Теорія обчислювальних систем

Теорія обчислювальних систем — це технічна наука, що систематизує математичні прийоми створення, збереження, відтворення, обробки і передачі даних засобами обчислювальної техніки, а також принципи, функціонування цих засобів і методи керування ними^[1].

Одним із основних питань теорії обчислювальних систем є питання досягнення високого рівня ефективності^[2]. Під показниками ефективності розуміють кількісні характеристики надійносні та живучості^[3].

Історія

Перші ефективні результати застосування теорії обчислювальних систем пов'язані з використанням ЕОМ для розрахунків з аеродинаміки, механіки, фізики. Із розвитком електронно-обчислювальної техніки теорії обчислювальних систем почала застосовуватися в галузі економіки й управління виробництвом із метою пошуку оптимальних рішень^{[джерело?]}.

Одним з перших, хто узявся за побудову математичної теорії обчислювальних систем, був Віктор Михайлович Глушков^[1]. Розвиток теорії за Глушковим спрямований за двома напрямами — винахід математичних конструкцій, що адекватно відображають властивості компонентів електронних обчислювальних машин i системи у цілому, які можна було б використовувати як моделі відповідних компонентів, а також на створення математичної техніки їхніх трансформацій з метою відображення процесів рішення задач проєктування цих компонентів з тим ступенем деталізації, що доступна відповідній технології виготовлення електронних обчислювальних машин^[1].

Предмет вивчення і завдання

Предметом вивчення дисципліни є обчислювальні системи. До основних завдань відносять:

• завдання оптимального синтезу систем, яке спрямоване на вибір способу побудови системи, що найкращим чином пристосована для виконання заданих функцій;
• завдання аналізу, яке ставить на меті якісну і кількісну оцінку властивостей різних класів прикладних задач, структур і стратегій управління обчислювальними процесами.^[4]

Методи

В теорії обчислювальних систем передусім застосовують аналітичні, числові та експериментальні методи, а також метод оптимізації.^[4] Серед числових методів, зокрема при побудові імітаційних моделей, найбільш широко використовується метод статистичних випробувань (наприклад, метод Монте-Карло).^[4]

Математичні основи

• Двійкова алгебра
• Математична логіка
• Дискретна математика
• Теорія графів
• Символічна логіка
• Теорія ймовірності
• Математична статистика

Суміжні області

• Програмування стосується написання комп'ютерних програм
• Інформаційна безпека це аналіз та реалізація безпеки інформаційних систем, сюди входить також криптографія

Див. також

• Дискретна система
• Теорія обчислювальних систем (журнал)^[fr]