應用計算機科學

21世紀信息時代，計算機科學屬於其重要的產物，人們的生活、工作、學習與計算機科學密切相關，從某一角度而言算得上產生了一個系統。而與此係統內部，計算機技術便發揮着十分關鍵的作用，這也使得計算機技術得以被熱點關注，並實現飛速的發展。現如今，信息化技術不斷髮展，就整體而言，計算機科學發展依舊面臨各式各樣的問題，人們難以全面滿足該項技術應用以及發展的現實狀況。鑑於此，唯有展開不斷的全面更新、健全優化、才可促進計算機科學達到有序健康發展的目的，進而滿足人們現實需求，創設令人滿意的效益。

計算機分支的目標是合成，如在人類和動物中存在的解決問題，做決定，適應環境，學習和通訊等有目標導向的過程。人工智能從控制論和達特矛斯會議（1956）開始，它需要許多交叉學科的知識，如應用數學，符號邏輯，符號學，電工程，心靈哲學，神經生理學和社會智力。在大眾心目中人工智能和機器人的發展密切相關。但它的實際應用領域在軟件發展中的嵌入式組件。軟件發展需要計算瞭解，金融和經濟模型化，數據採集和物理科學。1940年後期，Alan Turing的問題“計算能思考嗎”是人工智能的起點，自動評估，預言的任務日漸增加，也可代替監視和研究，計算機對真實世界數據的應用日漸重要。

計算機體系結構，或計算機組織是計算機系統的概念設計和基本業務結構。它大部份集中在內部中心加工單元的功能和存儲器內訪問地址的方法。這領域常包含計算機工程和電工程，選擇和連接硬件去建造符合功能和價格的計算機。

計算機體系結構源於一個單詞arch itecture，這個詞源於建築領域，其意義是“建築學”、“建築術”、“建築物的設計或式樣”，它是指一個系統的外貌。在諸如建築和計算機硬件設計中，體系結構是指整個系統構成的基本和主體形態。在一個發展成熟的領域中，這種結構成為建立和考察系統的總體指導或基本出發點。計算機硬件的主體結構形態具有單處理器、多處理器、並行計算機、網絡計算機等。類似的，計算機軟件體系結構是軟件在設計構成上的基本、可供選擇的形態和總體結構。 ^[1] 

計算機圖形學是研究數字可視內容，幷包含合成和操作圖像數據的一門學科。這門課程是計算機相關專業的重要課程之一，它的重要性體現在人們越來越強烈地需要和諧的人機交互環境，以圖形的方式表示抽象的概念或數據已成為信息領域的發展趨勢。

可視化技術自1986年提出以來得到了廣泛重視，很多學者開展了相關的研究工作，並取得了一些成果，其中最著名的是Brown和Sedgewik等人在工作站上開發的Balsa可視化原型系統，並將其作為講授計算機科學的一種手段應用於布朗大學教育計算實驗室。隨後Stask設計出了Tango系統，使得算法可視化適用於課堂教學演示，將可視化研究成果應用於教學內容的可視化過程是現代教育的前沿課題。目前國內在教育領域的應用還處在探索性階段，隨着計算機技術的發展，可視化教育已經引起大量教育者的關注，可視化教學的發展必然呈現出相當快速的發展趨勢和廣闊的應用前景。

計算機安全是計算技術的一個分支，它的目的包括在使用過程中，保護不授權訪問的信息，中斷或修改。加密和解密是密碼的實際應用和研究。現代密碼與計算機科學有極大關係，許多加密和解密代數是基於它的計算複雜性。

計算機加密及時是信息時代的一種必然趨勢，網絡已經成為人們工作和生活中不可缺少的一種方式，在運行過程中，網絡活動的類型越來越多，而網絡的安全威脅也越來越多。計算機加密技術如何實現就成為保證計算機安全的重要手段。為達到這一目標，設計者對計算機數據的完整性，常用的加密技術算法主要為置換加密法和對稱加密法。隨着計算機的發展，加密技術也慢慢完善，從而進一步確保計算機的使用安全。 ^[2] 

在計算機科學中健康信息是指計算健康信息和涉及解決保健問題的計算技術。這是計算科學和健康信息二種學科的次級學科。

包含三方面：1.信息撿索；2.知識表示；3.自然語言加工。

軟件工程是設計，實施和修改軟件的研究；以保證它是高質量,實惠，維護及快建造。系統接近軟件設計，包含應用工程實際到軟件。

軟件工程涉及組織和分析軟件，以便得到最好的軟件。它不僅在產生新的，還涉及內部保養和安排。

計算科學（或稱科學計算）是研究構建數學模型和定量分析技術，並用計算機分析和解決科學問題。實際應用時，典型的還是在各科學學科中，用計算機模擬和其它計算形式解決問題。

科學計算是以實際應用為牽引、以高性能計算機為依託而快速發展的一門交叉學科，已經在科學研究與大科學工程等方面發揮了重要作用。科學計算已經與傳統的理論研究和試驗研究一起，成為推動與實現科技創新的重要手段。2005年6月，美國總統信息技術諮詢委員會報告《計算科學：確保美國競爭力》認為，在迅猛發展的高性能計算技術推動下，計算科學將是21世紀確保國家核心競爭能力的戰略技術之一，而科學計算是計算科學中最主要的內容。 ^[3]