Ciencias de la Computación, Ciencias Computacionales, Teoría de la Computación, Algoritmos, Estructuras de Datos

Ciencias de la Computación o Ciencias Computacionales

Ciencias de la Computación o Ciencias Computacionales 

Las Ciencias de la Computación o Ciencias Computacionales son aquellas que abarcan las bases teóricas de la información y la computación, así como su aplicación en sistemas computacionales. El cuerpo de conocimiento de las ciencias de la computación es frecuentemente descrito como el estudio sistemático de los procesos algorítmicos que describen y transforman información: su teoría, análisis, diseño, eficiencia, implementación y aplicación.

Es el estudio sistemático de la factibilidad, estructura, expresión y mecanización de procedimientos metódicos (o algoritmos) que subyacen en la adquisición, representación, procesamiento, almacenamiento, comunicación y acceso a la información si dicha información está codificada en forma de bits en una memoria de computadora o especificada en una estructura de genes y proteínas en una célula biológica.

Existen diversos campos o disciplinas dentro de las ciencias de la computación o ciencias computacionales; algunos resaltan los resultados específicos del cómputo (como los gráficos por computadora), mientras que otros (como la teoría de la complejidad computacional) se relacionan con propiedades de los algoritmos usados al realizar cómputo y otros se enfocan en los problemas que requieren la implementación de sistemas computacionales. Por ejemplo, los estudios de la teoría de lenguajes de programación describen un cómputo, mientras que la programación de computadoras aplica lenguajes de programación específicos para desarrollar una solución a un problema computacional específico. Un científico de la computación se especializa en teoría de la computación y el diseño e implementación de sistemas de computacionales.

Campos de las Ciencias de la Computación

Fundamentos Matemáticos

  • Criptografía: Consta de algoritmos para proteger datos privados, incluido el cifrado.
  • Teoría de Grafos: Recursos elementales para las estructuras de almacenamiento de datos y para los algoritmos de búsqueda.
  • Lógica Matemática: La lógica matemática estudia los sistemas formales en relación con el modo en el que se codifican nociones intuitivas de objetos matemáticos como conjuntos, números, demostraciones y computación.
  • Teoría de Tipos: Análisis formal de los tipos de datos y el uso de estos para entender las propiedades de los programas, en particular la seguridad de estos.

Teoría de la Computación

  • Teoría de la Computación
  • Teoría de Autómatas
  • Teoría de la Computabilidad
  • Teoría de la Complejidad Computacional: Límites fundamentales (en especial de espacio en memoria y tiempo) de los cómputos.

Algoritmos y Estructuras de Datos

  • Análisis de Algoritmos
  • Algoritmos: procesos formales usados para los cómputos, y eficiencia de estos procesos.
  • Estructuras de Datos: organización y manipulación de los datos
  • Lógica y Computabilidad: estudio de diferentes tipos de lógicas, su poder expresivo, decidibilidad, aplicaciones.
  • Especificación: desarrollo de métodos para definir formalmente (matemática y lógicamente) el comportamiento esperado de un algoritmo, para luego probar terminación y correctitud.

Lenguajes de Programación y Compiladores

  • Compiladores: formas de traducir programas computacionales, usualmente a partir de lenguajes de alto nivel a lenguajes de bajo nivel.
  • Teoría de Lenguajes de Programación: lenguajes formales para expresar algoritmos y las propiedades de estos lenguajes.

Bases de Datos

  • Estructura de Datos
  • Minería de Datos: estudio de algoritmos para buscar y procesar información en documentos y bases de datos; muy relacionada con la adquisición de información.

Sistemas Concurrentes, Paralelos y Distribuidos

  • Programación Concurrente: teoría y práctica de cómputos simultáneos y computación interactiva.
  • Redes de Computadoras: algoritmos y protocolos para comunicar eficientemente datos a través de largas distancias, incluye también la corrección de errores.
  • Cómputo Paralelo: computación con el uso de múltiples computadoras y múltiples procesadores en paralelo.
  • Sistemas Distribuidos: sistemas que utilizan múltiples procesadores repartidos en una gran área geográfica.

Inteligencia Artificial

  • Inteligencia Artificial (IA): la implementación y estudio de sistemas que exhiben (ya sea por su comportamiento o aparentemente) una inteligencia autónoma o comportamiento propio, a veces inspirado por las características de los seres vivos. Las ciencias de la computación están relacionadas con la IA, ya que el software y las computadoras son herramientas básicas para su desarrollo y progreso.
  • Razonamiento Automatizado
  • Robótica: algoritmos para controlar el comportamiento de los robots.
  • Visión por Computador: algoritmos para extraer objetos tridimensionales de una imagen bidimensional.
  • Aprendizaje Automático

Gráficos por Computador

  • Computación Gráfica: Algoritmos tanto para generar sintéticamente imágenes visuales como para integrar o alterar la información visual y espacial tomada del mundo real.
  • Procesamiento Digital de Imágenes
  • Geometría Computacional

Computación Científica

  • Bioinformática
  • Computación Cuántica: Paradigma de computación basado en la mecánica cuántica
  • Neurociencia Computacional

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