تحليل الخوارزميات هو تحديد مقدار المصادر (مثل الوقت و سعة التخزين) اللازمة لتنفيذ هذه الخوارزمية . معظم الخوارزميات تصمم للعمل مع مدخلات مطلقة الطول. عادة كفاءة و التعقيد لخوارزمية يتحدد كدالة تتبع طول المدخلات إلى عدد الخطوات (تعقيد الوقت time complexity ) أو أماكن التخزين (تعقيد المكان space complexity )
تحليل الخواروميات جزء مهم من نظرية التعقيد الحسابي لأنها تؤمن تقدير نظري للمصادر اللازمة من أجل إنجاز خوارزمية لحل مسألة تحسبيبة .

معلوماتية نظرية

المعلوماتية النظرية هي أحد فروع المعلوماتية الذي يهتم بنظرية التحسيب بفرعيها نظرية الحوسبة و نظرية التعقيد الحسابي ، إضافة إلى المنطق بفرعيه : منطق القضايا (حسبان القضايا) و المنطق الإسنادي إضافة إلى السيمانتيك الشكلي أي بشكل عام نظرية اللغات الشكلية.

التحسيب

في المعلوماتية ، التحسيب computation يعني كيفية تطور حالة الحاسوب مع الزمن ، علما أن حاسوب هنا يجب أن تفهم بالمعنى الواسع للكلمة و ليس على أنها الحواسيب الرقمية فقط . لكن أحد أمثلة التحسيب الفيزيائي هو تطور حالة الحاسوب الرقمي مع الزمن ، مع ان هناك أمثلة أخرى مثل الحواسب الكمومية ، حواسيب الدنا DNA computer أو الحواسيب الجزيئية . في فروع المعلوماتية التي تدرس عمليات التحسيب ، تعرف نماذج رياضية من الحواسيب تدعى آلات تورينغ ، في هذه الحالة يصبح التحسيب شيئا رياضيا بحتا . الفرع الرياضي الذي يدرس النماذج الرياضية للتحسيب ندعوه نظرية التحسيب .
يمكن تعريف التحسيب أيضا بأنه إيجاد حلول مسألة مطروحة ابتداءا من معطيات مطروحة لها باستخدام خوارزمية . و يمكن تمديد هذا العلم لإيجاد الخوارزميات المناسبة لحل نمط معين من المسائل . بدورها تتناول نظرية الحوسبة : تحليل المسائل و مدخلاتها Inputs إضافة للخوارزميات Algorithms المطروحة لحلها .

التحسيب كمفهوم معلوماتي

التحسيب Computation تعريفا سلسلة الخطوات الوسيطة intermediate steps التي نستخدمها في انجاز خوارزمية مصممة لحل مشكلة أو مسألة ما بطريقة حاسوبية . يمكن تعريفها أيضا على انها خوارزمية algorithm نقوم بها لتحويل مدخلات input مسألة ما إلى مخرجات outputs (خرج ، نتائج) أي حلول للمسألة المطروحة . أي حاسوب يقوم بعملية حوسبة computation عندما ينجز برنامجا ما program ليعطيك نتائج ما أعطيته .
في أي خوارزمية ، هناك مجموعة من العمليات الحسابية و المنطقية المتسلسلة ، نتيجة كل عملية تستخدم كمدخل للعملية التالية ، و يقوم البرنامج المعطى الممثل للخوارزمية برتتيب العمليات و تحديد شروط الانتقال من عملية لأخرى و حتى إمكانية العودة إلى عملية سابقة أو الانتقال إلى عملية لاحقة (ليست تالية) (القفز إلى أعلى و إلى أسفل) .
هذه التعريفات تشكل أساسا لنظرية الحاسوبية computability theory و نظرية التعقيد الحسابي computational complexity theory .

نظرية التحسيب

نظرية التحسيب theory of computation هي فرع من المعلوماتية يدرس إمكانية حل المسائل المطروحة بكفاءة بوساطة حاسوب . لذلك يمكن تقسيمها إلى : نظرية الحاسوبية و نظرية التعقيد الحسابي .و كلاهما يتعاملان مع النماذج الشكلية للتحسيب .
لإنجاز دراسة منهجية للتحسيب ، يشكل علماء الحاسوب نماذج رياضية مجردة من الحواسيب تدعى نموذج التحسيب model of computation . توجد عدة أنماط من هذه النماذج قيد الاستعمال ، لكن أهمها و اكثرها شيوعا هو آلة تورنج . يمكن ان نتصور آلة تورينغ على انها حاسوب منزلي مع سعة ذاكرة محدودة ، و لايمكن الوصول إلا إلى قطاعات صغيرة متفرقة من هذه الذاكرة . تعتبر آلات تورينغ سهلة التصور و التصميم و من الممكن تحليلها و دراستها للبرهنة عن النتائج المتوقعة بالتالي تمثل نموذجا معقولا لعملية التحسيب .
شرط محدودية الذاكرة ضروري جدا لأن هذا ما يجعل آلة تورينغ واقعية ، و يجعل تنبؤات آلة تورينغ مقبولة فأي مسألة يمكن حلها بوساطة آلو تورينغ يمكن حلها أيضا بوساطة أي حاسوب شخصي ذو ذاكرة كافية.



الخوارزميات

الخوارزمية تعني طريقة عمل محددة لإيجاد الحلول للمشاكل المتعلقة بالكمبيوتر. مثال على ذلك هي الخوارزمية الإقليدية والتي تستخدم لإيجاد القاسم المشترك الأكبر من عددين طبيعيين. غالبا ما تكون الخوارزميات حتمية في علم تقنية المعلومات أو المعلوماتية.
ركيبة البيانات
تركيبة البيانات هي طريقة محددة لإدارة البيانات ووصلها ببعضها لكي يتم الوصول إليها بطريقة مناسبة و من ثم تعديلها. تركيبة البيانات مرتبطة بعمليات محددة للسماح بالوصول إلى البيانات وتعديلها.

أنظمة التشغيل

نظام التشغيل هو البرنامج الذي يسمح باستخدام الكمبيوتر. وهو يقوم بإدارة عتاد الكمبيوتر مثل الذاكرة, أجهزة الإدخال(لوحة المفاتيح والفأرة..) والإخراج( الشاشة, مكبرات الصوت..)ويتحكم في تشغيل البرامج. أنظمة التشغيل تتكون عادة من اللُبّ الذي يتحكم بعتاد الكمبيوتر وبرامج النظام الأساسية التي تخدم بداية نظام التشغيل وترتيبه. أشهر أنظمة التشغيل المنتشرة عالميا هي مايكروسوفت ويندوز (Microsoft Windows), نظام تشغيل الماك (Mac OS), واللينوكس (Linux).

قواعد البيانات

قاعدة البيانات هي الشكل الإلكتروني لسلّة من المعلومات. الامر يتعلق بمجموعة من المعلومات التي يعتبرها المستخدم انها تخص بعضها البعض ويجب جمعها مع بعضها البعض في قاعدة بيانات واحدة. قواعد البيانات تضمن وصول المستخدم إلى بياناته بسرعة وأمان. الوصلات الموحدة تسهل للبرامج التنفيذية معالجة البيانات. قاعدة البيانات تؤمن حماية للمعلومات من الوصول الخارجي (foreign access)ومن ضياع المعلومات نتيجة خلل تقني ما. هناك قواعد بيانات علائقية(relational database) وقواعد بيانات متعددة الأبعاد. عادة ما يتم التحكم بقاعدة البيانات من قبل "نظام إدارة قواعد البيانات" (DBMS). أكثر قواعد البيانات المنتشرة حاليا هي قواعد البيانات العلائقية (relational database).
لغات البرمجة
لغة البرمجة هي لغة لتشكيل (ترقيم) برامج الكمبيوتر. وهي تزود نظام الكمبيوتر بمعطيات دقيقة لسلسلة من خطوات المعالجة الداخلية, وتقوم بإعطاء المعلومات وتشكيلها معتمدة على أحداث خارجة وداخلية. مثال على برنامج في لغة الجافا (Java):
public class HelloWorld
public static void main(String[] args)
System.out.println("Hallo Welt!");



المصدر
المقالة الألمانية