầu về khả năng tìm ki ếm gi ải pháp thông minh của máy tính. Năm 1970 người ta đã bắt đ ầu xây d ựng các h ệ chuyên gia, là các hệ có mang tri thức chuyên gia. M ột trong nh ững h ệ nh ư th ế là h ệ ch ẩn đoán bệnh MYCIN được thực hiện tại đại học Stanford. Năm 1981 Nhật b ản đ ưa ra dự án chế tạo máy tính thế hệ thứ 5 - máy tính thông minh, ch ọn Prolog làm ngôn ngữ làm việc. Từ đó ngành trí tuệ nhân tạo đã thực sự khởi sắc. Những vấn đề được quan tâm đến trong trí tuệ nhân tạo là : • Cơ chế tìm kiếm giải pháp hoặc tri thức (các chiến lược tìm ki ếm l ời giải, các phương pháp phát hiện tri thức trong một tập dữ liệu hỗn độn). • Cơ chế lập luận và chứng minh ( các hệ logic hình thức). • Cơ chế nhận thức, học máy (mạng neuron, nhận dạng, xử lý ảnh). 117
Ch¬ng 13 - Mét sè lÜnh vùc nghiªn cøu trong tin häc • Tính bất định và logic mờ. • Ngôn ngữ tự nhiên (hiểu ngôn ngữ tự nhiên, nh ận d ạng ti ếng nói, t ổng h ợp tiếng nói). • Hệ chuyên gia (các hệ thống có tri thức chuyên gia và có th ể cho các gi ải pháp giống như các chuyên gia). • Người máy. Những kết quả đạt được trong lĩnh vực này chưa được nh ư mong mu ốn. Có những khó khăn rất khó vượt qua, đặc biệt độ phức tạp trong tính toán. 13.7. TƯƠNG TÁC NGƯỜI MÁY (HUMAN COMPUTER INTERACTION- HCI) Tương tác người máy là lĩnh vực nghiên c ứu các quá trình, ph ương pháp, nh ận thức, thiết kế và cài đặt giao tiếp giữa người và máy tính cũng nh ư các h ệ th ống có dùng máy tính. Vấn đề tương tác người máy được đặt ra đối với bất kỳ m ột h ệ th ống nào có s ử dụng máy tính, đặc biệt trong tình hình hi ện nay khi kh ả năng c ủa máy tính và truyền thông đã đủ mạnh cho phép thực hiện những xử lý rất phức tạp trong giao tiếp một cách trực tiếp (online) và trong th ời gian th ực (real time) t ức là đ ảm b ảo được về độ trễ. HCI có liên quan rất nhiều đến trí tuệ nhân t ạo. Nhi ều v ấn đ ề khó khăn trước đây nay đã trở thành hiện th ực ví dụ giao ti ếp tr ực ti ếp b ằng ngôn ng ữ tự nhiên (thông qua âm thanh hoặc hình ảnh), giao ti ếp qua th ị giác máy tính, sinh trắc học (xác thực qua vân tay, giọng nói, võng mạc). Với sự xuất hiện của các mạng máy tính đặc biệt là với mạng Internet và các mạng di động, tương tác người-máy có nh ững c ơ h ội m ới. R ất nhi ều ứng d ụng dựa trên các giao tiếp từ xa qua mạng Internet nh ư đào t ạo t ừ xa, th ương m ại điện tử, điều khiển từ xa, cơ chế tự trị có tương tác Agent. Có một lĩnh vực nghiên cứu khác cũng rất quan tr ọng v ới t ương tác ng ười máy là các hệ hỗ trợ quyết định (Decision Support System - DSS), nghiên c ứu các c ơ chế ra quyết định. 13.8. KỸ NGHỆ PHẦN MỀM (SOFTWARE ENGINEERING) Thực tiễn phát triển phần mềm cho thấy, để đạt được mục đích phát tri ển phần mềm có chất lượng thì kỹ năng lập trình chỉ là một khâu trong c ả m ột tiến trình tổng thể nhiều khâu. Kỹ nghệ phần mềm nghiên cứu toàn b ộ các v ấn đ ề có liên quan đến phát triển phần mềm bao gồm: quy trình làm ph ần mềm, ph ương pháp làm phần mềm và công cụ làm phần mềm. Kỹ nghệ phần mềm quan tâm tới các vấn đề sau: • Quản trị các dự án phần mềm (lập kế hoạch, quản trị tiến độ, quản trị ch ất lượng, quản trị cấu hình, quản trị chi phí, quản lý rủi ro, ...) • Phân tích và thiết kế hệ thống • Kiểm thử hệ thống • Mô hình hoá hệ thống • Các phương pháp hình thức (các mô hình toán h ọc đ ể xác đ ịnh s ản ph ầm phần mềm mà người ta gọi là đặc tả hình thức, kiểm tra các tính ch ất c ủa 118
Ch¬ng 13 - Mét sè lÜnh vùc nghiªn cøu trong tin häc phần mềm mà không cần phải chạy chuơng trình, thậm chí ch ưa có ch ương trình chạy được gọi là kiểm chứng hình thức) • Các công nghệ quan trọng trong phát tri ển ph ần m ềm: công ngh ệ h ướng đối tượng, công nghệ client-server, công nghệ WEB, công ngh ệ ph ần m ềm với sự hỗ trợ của máy tính CASE. Câu hỏi và bài tập 1. Anh/Chị đã đang ứng dụng Công nghệ Thông tin vào nh ững công vi ệc gì? 2. Hãy nêu các lĩnh vực ứng dụng Công nghệ Thông tin. 3. Hãy lý giải vì sao nói Công nghệ Thông tin đang làm m ột cu ộc cách m ạng lớn trong lĩnh vực giáo dục và đào tạo. 4. Hãy nêu 5 lĩnh vực nghiên cứu của Công ngh ệ Thông tin mà Anh/Ch ị cho là quan trọng nhất. Vì sao? Bài đọc thêm: Computing Curricula 2001 ACM (Association for Computing Machinery) và IEEE (Institut for Electrical and Electronics Engineers) là những tổ chức nghề nghiệp rất nổi tiếng. Năm 1991, hai t ổ ch ức này đã có m ột khuyến cáo về chương trình đào tạo tin học. Sau 10 năm tin h ọc đã có nh ững phát tri ển m ới đòi hỏi chương trình đào tạo cần thay đổi. Computing curricula 2001 là b ản ti ếp theo c ủa Computing curricula 1991. So với Computing curricula 1991, s ố lĩnh v ực chuyên ngành c ủa Computing curricula 2001 đã thay đổi từ 8 lên tới 14 lĩnh v ực. N ội dung các lĩnh v ực đó ph ần nào cho th ấy một số nội dung nghiên cứu của CNTT. 1. DS. Các cấu trúc rời rạc (Hàm , quan hệ, tập h ợp; Logic c ơ s ở; K ỹ thu ật ch ứng minh; Đ ồ th ị và cấu trúc cây) 2. PF. Cơ sở lập trình (Giải thuật và giải quyết vấn đề; Lập trình; C ấu trúc d ữ li ệu; Đ ệ quy; L ập trình có cấu trúc; Lập trình hướng sự kiện; Sử dụng các giao diện lập trình hi ện đ ại) 3. AL. Giải thuật và độ phức tạp (Phân tích các giải thuật c ơ b ản; Chi ến l ược l ập trình; Các gi ải thuật cơ bản; Các giải thuật phân tán; Lý thuyết tính toán; Độ ph ức t ạp P và NP; Lý thuy ết ôtômat; Phân tích các giải thuật tiên tiến; Các giải thuật mã hoá; Các gi ải thuật hình h ọc) 4. PL. Ngôn ngữ lập trình (Lịch sử; Máy ảo; Chương trình dịch; Kiểu d ữ li ệu; Mô hình đi ều khi ển thực hiện; Quản lý bộ nhớ, mô đun hoá và mô t ả; Ng ữ nghĩa ch ương trình; L ập trình ch ức năng; Lập trình hướng đối tượng; Ngôn ngữ lập trình song song) 5. AR. Kiến trúc (Kiến trúc các hệ xử lý số, biểu diễn d ữ liệu trong máy, h ợp ng ữ; T ổ ch ức b ộ nhớ; Truyền thông; Tổ chức tính toán ở CPU) 6. OS. Hệ điều hành (Các nguyên lý của hệ điều hành; Tương tranh; Đi ều ph ối l ịch trình cho các tiến trình; Bộ nhớ ảo; Quản trị thiết bị; An toàn và b ảo v ệ; H ệ th ống qu ản lý file; Các h ệ th ời gian thực) 7. HC. Giao tiếp người máy (Các nguyên lý giao tiếp người máy;Mô hình ng ười s ử d ụng; T ương tác; Thiết kế các hệ quản lý theo kiểu window; Các hệ trợ giúp; Kỹ thu ật đánh giá; Các công vi ệc cộng tác với sự trợ giúp của máy tính) 8. GR. Đồ hoạ máy tính, đa phương tiện (Các hệ đồ hoạ; Các kỹ thuật c ơ b ản trong đ ồ ho ạ. Các mô hình hình học; Thể hiện trực quan; Hiện thực ảo; Trình di ễn nh ờ máy tính; Các công nghệ đa phương tiện; Nén dữ liệu; Các ứng dụng đa phương tiện; Đa ph ương ti ện trong môi trường phân tán) 9. IS. Các hệ thống thông minh (Các hệ thông minh; Các ph ương pháp t ối ưu và các ph ương pháp tìm kiếm; Biểu diễn tri thức và lập luận; Học máy; Tác t ử; Nhìn b ằng máy tính; X ử lý ngôn ngữ tự nhiên; Nhận dạng; Người máy; Các hệ thống dựa trên tri thức; Mạng neural; Gi ải thu ật di truyền) 119
Ch¬ng 13 - Mét sè lÜnh vùc nghiªn cøu trong tin häc 10. IM. Quản trị thông tin (Các hệ cơ sở dữ liệu; Mô hình d ữ liệu và mô hình quan h ệ; Ngôn ng ữ truy vấn; Thiết kế các hệ cơ sở dữ liệu quan hệ; Xử lý các giao dịch; Cơ s ở d ữ li ệu phân tán; Thi ết kế cơ sở dữ liệu vật lý. 11. NC. Tính toán trên mạng (Tính toán tập trung trên mạng; tính toán khách - ch ủ; Xây d ựng ứng dụng WEB; truyền thông và nối mạng; Các đối tượng phân tán; Làm vi ệc nhóm và công ngh ệ cộng tác; Hệ điều hành phân tán; Các hệ phân tán). 12. SE. Kỹ nghệ phần mềm (Quá trình làm phần m ềm và đ ộ đo ph ần m ềm; Đ ặc t ả ph ần m ềm và nhu cầu; Thiết kế và cài đặt; Kiểm chứng và hợp thức hoá; Công c ụ và môi tr ường ph ần m ềm; Phương pháp luận và dự án phần mềm). 13. CN. Khoa học tính toán (Giải tích số; Các công cụ trực quan; C ấu trúc tính toán khoa h ọc; Tính toán song song; Một số loại ứng dụng). 14. SP. Ảnh hưởng xã hội và nghề nghiệp của CNTT (Lịch sử kỹ thuật tính toán; Hoàn c ảnh xã hội của tính toán bằng máy tính; Phương pháp và công cụ phân tích; Trách nhi ệm v ề đ ạo đ ức và nghề nghiệp; Rủi ro và dự phòng rủi ro; Sở hữu trí tuệ; Tính riêng t ư và quy ền t ự do công dân; Internet và ảnh hưởng của Internet; Tội ác máy tính; Các gi ải pháp kính t ế trong tính toán bằng máy tính; Các vấn đề có tính triết học liên quan đến CNTT). 120

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.