Ang Computer Science ay isang malawak na larangan na sumasaklaw sa pag-aaral, disenyo, at pagsusuri ng mga computer at computational system. Pinagsasama nito ang mga konsepto mula sa iba't ibang disiplina tulad ng matematika, engineering, at lohika upang malutas ang mga kumplikadong problema sa pamamagitan ng pagkalkula. Ang araling ito ay nagpapakilala ng mga pangunahing lugar sa computer science at nagbibigay ng mga pundasyong kaalaman na naaangkop sa buong larangan.
Ang Mga Pangunahing Kaalaman sa Pag-compute
Sa puso ng computer science ay ang pag-aaral kung ano ang maaaring kalkulahin at kung paano ito kalkulahin. Gumagana ang mga kompyuter sa binary na mga prinsipyo, gamit ang mga kumbinasyon ng mga zero (0) at isa (1) upang kumatawan at magmanipula ng impormasyon. Binubuo ng binary system na ito ang batayan ng lahat ng proseso ng pag-compute at representasyon ng data.
Mga algorithm
Ang isang algorithm ay isang may hangganang pagkakasunud-sunod ng mahusay na tinukoy na mga tagubilin, kadalasang ginagamit para sa paglutas ng problema o upang magsagawa ng pagkalkula. Ang mga algorithm ay maaaring maging simple, tulad ng paghahanap ng pinakamalaking numero sa isang listahan, o kumplikado, tulad ng pag-uuri ng isang listahan ng mga numero sa pataas na pagkakasunud-sunod. Halimbawa, ang isang karaniwang algorithm para sa pag-uuri ay ang Bubble Sort, na paulit-ulit na humahakbang sa listahan, naghahambing ng mga katabing elemento, at pinapalitan ang mga ito kung nasa maling pagkakasunud-sunod ang mga ito. Ang prosesong ito ay paulit-ulit hanggang sa maiayos ang listahan.
Mga Wika sa Programming
Ang mga programming language ay mga tool na ginagamit upang ipatupad ang mga algorithm at lumikha ng software. Nag-iiba-iba ang mga ito sa pagiging kumplikado at layunin, mula sa mababang antas ng mga wika tulad ng C, na nagbibigay ng malapit na kontrol sa hardware, hanggang sa mataas na antas ng mga wika tulad ng Python, na mas madaling matutunan at gamitin ngunit hindi maalis ang maraming detalye ng hardware.
Mga Istraktura ng Data
Ang mga istruktura ng data ay mga paraan ng pag-aayos at pag-iimbak ng data sa isang computer upang ito ay ma-access at mabago nang mahusay. Kabilang sa mga halimbawa ang: - Mga Array: Isang koleksyon ng mga elemento, na makikilala sa pamamagitan ng index o key. - Mga Naka-link na Listahan: Isang pagkakasunud-sunod ng mga elemento, kung saan ang bawat elemento ay tumuturo sa susunod. - Mga Puno: Isang hierarchical na istraktura, na may root value at mga subtree ng mga bata, na kinakatawan bilang isang set ng mga naka-link na node.
Ang Konsepto ng Software Development
Kasama sa pagbuo ng software ang pagdidisenyo, pag-coding, pagsubok, at pagpapanatili ng mga application o software ng system. Ito ay sumusunod sa isang cycle na kilala bilang ang software development life cycle (SDLC), na kinabibilangan ng mga yugto gaya ng pagsusuri ng kinakailangan, disenyo, pagpapatupad, pagsubok, pag-deploy, at pagpapanatili.
Arkitektura at Organisasyon ng Computer
Ang arkitektura ng computer ay tumutukoy sa detalye ng interface at functionality ng isang computer system. Ang organisasyon ng kompyuter, sa kabilang banda, ay nakikitungo sa mga yunit ng pagpapatakbo at ang kanilang mga pagkakaugnay na napagtatanto ang mga detalye ng arkitektura. Sa isang mataas na antas, ang isang computer system ay maaaring hatiin sa CPU (central processing unit), memory, at I/O (input/output) na mga device. Ang CPU ay nagpapatupad ng mga tagubilin mula sa mga programa, gamit ang mga rehistro para sa mga operasyon nito. Ang memorya ay nag-iimbak ng data at mga tagubilin para sa CPU, habang ang mga I/O device ay humahawak ng mga pakikipag-ugnayan sa panlabas na mundo.
Mga Operating System
Ang isang operating system (OS) ay namamahala sa computer hardware at software resources at nagbibigay ng mga karaniwang serbisyo para sa mga computer program. Kasama sa mga pangunahing function ang pamamahala sa mga proseso, memorya, mga file, at mga I/O device. Kasama sa mga halimbawa ng mga operating system ang Windows, macOS, at Linux. Ang konsepto ng pag-iiskedyul ng proseso ay isang mahalagang bahagi ng disenyo ng OS. Kabilang dito ang pagtukoy sa pagkakasunud-sunod kung saan ang mga proseso ay nag-a-access ng mga nakabahaging mapagkukunan. Kasama sa mga karaniwang algorithm sa pag-iskedyul ang First-Come, First-Served (FCFS), Shortest Job First (SJF), at Round Robin (RR).
Mga database
Ang database ay isang koleksyon ng data na nakaayos upang madaling ma-access, pamahalaan, at i-update. Ang mga database ay maaaring uriin sa dalawang pangunahing uri: - Relational database, na nag-aayos ng data sa isa o higit pang mga talahanayan ng mga column at row, na may natatanging key na tumutukoy sa bawat row. - Mga database ng NoSQL, na idinisenyo para sa pag-iimbak ng malalaking volume ng data sa isang distributed na paraan, madalas na walang malinaw na schema. Ang SQL (Structured Query Language) ay malawakang ginagamit para sa pamamahala at pag-query ng data sa mga relational na database.
Networking at ang Internet
Kasama sa computer networking ang pagkonekta ng mga computer nang magkasama upang magbahagi ng mga mapagkukunan at data. Ang Internet ay isang malawak na network ng mga network, na nagbibigay-daan sa pandaigdigang komunikasyon at access sa impormasyon. Kabilang sa mga pangunahing konsepto sa networking ang: - IP Address: Isang natatanging string ng mga numero na pinaghihiwalay ng mga tuldok na nagpapakilala sa bawat device gamit ang Internet Protocol upang makipag-ugnayan sa isang network. - TCP/IP: Isang hanay ng mga protocol ng komunikasyon na ginagamit upang ikonekta ang mga device sa network sa internet. Tinutukoy ng TCP/IP kung paano dapat i-package, ipadala, at matanggap ang data.
Cybersecurity
Kasama sa cybersecurity ang pagprotekta sa mga computer system at network mula sa pagnanakaw, pinsala, at hindi awtorisadong pag-access. Sinasaklaw nito ang isang hanay ng mga kasanayan, mula sa pag-install ng antivirus software hanggang sa pagpapatupad ng mga kumplikadong cryptographic system para sa secure na komunikasyon. Ang pag-encrypt ay isang kritikal na aspeto ng cybersecurity, na nagpapahintulot sa kumpidensyal na impormasyon na mabago sa isang secure na format. Ang isang halimbawa ng pag-encrypt ay ang RSA algorithm, na gumagamit ng isang pares ng mga susi para sa secure na paghahatid ng data. Sa konklusyon, ang computer science ay isang malawak na larangan na may mga aplikasyon sa halos lahat ng aspeto ng modernong buhay. Mula sa mga algorithm at istruktura ng data hanggang sa pagbuo ng software at cybersecurity, ang kaalaman at kasanayang nabuo sa pamamagitan ng pag-aaral ng computer science ay mahalaga para sa paglutas ng mga kumplikadong problema at pagsulong ng teknolohiya.
