Một Số Lĩnh Vực Nghiên Cứu Trong Tin Học

Mục này liệt kê một số lĩnh vực nghiên cứu chính trong Tin học. Các lĩnh vực nàykhông hoàn toàn độc lập với nhau. Phần lớn những vấn đề nêu ở đây là nội dungcác giáo trình chuyên ngành mà sinh viên sẽ được học sau này.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Một Số Lĩnh Vực Nghiên Cứu Trong Tin HọcCh¬ng 13 - Mét sè lÜnh vùc nghiªn cøu trong tin häc CHƯƠNG 13. MỘT SỐ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU TRONG TIN HỌCMục này liệt kê một số lĩnh vực nghiên cứu chính trong Tin h ọc. Các lĩnh v ực nàykhông hoàn toàn độc lập với nhau. Phần lớn những v ấn đ ề nêu ở đây là n ội dungcác giáo trình chuyên ngành mà sinh viên sẽ đ ược h ọc sau này. Vì v ậy ở đâychúng ta chỉ mô tả sơ lược nội dung, với mục đích hoàn ch ỉnh b ức tranh t ổng th ểvề Tin học - ngành khoa học về xử lý thông tin tự động. Ở đây, các nghiên c ứuliên quan đến phần cứng cũng không được bàn đến .13.1. CẤU TRÚC DỮ LIỆU VÀ GIẢI THUẬTLĩnh 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 ớpbài toán cụ thể, người ta còn quan tâm đ ến nh ững chi ến l ược l ập trình và cáchđánh giá độ phức tạp của giải thuật.13.2. NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH, PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH VÀ CHƯƠNG TRÌNH DỊCHĐã 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 ếkỷ 20 khi người ta quan tâm đến khả năng và hiệu quả c ủa các ngôn ng ữ l ậptrình 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 trìnhtheo mẫu, lập trình trực quan). Các phương pháp luận đ ược th ể hi ện trong nh ữngngôn ngữ lập trình cụ thể.Song song với vấn đề ngôn ngữ lập trình là vấn đề cài đặt, đi ều này có liên quanđến 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 HÀNHTrong Chương 10, chúng ta đã nói nhiều về hệ điều hành và ti ến tri ển c ủa các h ệđiều hành. Những vấn đề chung đặt ra cho hệ đi ều hành ít thay đ ổi: tăng c ườnghiệu quả sử dụng máy tính, tăng độ tin cậy, cung cấp môi tr ường giao ti ếp thu ậntiện giữa người sử dụng và máy tính.13.4. CƠ SỞ DỮ LIỆU (DATABASE) VÀ CÁC HỆ QUẢN TRỊ CƠ SỞ DỮ LIỆUCơ sở dữ liệu (CSDL) là một bộ sưu tập dữ liệu trong một lĩnh vực ứng d ụng nàođó được quản lý một cách nhất quán và độc lập với các ứng d ụng. Tính đ ộc l ậpvới ứng dụng muốn nói, các dữ liệu đuợc tổ chức theo bản chất của chúng ch ứkhông phải vì để giải quyết những bài toán cụ thể. Nh ư vậy vấn đ ề c ần nghiêncứu đầu tiên là các mô hình tổ chức dữ liệu. Mục tiêu của công vi ệc này là xâydựng 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) 116Ch¬ng 13 - Mét sè lÜnh vùc nghiªn cøu trong tin häcPhần mềm đảm bảo các chức năng quản trị cơ sở dữ liệu g ọi là hệ qu ản tr ịCSDL. 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 liệuCác 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, môhình quan hệ) và một nhóm không những liên quan đ ến c ấu trúc d ữ li ệu mà còncả phương pháp luận trong phát triển hệ thống (nh ư mô hình CSDL h ướng đ ốitượng, mô hình CSDL suy diễn, mô hình CSDL phân tán, ...)13.5. MẠNG MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNGTrong Chương 11, chúng ta đã nói nhiều về mạng máy tính. Có th ể nói, m ạngmáy tính, đặc biệt là Internet đã làm bi ến đ ổi h ẳn hình ảnh ứng d ụng máy tínhtrong một thập kỷ qua.Tuy nhiên còn rất nhiều vấn đề đặt ra đối với ngành mạng máy tính và truy ềnthông như các môi trường vật lý để truyền tin t ốc đ ộ cao, các giao th ức truy ềnthông tốc độ cao, truyền thông không dây, mạng di đ ộng, xây d ựng các ứng d ụngtrên 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 ảnhnhững nhà làm toán và tin học. Người ta bắt đầu thấy vấn đề có triển vọng khi McCarthy 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 vídụ tính tích phân bất định. Thuật ngữ trí tuệ nhân tạo lần đầu tiên đ ược MarvinMinsky (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 ...