1.3. What Is Computer Science?

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Problem Solving with Algorithms and Data Structures using Python by Bradley N. Miller, David L. Ranum is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License. 

컴퓨터 과학은 종종 정의하기 어렵습니다. 이것은 아마도 이름에 "컴퓨터"라는 단어가 불행하게 사용 된 것일 수 있습니다. 알고 계시 겠지만 컴퓨터 과학은 단순히 컴퓨터를 연구하는 것이 아닙니다. 컴퓨터가 규율의 도구로서 중요한 지원 역할을하지만, 그 도구 일뿐입니다.

컴퓨터 과학은 문제, 문제 해결 및 문제 해결 과정에서 나오는 해결책을 연구합니다. 주어진 문제를 감안할 때 컴퓨터 과학자의 목표는 발생할 수있는 문제의 모든 사례를 해결하기위한 지침의 단계별 알고리즘을 개발하는 것입니다. 알고리즘은 문제를 해결할 수있는 유한 프로세스입니다. 알고리즘은 솔루션입니다.

컴퓨터 과학은 알고리즘 연구로 생각할 수 있습니다. 그러나 일부 문제에는 해결책이 없을 수도 있다는 점을주의해야합니다. 이 내용이 본문의 범위를 벗어나는 것으로 입증되었지만 컴퓨터 과학을 공부하는 사람들에게는 문제를 해결할 수 없다는 사실이 중요합니다. 우리는 컴퓨터 과학을 완전히 정의 할 수 있습니다. 그런 다음 두 가지 유형의 문제를 모두 포함하고 컴퓨터 과학이 문제 해결 솔루션 연구이며 해결책이없는 문제 연구입니다.

또한 문제와 해결책을 기술 할 때 계산 가능한 단어를 포함하는 것이 매우 일반적입니다. 문제를 해결할 수있는 알고리즘이 있다면 문제를 계산할 수 있다고합니다. 컴퓨터 과학에 대한 또 다른 정의는 컴퓨터 과학이 계산 가능한 것이 아니라 계산 가능한 문제의 연구, 알고리즘의 존재와 존재에 대한 연구라고 말합니다. 어쨌든 "컴퓨터"라는 단어가 전혀 나오지 않았다는 것을 알게 될 것입니다. 솔루션은 기계와 독립적으로 간주됩니다.

컴퓨터 과학은 문제 해결 과정 자체와 관련되어 있으며 추상화에 대한 연구이기도합니다. 추상화를 통해 우리는 논리적 및 물리적 관점을 분리하는 방식으로 문제와 솔루션을 볼 수 있습니다. 공통적 인 예를 들어 보면 기본 개념은 친숙합니다.

당신이 학교에 몰거나 오늘 일할지도 모를 자동차를 생각해보십시오. 운전자, 자동차 사용자, 당신은 의도 된 목적으로 차를 활용하기 위해 어떤 상호 작용을합니다. 들어가서 열쇠를 넣고 차를 시동, 변속, 제동, 가속 및 조종하여 운전하십시오. 추상화의 관점에서, 우리는 당신이 자동차의 논리적 인 관점을보고 있다고 말할 수 있습니다. 자동차 설계자가 제공하는 기능을 사용하여 한 위치에서 다른 위치로 이동할 수 있습니다. 이러한 기능을 인터페이스라고도합니다.

반면에 자동차를 수리해야하는 정비사는 매우 다른 관점을 취합니다. 그녀는 운전 방법을 알고있을뿐만 아니라 우리가 당연시하는 모든 기능을 수행하는 데 필요한 모든 세부 사항을 알아야합니다. 그녀는 엔진 작동 방식, 변속기가 기어 변속 방식, 온도 조절 방식 등을 이해해야합니다. 이것은 물리적 인 관점으로 알려져 있습니다. 세부 사항은 "내부적으로”발생합니다.

우리가 컴퓨터를 사용할 때도 똑같은 일이 일어납니다. 대부분의 사람들은 이러한 유형의 응용 프로그램이 작동하도록하는 세부 정보를 몰라도 컴퓨터를 사용하여 문서를 작성하고 전자 메일을 보내고받으며 웹 서핑, 음악 재생, 이미지 저장 및 게임을합니다. 이들은 논리적 또는 사용자 관점에서 컴퓨터를 봅니다. 컴퓨터 과학자, 프로그래머, 기술 지원 직원 및 시스템 관리자는 컴퓨터에 대해 다른 시각을 가지고 있습니다. 운영 체제 작동 방식, 네트워크 프로토콜 구성 방법 및 기능을 제어하는 다양한 스크립트를 코딩하는 방법에 대해 자세히 알아야합니다. 사용자가 간단히 추측하는 하위 수준 세부 정보를 제어 할 수 있어야합니다.

이 두 예제의 공통점은 사용자가 인터페이스 작동 방식을 알고있는 한 추상화 사용자 (때로는 클라이언트라고도 함)는 세부 사항을 알 필요가 없다는 것입니다. 이 인터페이스는 사용자가 구현의 기본 복잡성과 통신하는 방식입니다. 추상화의 또 다른 예로서 파이썬 math모듈을 생각해보십시오. 모듈을 가져 오면 다음과 같은 계산을 수행 할 수 있습니다.

이것은 절차적 추상화의 예입니다. 우리는 제곱근이 어떻게 계산되는지를 반드시 알 필요는 없지만, 함수가 호출되는 것과 그것을 어떻게 사용 하는지를 알 수 있습니다. 가져 오기를 올바르게 수행하면 함수가 올바른 결과를 제공한다고 가정 할 수 있습니다. 우리는 누군가가 제곱근 문제에 대한 해결책을 구현했음을 알고 있지만, 그것을 사용하는 방법 만 알면됩니다. 이를 프로세스의 "블랙 박스"보기라고도합니다. 우리는 인터페이스를 간단히 설명합니다 : 함수의 이름, 필요한 것 (매개 변수), 리턴 될 내용. 세부 정보는 내부에 숨겨져 있습니다 (그림 1 참조).