计算
计算是任何需要目标的活动，受益于或创建计算机。它包括算法过程的研究和实验，以及硬件和软件的开发。计算具有科学，工程，数学，技术和社会方面。主要的计算学科包括计算机工程，计算机科学，网络安全，数据科学，信息系统，信息技术和软件工程。
术语计算也是计数和计算的代名词。在较早的时候，它用于指机械计算机执行的动作，然后在此之前，用于人类计算机。
历史
计算的历史比计算硬件的历史记录更长，包括用于笔和纸张（或有或不用表格的纸币）的方法（或粉笔和板岩）的历史。计算与数字的表示密切相关，尽管计算所需的数学概念在数字系统之前存在。最早用于计算的工具是算盘，被认为是在公元前2700 - 2300年之间在巴比伦发明的。阿巴奇（Abaci）的现代设计仍然被用作当今的计算工具。
CE Wynn-Williams在计算中使用数字电子产品在计算中使用数字电子现象的第一个提案是“使用甲脱拉龙对物理现象的高速自动计数”。克劳德·香农（Claude Shannon） 1938年的论文“继电器和切换电路的象征分析”随后引入了将电子设备用于布尔代数操作的想法。
朱利叶斯·埃德加·利利安菲尔德（Julius Edgar Lilienfeld）于1925年提出了现场效应晶体管的概念。约翰·巴丁（John Bardeen ）和沃尔特·布拉塔（Walter Brattain）在贝尔实验室（Bell Labs）的下工作时，建造了1947年的第一个工作晶体管，点角联系晶体管。曼彻斯特大学建造了第一台晶体管计算机曼彻斯特婴儿。但是，早期的连接晶体管是相对庞大的设备，难以大规模生产，它们将其限制在许多专业应用中。 1959年， Mohamed Atalla和Dawon Kahng发明了金属 - 氧化物 - 氧化物野外晶体管（ MOSFET或MOS晶体管），于1959年在Bell Labs发明了。计算机革命或微型计算机革命。
电脑
计算机是一台根据一组称为计算机程序的说明来操纵数据的机器。该程序具有可执行的表单，计算机可以直接使用该表单来执行指令。在其人类可读源代码表中使用相同的程序，使程序员能够研究和开发一系列称为算法的步骤。由于可以在不同类型的计算机中执行指令，因此一组源指令根据CPU类型将其转换为机器指令。
执行过程在计算机程序中执行指令。说明表达计算机执行的计算。它们触发执行机上简单操作的序列。这些动作根据指令的语义产生影响。
电脑硬件
计算机硬件包括计算机的物理零件，包括中央处理单元，内存和输入/输出。计算逻辑和计算机体系结构是计算机硬件领域的关键主题。
电脑软件
计算机软件或仅软件是计算机程序和相关数据的集合，该数据为计算机提供了说明。软件是指在计算机存储中保存的一个或多个计算机程序和数据。它是一组程序，过程，算法及其与数据处理系统操作有关的文档。程序软件可以通过直接向计算机硬件提供指令或作为另一个软件的输入来执行其实施程序的功能。该术语与旧术语硬件（意味着物理设备）形成对比。与硬件相反，软件是无形的。
有时甚至更狭窄地使用软件，仅意味着应用程序软件。
系统软件
系统软件或系统软件是旨在操作和控制计算机硬件的计算机软件，并为正在运行的应用程序软件提供平台。系统软件包括操作系统，公用事业软件，设备驱动程序，窗口系统和固件。经常使用的开发工具（例如编译器，链接器和调试器）被归类为系统软件。系统软件和中间件管理和集成了计算机的功能，但与应用程序软件不同，通常不会将它们直接应用于使用户受益的任务中。
应用程序软件
应用程序软件（也称为应用程序或应用程序）是计算机软件，旨在帮助用户执行特定任务。示例包括企业软件，会计软件，办公室套件，图形软件和媒体播放器。许多申请计划主要涉及文档。应用程序可能与计算机及其系统软件捆绑在一起，也可以单独发布。一些用户对捆绑的应用程序感到满意，而不需要安装其他应用程序。系统软件管理硬件并为应用程序提供服务，进而为用户服务。
应用程序软件将特定计算平台或系统软件的功能应用于特定目的。某些应用程序（例如Microsoft Office ）是为多个不同平台开发的。其他人的要求较窄，通常由他们运行的平台提及。例如，用于Windows的地理应用程序或用于教育或Linux游戏的Android应用程序。仅在一个平台上运行的应用程序，并增加了由于应用程序的普及（称为杀手级应用程序）而增加该平台的可取性。
计算机网络
一个通常简称为网络的计算机网络是由通信渠道互连的硬件组件和计算机的集合，这些通信渠道可以共享资源和信息。当一种设备中的至少一个过程能够在远程设备中至少一个过程中或从一个过程中发送或接收数据时，据说这两个设备在网络中。网络可以根据多种特征进行分类，例如用于运输数据，使用的通信协议，规模，拓扑和组织范围的媒介。
通信协议定义了用于在计算机网络中交换信息的规则和数据格式，并为网络编程提供了基础。一个众所周知的通信协议是以太网，这是一个无处不在的硬件和链接层标准，它在局部网络中无处不在。另一个常见的协议是Internet协议套件，该协议套件定义了一组用于Internet工作的协议，即多个网络之间的数据通信，主机到托管数据传输和特定于应用程序的数据传输格式。
计算机网络有时被认为是电气工程，电信，计算机科学，信息技术或计算机工程的子学科，因为它依赖于这些学科的理论和实际应用。
网际网路
Internet是一个互连的计算机网络的全球系统，该系统使用标准的Internet协议套件（TCP/IP）为数十亿个用户提供服务。其中包括数百万私人，公共，学术，商业和政府网络，从本地到全球的范围不等。这些网络与广泛的电子，无线和光学网络技术联系在一起。 Internet提供了广泛的信息资源和服务，例如万维网的链接超文本文档以及支持电子邮件的基础架构。
电脑编程
计算机编程是编写，测试，调试和维护计算机程序的源代码和文档的过程。该源代码用编程语言编写，该语言通常比自然语言更具限制性，但很容易被计算机翻译。编程用于调用机器中一些所需的行为（自定义）。
编写高质量的源代码需要了解计算机科学领域和使用该应用程序的域。因此，最高质量的软件经常是由一个域专家团队开发的，每个专家都是在某些开发领域的专家。但是， “程序员”一词可以适用于从黑客到专业贡献者的一系列程序质量。单个程序员也可以执行大多数或全部计算机编程，以生成概念验证以启动新的杀手级应用程序。
计算机程序员
程序员，计算机程序员或编码器是撰写计算机软件的人。 “计算机程序员”一词可以参考计算机编程的一个领域的专家，也可以指向为多种软件编写代码的通才。一个实践或自称是正式编程方法的人也可能被称为程序员分析师。程序员的主要计算机语言（ C ， C ++ ， Java ， Lisp ， Python等）通常以上述标题前缀，而在网络环境中工作的人通常会以Web的方式将其标题前缀。程序员一词可用于参考软件开发人员，软件工程师，计算机科学家或软件分析师。但是，除了编程之外，这些职业的成员通常具有其他软件工程技能。
计算机行业
计算机行业由参与开发计算机软件，设计计算机硬件和计算机网络基础架构，制造计算机组件以及提供信息技术服务的业务组成，包括系统管理和维护。
软件行业包括从事软件开发，维护和出版的业务。该行业还包括软件服务，例如培训，文档和咨询。
计算的子学科
计算机工程
计算机工程是一门学科，它整合了开发计算机硬件和软件所需的电气工程和计算机科学领域。计算机工程师通常接受电子工程（或电气工程），软件设计和硬件软件集成的培训，而不仅仅是软件工程或电子工程。从单个微处理器，个人计算机和超级计算机的设计到电路设计，计算机工程师参与了计算的许多硬件和软件方面。该工程领域不仅包括其自身域内硬件的设计，还包括硬件与其操作上下文之间的交互。
软件工程
软件工程（SE）是在软件的设计，开发，操作和维护中的系统，纪律和可量化的方法以及这些方法的研究。也就是说，工程应用于软件。这是使用洞察力来怀孕，建模和扩展解决方案的行为。对该术语的第一个引用是1968年的北约软件工程会议，旨在激发人们对当时感知到的软件危机的思考。软件开发是一种广泛使用且更通用的术语，并不一定包含工程范式。在软件工程知识体（SWEBOK）指南中，已指定了软件工程作为工程学科的公认概念。 SWEBOK已成为ISO/IEC TR 19759：2015的国际接受标准。
计算机科学
计算机科学或计算科学（缩写的CS或Comp Sci）是计算及其应用的科学和实用方法。计算机科学家专门研究计算理论和计算系统的设计。
它的子场可以分为实用技术，用于其在计算机系统中的实施和应用，纯粹是理论领域。有些研究计算复杂性理论，研究了计算问题的基本属性，是高度抽象的，而其他计算机图形理论则强调了现实世界中的应用。其他人则专注于实施计算的挑战。例如，编程语言理论研究方法用于计算的描述，而计算机编程的研究研究了编程语言和复杂系统的使用。人类计算机交互的领域着重于使人类有用，可用和普遍访问的计算机和计算所面临的挑战。
网络安全
网络安全领域与计算机系统和网络的保护有关。这包括信息和数据隐私，防止IT服务中断以及预防盗窃和对硬件，软件和数据的损害。
数据科学
数据科学是一个使用科学和计算工具来从数据增加和可用性的驱动的领域来从数据中提取信息和见解。数据挖掘，大数据，统计和机器学习都与数据科学交织在一起。
信息系统
信息系统（IS）是人们和组织用来收集，过滤，处理，创建和分发数据的硬件和软件（请参阅信息技术）的补充网络的研究。 ACM的计算职业描述的是：
“大多数IS [学位]计划都位于商学院；但是，它们可能具有不同的名称，例如管理信息系统，计算机信息系统或业务信息系统。所有这些都是学位，结合了业务和计算主题，但是之间的重点是技术和组织问题在计划之间有所不同。例如，计划在所需的编程量上有很大差异。”
IS Bridges业务和计算机科学的研究使用信息和计算的理论基础来研究计算机科学纪律中各种业务模型和相关算法过程。计算机信息系统（CIS）的领域研究计算机和算法过程，包括其原理，其软件和硬件设计，应用程序以及对社会的影响，同时强调功能而不是设计。
信息技术
信息技术（IT）通常是在企业或其他企业的背景下应用计算机和电信设备来存储，检索，传输和操纵数据。该术语通常用作计算机和计算机网络的同义词，但还包括其他信息分发技术，例如电视和电话。几个行业与信息技术有关，包括计算机硬件，软件，电子产品，半导体，互联网，电信设备，电子商务和计算机服务。
研究和新兴技术
基于DNA的计算和量子计算是用于计算硬件和软件（例如量子算法开发）的积极研究领域。未来技术的潜在基础设施包括光刻的DNA折纸和用于在离子陷阱之间传输信息的量子天线。到2011年，研究人员已经纠缠了14量Quarbits 。随着纳米级超导体的发现，快速数字电路，包括基于约瑟夫森连接和快速单通量量子技术的电路越来越几乎可以实现。
已经使用的纤维光子和光子（光子）设备已被用于长距离运输数据，并开始由数据中心以及CPU和半导体存储器组件使用。这允许通过光学互连将RAM与CPU分开。 IBM在一个芯片中创建了一个具有电子和光学信息处理的集成电路。这表示CMOS集成的纳米光子学（CINP）。光学互连的一个好处是，以前需要在芯片（SOC）上需要某种系统的主板现在可以将以前专用的内存和网络控制器移出主板，从而将控制器扩散到机架上。这允许标准化多种类型的SOC的背板互连和主板，这可以更及时升级CPU。
研究的另一个领域是Spintronics 。 Spintronics可以提供计算能力和存储，而无需热量积聚。正在对混合芯片进行一些研究，该芯片结合了光子学和旋转基质。还正在进行有关将血浆，光子学和电子产品结合的研究。
云端运算
云计算是一个模型，允许使用计算资源（例如服务器或应用程序），而无需在这些资源的所有者与最终用户之间进行交互。它通常作为服务提供，使其成为软件作为服务，平台作为服务的示例，以及基础架构作为服务，具体取决于所提供的功能。关键特征包括按需访问，广泛的网络访问以及快速扩展的功能。它允许个人用户或小型企业从规模经济中受益。
该领域感兴趣的领域是其支持能源效率的潜力。允许数千台计算实例在一台机器上而不是数千台单独的机器上发生，这可以帮助节省能源。它还可以减轻向可再生能源的过渡，因为它足以为拥有可再生能源的一家服务器农场提供动力，而不是数百万的房屋和办公室。
但是，这种集中的计算模型构成了一些挑战，尤其是在安全性和隐私方面。当前的立法不能充分保护用户免受公司服务器数据不当的公司的影响。这表明有潜力就云计算和科技公司进行进一步的立法法规。
量子计算
量子计算是一个研究领域，汇集了计算机科学，信息理论和量子物理学的学科。尽管信息作为物理学的一部分相对较新，但信息理论与量子力学之间似乎存在很强的联系。传统计算在一个和零的二进制系统上运行，而量子计算则使用Qubits 。 Qubits能够同时处于叠加状态，即同时在一个状态和零的状态下。因此，量子的值不在1到0之间，而是根据测量何时更改。量子位的特征称为量子纠缠，是量子计算的核心思想，它允许量子计算机进行大规模计算。在传统计算机没有进行必要计算的计算能力（例如分子建模中）的情况下，量子计算通常用于科学研究。大分子及其反应太复杂了，无法计算传统计算机，但是量子计算机的计算能力可以提供执行此类计算的工具。