Ciencias de la Computación (Computer Science)

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Definición de Ciencia

Ciencia es por un lado, el proceso mediante el cual se adquiere conocimiento, y por el otro, el cuerpo organizado de conocimiento obtenido a través de este proceso.

El proceso es la adquisición sistemática de conocimiento nuevo de un sistema. La adquisición sistemática es generalmente el método científico. El sistema es generalmente la naturaleza.

Ciencia es entonces el conocimiento científico que ha sido adquirido sistemáticamente a través de este proceso científico.

Hipótesis, modelos, teorías y leyes

El término modelo es utilizado por los científicos en referencia a una representación simplificada de la realidad, que puede ser utilizada para hacer predicciones que no pueden ser testeadas por experimentación u observación. Una hipótesis es una afirmación que (todavía) no ha sido probada. Una ley física o una ley de la naturaleza es una generalización científica basada en la observación empírica.

El público en general usa la palabra teoría para referirse a ideas que todavía no han sido comprobadas. En términos científicos, una teoría se refiere a ideas que han aprobado verificaciones repetidas. Las teorías del  electromagnetismo y relatividad son ideas que han sobrevivido considerable testeo mediante experimentación. Pero también hay teorías que prometen ser muy buenas para explicar algún hecho de la naturaleza pero que todavía no han sido probadas empíricamente.

Las teorías están siempre abiertas a revisión, si nueva evidencia contradice las predicciones directamente u otras implicancias de la teoría.

La matemática y el método científico

La matemática se utiliza para expresar los modelos científicos. Además, la observación y la recolección de datos, así como la formulación de hipótesis requieren la utilización de modelos matemáticos y la utilización de las matemáticas. Las ramas más utilizadas de las matemáticas son el cálculo y la estadística.

¿Para qué sirve la ciencia?

A pesar de la impresión popular, no es la finalidad de la ciencia responder a todas las preguntas, solo a aquellas que pertenecen a la realidad física (experiencia empírica medible). La ciencia no produce y no puede producir verdad incuestionable. En cambio, la ciencia testea constantemente las hipótesis sobre algún aspecto del mundo físico, y las revisa o reemplaza cuando es evidente a la luz de nuevas observaciones o datos.

La ciencia no hace afirmaciones sobre como la naturaleza «es», la ciencia solo puede hacer conclusiones acerca de nuestras observaciones de la naturaleza.

La ciencia no es una fuente de juicios de valor subjetivos, a pesar de que sí puede hablar de cuestiones de ética y política pública indicando las consecuencias de acciones. De todos modos, la ciencia no nos puede decir cuál de esas consecuencias es la «mejor».

Las ciencias se pueden distinguir entre ciencias exactas, que son la matemática y la lógica, y ciencias no exactas, que son el resto de las ciencias.

Origen etimológico de la palabra ciencia

Etimológicamente, la palabra ciencia viene del latín «scire», que significa saber, es decir que la definición básica de ciencia es conocimiento, o más precisamente, conocimiento humano.

Concepto de Computación

El término computación proviene del latín “computatĭo”. Permite hacer referencia al cómputo como cuenta o cálculo, pero se usa habitualmente como sinónimo de informática (del francés informatique). De esta manera, la computación es el conjunto de conocimientos científicos y técnicas que permiten el tratamiento automático de la información por medio de computadoras.

El origen de la computación se remonta a más de trescientos años atrás, cuando comenzaron a desarrollarse máquinas para realizar tareas de cálculo. En 1623, Wilhelm Schickard creó la primera calculadora mecánica. Sin embargo, las computadoras capaces de realizar múltiples procesos (o sea, que no se limitaban a los cálculos matemáticos) comenzaron a surgir en la década de los ‘40. El uso masivo y doméstico de estas máquinas llegaría recién en los ’80, con la producción de las computadoras personales o PC (Personal Computer). El fin del siglo XX, con el auge de Internet, representó un nuevo impulso para todo lo relacionado con las ciencias de la computación.

En cuanto a la teoría de la computación, se trata de una ciencia cuyo principal interés es el estudio y la definición formal de los cómputos. Esta disciplina define al cómputo como la obtención de una solución o de un resultado, en especial en el sentido matemático/aritmético del concepto, utilizando un proceso o algoritmo.

En la actualidad, el desarrollo de la computación y de las tecnologías relacionadas ha permitido la elaboración de diversos tipos de documentos, el envío y la recepción de correo electrónico, la creación de dibujos digitales, la edición de audio y la impresión de libros, entre muchos otros procesos.

El concepto “Computación” se refiere al estudio científico que se desarrolla sobre sistemas automatizados de manejo de informaciones, lo cual se lleva a cabo a través de herramientas pensadas para tal propósito. Es de este modo, que aparecen conceptos como informática, sistema informático, tecnología informática, Internet, etc. que se vinculan entre sí en el marco del procesamiento y movilidad de la información.

Ciencias de la Computación

De acuerdo a Peter James Denning, la cuestión fundamental en que se basa la ciencia de la computación es, «¿Qué puede ser (eficientemente) automatizado?».

Peter J. Denning (1942) is an American computer scientist, and prolific writer. He is best known for pioneering work in virtual memory, especially for inventing the working-set model for program behavior, which defeated thrashing in operating systems and became the reference standard for all memory management policies. He is also known for his works on principles of operating systems, operational analysis of queueing network systems, design and implementation of CSNET, ACM digital library, codifying the great principles of computing, and most recently for his groundbreaking book The Innovator’s Way», on innovation as learnable practices.

Historia

La historia de la ciencia de la computación antecede a la invención del computador digital moderno. Antes de la década de 1920, el término computador se refería a un ser humano que realizaba cálculos. Los primeros investigadores en lo que después se convertiría en las ciencias de la computación, estaban interesados en la cuestión de la computabilidad: qué cosas pueden ser computadas por un ser humano que simplemente siga una lista de instrucciones con lápiz y papel, durante el tiempo que sea necesario, con ingenuidad y sin conocimiento previo del problema. Parte de la motivación para este trabajo era el desarrollar máquinas que computaran, y que pudieran automatizar el tedioso y lleno de errores trabajo de la computación humana.

Durante la década de 1940, conforme se desarrollaban nuevas y más poderosas máquinas para computar, el término computador se comenzó a utilizar para referirse a las máquinas en vez de a sus antecesores humanos. Conforme iba quedando claro que las computadoras podían usarse para más cosas que solamente cálculos matemáticos, el campo de la ciencia de la computación se fue ampliando para estudiar a la computación (informática) en general. La ciencia de la computación comenzó entonces a establecerse como una disciplina académica en la década de 1960, con la creación de los primeros departamentos de ciencia de la computación y los primeros programas de licenciatura (Denning 2000).

Las Ciencias de la Computación supone un área muy profundo de análisis, que tiene sus orígenes en 1920, cuando “computación” hacía referencia a los cálculos generados por la propia persona. Luego, con la llegada de las PC´s, la historia y el significado de este concepto se ampliaría sobre nuevos horizontes, distinguiendo los algoritmos que forman parte del desarrollo de las soluciones.

En resumen, “computación” implica las órdenes y soluciones dictadas en una máquina, comprendiendo el análisis de los factores involucrados sobre este proceso, dentro de los cuales aparecen los lenguajes de programación. De este modo, se automatizan tareas, generando datos concretos de forma ordenada.

Definición

Las ciencias de la computación son aquellas que abarcan el estudio de las bases teóricas de la información y la computación, así como su aplicación en sistemas computacionales. Existen diversos campos o disciplinas dentro de las Ciencias de la Computación o Ciencias Computacionales; algunos enfatizan 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 cómputos. Otros por su parte se enfocan en los problemas que requieren la implementación de cómputos. 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 concreto. La informática se refiere al tratamiento automatizado de la información de una forma útil y oportuna. No se debe confundir el carácter teórico de esta ciencia con otros aspectos prácticos como Internet.

Campos de las Ciencias de la Computación

Fundamentos matemáticos

– Criptografía
– Teoría de grafos
– Lógica matemática
– Teoría de tipos

 Teoría de la computación

– Teoría de la computación
– Teoría de autómatas
– Teoría de la computabilidad
– Teoría de la complejidad computacional

Algoritmos y estructuras de datos

– Análisis de algoritmos
– Algoritmos
-Estructuras de datos

Lenguajes de programación y compiladores

– Compiladores
– Teoría de lenguajes de programación

Bases de datos

– Minería de datos

Sistemas concurrentes, paralelos y distribuidos

– Programación concurrente
– Redes de computadoras
– Cómputo paralelo
– Sistemas Distribuidos

Inteligencia artificial

– Inteligencia artificial
– Razonamiento automatizado
– Robótica
– Visión por computador
– Aprendizaje Automático

Gráficos por computador

– Computación gráfica
– Procesamiento digital de imágenes
– Geometría Computacional

Computación científica

– Bioinformática
– Computación Cuántica