Каков результат использования компьютерных технологий в науке

Обновлено: 21.11.2024

Компьютерные науки и инженерия, кафедра

Статьи журнала CSE

Заголовок

Авторы

Дата этой версии

Цитирование

Кеджава, Ивасан Д. Профессор, доктор. Влияние компьютеров и информационных технологий на образование, Журнал восточноафриканских ученых по инженерии и компьютерным наукам; Том-3, Выпуск-6 (июнь 2020 г.): 69–73.

Аннотация

Правда ли, что в нашем обществе компьютеры и информационные технологии внесли огромный вклад в то, как мы учимся? После наблюдения и чтения различных образовательных принадлежностей и изучения окружающей среды исследования показали, что на образовательные системы сильно повлияли компьютеры и информационные технологии. С развитием технологий способы обучения значительно улучшились. Инновационные технологии внесли свой вклад в инновации обучения в сфере образования и за его пределами. Традиционные способы передачи инструкций учащимся были дополнены использованием компьютерных информационных технологий. Образовательная система наших учебных заведений сегодня обязана использовать компьютерные технологии для обучения. Все предметы, будь то история, физика, химия, биология, английский язык, авиация, недвижимость, экономика, политология, инженерия, бизнес и сам предмет информатики, преподаются с использованием компьютерных технологий. Дошло до того, что традиционные способы передачи инструкций и обучения теперь непрозрачны или находятся в темных перспективах. Используя компьютеры и информационные технологии в обучении населения, они позволяют нам передавать инструкции и идеи людям. Установлено, что глобализация технологических объектов, составляющих процессы обучения, представляет собой конфигурацию компьютеров в фактах. В образовании компьютеры теперь используются для проецирования информации людям в классах, церквях, конференц-залах, домах, на улице и в любом месте или в любом месте, где происходит обучение. Учиться можно где угодно и где угодно, поэтому использование технологий — это действенный способ сделать вещи простыми, легкими и доступными.

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.

Информатика — это изучение компьютеров и вычислений, а также их теоретических и практических приложений. Информатика применяет принципы математики, инженерии и логики во множестве функций, включая формулирование алгоритмов, разработку программного и аппаратного обеспечения и искусственный интеллект.

Самые влиятельные ученые-компьютерщики – Алан Тьюринг, взломщик кодов времен Второй мировой войны, которого обычно называют "отцом современных вычислений"; Тим Бернерс-Ли, изобретатель Всемирной паутины; Джон Маккарти, изобретатель языка программирования LISP и пионер искусственного интеллекта; и Грейс Хоппер, офицер ВМС США и ключевая фигура в разработке первых компьютеров, таких как UNIVAC I, а также в разработке компилятора языка программирования.

Информатика применяется в широком спектре дисциплин, включая моделирование последствий изменения климата и вируса Эбола, создание произведений искусства и визуализацию с помощью графического рендеринга, а также моделирование человеческого интерфейса с помощью искусственного интеллекта и машинного обучения.< /p>

Разработка видеоигр основана на принципах информатики и программирования. Современный рендеринг графики в видеоиграх часто использует передовые методы, такие как трассировка лучей, для обеспечения реалистичных эффектов. Развитие дополненной реальности и виртуальной реальности также расширило спектр возможностей разработки видеоигр.

Многие университеты по всему миру предлагают программы обучения основам теории информатики и прикладного программирования. Кроме того, распространенность онлайн-ресурсов и курсов позволяет многим людям самостоятельно изучать более практические аспекты компьютерных наук (такие как программирование, разработка видеоигр и дизайн приложений).

информатика, изучение компьютеров и вычислений, включая их теоретические и алгоритмические основы, аппаратное и программное обеспечение, а также их использование для обработки информации.Дисциплина информатики включает изучение алгоритмов и структур данных, проектирование компьютеров и сетей, моделирование данных и информационных процессов, а также искусственный интеллект. Информатика черпает некоторые из своих основ из математики и инженерии и поэтому включает в себя методы из таких областей, как теория массового обслуживания, вероятность и статистика, а также проектирование электронных схем. Информатика также широко использует проверку гипотез и экспериментирование при концептуализации, проектировании, измерении и уточнении новых алгоритмов, информационных структур и компьютерных архитектур.

Информатика считается частью семейства из пяти отдельных, но взаимосвязанных дисциплин: компьютерная инженерия, информатика, информационные системы, информационные технологии и разработка программного обеспечения. Это семейство стало известно под общим названием компьютерной дисциплины. Эти пять дисциплин взаимосвязаны в том смысле, что вычислительная техника является их объектом изучения, но они разделены, поскольку каждая из них имеет свою собственную исследовательскую перспективу и учебную направленность. (С 1991 года Ассоциация вычислительной техники [ACM], Компьютерное общество IEEE [IEEE-CS] и Ассоциация информационных систем [AIS] сотрудничают в разработке и обновлении таксономии этих пяти взаимосвязанных дисциплин и руководств, которые образовательные учреждения использовать во всем мире для своих программ бакалавриата, магистратуры и исследовательских программ.)

Основные разделы информатики включают традиционное изучение компьютерной архитектуры, языков программирования и разработки программного обеспечения. Однако они также включают вычислительную науку (использование алгоритмических методов для моделирования научных данных), графику и визуализацию, взаимодействие человека с компьютером, базы данных и информационные системы, сети, а также социальные и профессиональные проблемы, которые являются уникальными для практики информатики. . Как может быть очевидно, некоторые из этих подполей пересекаются по своей деятельности с другими современными областями, такими как биоинформатика и вычислительная химия. Эти совпадения являются следствием склонности ученых-компьютерщиков признавать многочисленные междисциплинарные связи в своей области и действовать в соответствии с ними.

Развитие информатики

Информатика возникла как самостоятельная дисциплина в начале 1960-х годов, хотя электронный цифровой компьютер, являющийся объектом ее изучения, был изобретен на два десятилетия раньше. Корни информатики лежат в основном в смежных областях математики, электротехники, физики и информационных систем управления.

Математика является источником двух ключевых концепций разработки компьютеров — идеи о том, что вся информация может быть представлена в виде последовательности нулей и единиц, и абстрактного понятия «хранимой программы». В двоичной системе счисления числа представляются последовательностью двоичных цифр 0 и 1 точно так же, как числа в знакомой нам десятичной системе представляются цифрами от 0 до 9. Относительная легкость, с которой два состояния (например, высокое и низкое напряжение) могут быть реализованы в электрических и электронных устройствах, что естественным образом привело к тому, что двоичная цифра или бит стала основной единицей хранения и передачи данных в компьютерной системе.

Электротехника дает основы проектирования цепей, а именно идею о том, что электрические импульсы, поступающие в цепь, можно комбинировать с помощью булевой алгебры для получения произвольных выходных сигналов. (Булева алгебра, разработанная в 19 веке, предоставила формализм для проектирования схемы с двоичными входными значениями нулей и единиц [ложь или истина, соответственно, в терминологии логики], чтобы получить любую желаемую комбинацию нулей и единиц на выходе.) Изобретение транзистора и миниатюризация схем, а также изобретение электронных, магнитных и оптических носителей для хранения и передачи информации стали результатом достижений электротехники и физики.

Информационные системы управления, первоначально называвшиеся системами обработки данных, предоставили ранние идеи, на основе которых развились различные концепции информатики, такие как сортировка, поиск, базы данных, поиск информации и графические пользовательские интерфейсы. В крупных корпорациях размещались компьютеры, на которых хранилась информация, необходимая для ведения бизнеса — расчет заработной платы, бухгалтерский учет, управление запасами, контроль производства, отгрузка и получение.

Теоретическая работа над вычислительностью, начавшаяся в 1930-х годах, обеспечила необходимое распространение этих достижений на проектирование целых машин; важной вехой стала спецификация машины Тьюринга (теоретическая вычислительная модель, которая выполняет инструкции, представленные в виде последовательности нулей и единиц) в 1936 году британским математиком Аланом Тьюрингом и его доказательство вычислительной мощности модели. Еще одним прорывом стала концепция компьютера с хранимой в памяти программой, которую обычно приписывают американскому математику венгерского происхождения Джону фон Нейману.Это истоки области информатики, которая позже стала известна как архитектура и организация.

В 1950-х годах большинство пользователей компьютеров работали либо в научно-исследовательских лабораториях, либо в крупных корпорациях. Первая группа использовала компьютеры для выполнения сложных математических расчетов (например, траектории ракет), в то время как вторая группа использовала компьютеры для управления большими объемами корпоративных данных (например, платежных ведомостей и запасов). Обе группы быстро поняли, что писать программы на машинном языке нулей и единиц непрактично и ненадежно. Это открытие привело к разработке языка ассемблера в начале 1950-х годов, который позволяет программистам использовать символы для инструкций (например, ADD для сложения) и переменных (например, X). Другая программа, известная как ассемблер, переводила эти символические программы в эквивалентную двоичную программу, шаги которой компьютер мог выполнять или «выполнять».

Другие элементы системного программного обеспечения, известные как связывающие загрузчики, были разработаны для объединения фрагментов собранного кода и загрузки их в память компьютера, где они могли выполняться. Концепция связывания отдельных частей кода была важна, поскольку позволяла повторно использовать «библиотеки» программ для выполнения общих задач. Это был первый шаг в развитии области компьютерных наук, называемой разработкой программного обеспечения.

Позже, в 1950-х годах, язык ассемблера оказался настолько громоздким, что разработка языков высокого уровня (более близких к естественным языкам) стала поддерживать более простое и быстрое программирование. FORTRAN стал основным языком высокого уровня для научного программирования, а COBOL стал основным языком для бизнес-программирования. Эти языки несли с собой потребность в другом программном обеспечении, называемом компилятором, которое переводит программы на языке высокого уровня в машинный код. По мере того, как языки программирования становились все более мощными и абстрактными, создание компиляторов, создающих высококачественный машинный код и эффективных с точки зрения скорости выполнения и использования памяти, стало сложной задачей в области информатики. Разработка и реализация языков высокого уровня лежит в основе области компьютерных наук, называемой языками программирования.

Расширение использования компьютеров в начале 1960-х послужило толчком к разработке первых операционных систем, которые состояли из системно-резидентного программного обеспечения, которое автоматически обрабатывало ввод и вывод, а также выполняло программы, называемые «заданиями». Потребность в более совершенных вычислительных методах привела к возрождению интереса к численным методам и их анализу, и эта деятельность распространилась настолько широко, что стала известна как вычислительная наука.

В 1970-х и 80-х годах появились мощные компьютерные графические устройства, как для научного моделирования, так и для других видов визуальной деятельности. (Компьютерные графические устройства были представлены в начале 1950-х годов с отображением грубых изображений на бумажных графиках и экранах электронно-лучевых трубок [ЭЛТ].) Дорогое оборудование и ограниченная доступность программного обеспечения не позволяли этой области расти до начала 1980-х годов, когда компьютерная память, необходимая для растровой графики (в которой изображение состоит из маленьких прямоугольных пикселей), стала более доступной. Технология растровых изображений вместе с экранами с высоким разрешением и разработкой графических стандартов, которые делают программное обеспечение менее зависимым от машин, привели к взрывному росту этой области. Поддержка всех этих видов деятельности превратилась в область информатики, известную как графика и визуальные вычисления.

С этой областью тесно связано проектирование и анализ систем, которые напрямую взаимодействуют с пользователями, выполняющими различные вычислительные задачи. Эти системы получили широкое распространение в 1980-х и 90-х годах, когда линейное взаимодействие с пользователями было заменено графическими пользовательскими интерфейсами (GUI). Дизайн графического пользовательского интерфейса, который впервые был разработан Xerox, а затем был подхвачен Apple (Macintosh) и, наконец, Microsoft (Windows), важен, поскольку он представляет собой то, что люди видят и делают, взаимодействуя с вычислительным устройством. Разработка подходящих пользовательских интерфейсов для всех типов пользователей превратилась в область информатики, известную как взаимодействие человека с компьютером (HCI).

Xerox Alto был первым компьютером, в котором для управления системой использовались графические значки и мышь — первый графический интерфейс пользователя (GUI).

Область компьютерной архитектуры и организации также претерпела значительные изменения с тех пор, как в 1950-х годах были разработаны первые компьютеры с хранимой в памяти программой. В 1960-х годах появились так называемые системы с разделением времени, позволяющие нескольким пользователям одновременно запускать программы с разных терминалов, жестко подключенных к компьютеру.В 1970-е годы были разработаны первые глобальные компьютерные сети (WAN) и протоколы для передачи информации на высоких скоростях между компьютерами, разделенными большими расстояниями. По мере развития этих видов деятельности они объединились в область компьютерных наук, называемую сетями и коммуникациями. Крупным достижением в этой области стало развитие Интернета.

Идея о том, что инструкции и данные могут храниться в памяти компьютера, имела решающее значение для фундаментальных открытий, касающихся теоретического поведения алгоритмов. То есть такие вопросы, как «Что можно/нельзя вычислить?» были официально рассмотрены с использованием этих абстрактных идей. Эти открытия положили начало области информатики, известной как алгоритмы и сложность. Ключевой частью этой области является изучение и применение структур данных, подходящих для различных приложений. Структуры данных, наряду с разработкой оптимальных алгоритмов для вставки, удаления и поиска данных в таких структурах, являются серьезной проблемой для ученых-компьютерщиков, поскольку они так интенсивно используются в компьютерном программном обеспечении, особенно в компиляторах, операционных системах, файловых системах и т. д. и поисковые системы.

В 1960-х годах изобретение накопителей на магнитных дисках обеспечило быстрый доступ к данным, расположенным в произвольном месте на диске. Это изобретение привело не только к более продуманным файловым системам, но и к развитию баз данных и систем поиска информации, которые позже стали необходимы для хранения, поиска и передачи больших объемов и разнообразных данных через Интернет. Эта область информатики известна как управление информацией.

Еще одной долгосрочной целью исследований в области компьютерных наук является создание вычислительных машин и роботизированных устройств, способных выполнять задачи, которые обычно считаются требующими человеческого интеллекта. К таким задачам относятся движение, зрение, слух, речь, понимание естественного языка, мышление и даже проявление человеческих эмоций. Область информатики интеллектуальных систем, первоначально известная как искусственный интеллект (ИИ), на самом деле возникла еще до появления первых электронных компьютеров в 1940-х годах, хотя термин искусственный интеллект появился только в 1956 году.

Три достижения в области вычислительной техники в начале 21 века — мобильные вычисления, клиент-серверные вычисления и взлом компьютеров – способствовали появлению трех новых областей компьютерных наук: разработка на основе платформ, параллельные и распределенные вычисления, и обеспечение безопасности и информации. Платформенная разработка — это изучение особых потребностей мобильных устройств, их операционных систем и их приложений. Параллельные и распределенные вычисления касаются разработки архитектур и языков программирования, которые поддерживают разработку алгоритмов, компоненты которых могут работать одновременно и асинхронно (а не последовательно), чтобы лучше использовать время и пространство. Безопасность и обеспечение информации связаны с проектированием вычислительных систем и программного обеспечения, которые защищают целостность и безопасность данных, а также конфиденциальность лиц, для которых эти данные характерны.

Наконец, на протяжении всей истории компьютерных наук особое беспокойство вызывает уникальное общественное влияние, которое сопровождает исследования в области компьютерных наук и технологические достижения. Например, с появлением Интернета в 1980-х разработчикам программного обеспечения необходимо было решить важные вопросы, связанные с информационной безопасностью, личной конфиденциальностью и надежностью системы. Кроме того, вопрос о том, является ли программное обеспечение интеллектуальной собственностью, и связанный с ним вопрос «Кому оно принадлежит?» породила совершенно новую правовую область лицензирования и стандартов лицензирования, которые применялись к программному обеспечению и связанным с ним артефактам. Эти и другие проблемы составляют основу социальных и профессиональных проблем компьютерных наук, и они появляются почти во всех других областях, указанных выше.

Подводя итог, можно сказать, что дисциплина компьютерных наук превратилась в следующие 15 отдельных областей:

Компьютерные науки предлагают востребованную и прибыльную карьеру для технически подкованных людей, интересующихся последними компьютерными достижениями. Бюро статистики труда США прогнозирует 11-процентный рост числа профессий в области компьютерных и информационных технологий (ИТ) с 2019 по 2029 год, что выше среднего темпа роста. Тенденции в области компьютерных наук, такие как облачные вычисления, информационная безопасность и сбор и хранение больших данных, способствуют многообещающим перспективам этой области.

ИТ-специалисты, которые разбираются в тенденциях компьютерных наук, остаются конкурентоспособными за лучшие карьерные возможности. В этом руководстве рассматриваются последние достижения и тенденции в сфере информационных технологий, включая искусственный интеллект, кибербезопасность и робототехнику.

Лучшие онлайн-программы

Изучите интересующие вас программы с высокими стандартами качества и гибкостью, необходимыми для перехода на новый уровень карьеры.

Искусственный интеллект

Искусственный интеллект (ИИ) основывается на машинном кодировании, которое имитирует интеллект человека и животных. Специалисты по искусственному интеллекту разрабатывают алгоритмы и программируют машины для выполнения задач, подобных человеческим. Уже повсеместно распространенный искусственный интеллект помогает выявлять мошенничество с кредитными картами, выявлять вспышки заболеваний и оптимизировать спутниковую навигацию.

В своем ежегодном отчете о прогнозах технологий Институт компьютерных инженеров по электротехнике и электронике прогнозирует, что в 2021 году будет широко распространено несколько концепций ИИ. Предполагается, что вычислительные разработки в области ИИ включают надежность и безопасность интеллектуальных автономных систем, ИИ для цифрового производства и надежный и понятный ИИ и машинное обучение.

Степень магистра или доктора философии. ведет к лучшим возможностям работы в области искусственного интеллекта.

Ученые-исследователи в области компьютерных и информационных технологий, одна из потенциальных профессий в сфере ИИ, получали среднюю годовую зарплату в размере 126 830 долларов США по состоянию на 2020 год, при этом BLS прогнозирует гораздо более быстрый, чем в среднем, рост этой профессии с 2019 по 2029 год.

По данным PayScale, по состоянию на июнь 2021 года инженеры по машинному обучению получают среднюю годовую зарплату в размере 112 840 долларов США, а средний годовой оклад специалистов, ушедших на пенсию, — 162 000 долларов США.

Для работы с искусственным интеллектом начального уровня требуется как минимум степень бакалавра, а также степень магистра или доктора философии. ведет к лучшим возможностям работы в области искусственного интеллекта.

Инженер по машинному обучению
Старший специалист по данным
Научный сотрудник в области искусственного интеллекта/машинного обучения
Инженер глубокого обучения
Инженер-алгоритм

Пограничные вычисления

В отличие от облачных вычислений, где данные обрабатываются и хранятся далеко от конечного пользователя в крупных центрах обработки данных, граничные вычисления помещают компьютерные данные на «периферию», ближе к конечному пользователю. Эксперты не ожидают, что облако полностью исчезнет, а скорее будет работать в тандеме с периферийными вычислениями, поскольку оно обеспечивает обработку для пользователей, оптимизируя все, от заводского производства до реагирования на беспилотные автомобили.

Технологии, такие как автономные автомобили, видеоконференции и дополненная реальность, выигрывают от периферийных вычислений. Например, когда автономный автомобиль за доли секунды принимает решение затормозить и избежать столкновения, бортовая компьютерная система — граничные вычисления — устраняет задержку ожидания ответа сервера в облаке.

BLS прогнозирует рост числа рабочих мест разработчиков программного обеспечения, в том числе разработчиков программного обеспечения для периферийных вычислений, на 22 % в период с 2019 по 2029 год, и сообщает, что средняя годовая зарплата в 2020 году составит 110 140 долларов США.

В таких отраслях, как телекоммуникации, безопасность и нефтегазовая промышленность, работают специалисты с опытом работы с передовыми компьютерами. Для должностей начального уровня, таких как разработчик программного обеспечения или архитектор компьютерных сетей, обычно требуется степень бакалавра. Управленческие, административные и исследовательские должности часто требуют как минимум степени магистра.

Специалист по периферийным вычислениям
Разработчик программного обеспечения
Разработчик приложений
Сетевой архитектор
Аналитик компьютерных систем

Квантовые вычисления

Квантовые вычисления используют мощные компьютеры для решения задач на атомном и субатомном уровнях. В отличие от классических компьютеров, которые выполняют вычисления и хранят данные в двоичном коде, квантовые компьютеры используют квантовые биты, также известные как кубиты. Это позволяет квантовым компьютерам обрабатывать числа и решать проблемы гораздо быстрее, чем это было возможно раньше.

В то время как крупные технологические компании, такие как Google и IBM, добиваются успехов в области квантовых вычислений, эта область остается в зачаточном состоянии. К другим областям, в которых квантовые вычисления могут принести пользу, относятся банковское дело, транспорт и сельское хозяйство.

Исследователи могут использовать квантовые вычисления, чтобы найти лучшие маршруты доставки грузовиков, определить наиболее эффективное расписание рейсов для аэропорта или быстро и дешево разработать новые лекарства. Ученые видят в квантовых вычислениях перспективы для разработки устойчивых технологий и решения экологических проблем.

Для работы в области квантовых вычислений обычно требуется степень магистра или доктора наук. ZipRecruiter сообщает, что зарплаты специалистов по квантовым вычислениям достигают 160 000 долларов США, а средняя годовая зарплата составляет 96 900 долларов США по состоянию на май 2021 года. Так как это новая специализация в области компьютерных наук, многие будущие профессии, связанные с квантовыми вычислениями, могут еще не существовать.

Архитектор квантовых компьютеров
Разработчик квантового программного обеспечения
Исследователь квантовых алгоритмов
Научный сотрудник в области квантовых вычислений

Робототехника

Робототехника занимается изучением и разработкой роботов, стремящихся упростить жизнь. Робототехника, многопрофильная область, включает в себя информатику, электротехнику и машиностроение. Робототехника использует искусственный интеллект, машинное обучение и другие технологии информатики.

Роботы призваны повысить безопасность и эффективность в таких отраслях, как производство, сельское хозяйство и приготовление пищи. Люди используют технологии робототехники для производства автомобилей, выполнения опасных задач, таких как разминирование бомб, и проведения сложных операций.

Студенты должны иметь как минимум степень бакалавра, чтобы работать в области робототехники. Многие работодатели предпочитают специалистов по робототехнике со степенью магистра или доктора философии. на руководящие или передовые исследовательские должности.

По данным BLS, средняя годовая зарплата инженеров-механиков, в том числе инженеров-робототехников, по состоянию на 2020 год составляла 90 160 долларов США. Ученые-исследователи робототехники, которых BLS классифицирует как ученых, занимающихся компьютерными и информационными исследованиями, получали среднюю годовую зарплату в размере 126 830 долларов США в год. 2020 года. По прогнозам, в период с 2019 по 2029 год отрасль будет расти намного быстрее, чем в среднем.

Robots.jobs – это список профессий и другие ресурсы для профессионалов в области робототехники.

Инженер-робототехник
Инженер-алгоритм
Ученый по данным
Инженер-программист
Научный сотрудник в области робототехники

Кибербезопасность

Кибербезопасность направлена на защиту компьютерных систем и сетей от киберугроз и атак. Поскольку компании продолжают хранить информацию в облаке и проводить операции в Интернете, потребность в улучшении кибербезопасности также растет.

Люди, компании и правительства несут значительные финансовые потери из-за кибератак. Например, атака программы-вымогателя на востоке США в мае 2021 года обошлась Colonial Pipeline примерно в 5 млн долларов и привела к завышению цен на газ для потребителей.

Большинство отраслей, включая здравоохранение, финансовые учреждения и страхование, нуждаются в улучшенных технологиях кибербезопасности для защиты собственных данных и данных клиентов. Из-за этого спроса BLS прогнозирует рост количества рабочих мест для аналитиков по информационной безопасности на 31% с 2019 по 2029 год. Средняя годовая зарплата аналитиков по информационной безопасности в 2020 году составляла 103 590 долларов США.

Специалисты по кибербезопасности работают в консалтинговых фирмах, компьютерных компаниях, коммерческих и финансовых организациях. Крупнейшие работодатели включают Apple, Lockheed Martin и Capital One. Для лучших вакансий в области кибербезопасности требуется как минимум степень бакалавра, хотя некоторые работодатели предпочитают степень магистра.

Аналитик по информационной безопасности
Главный директор по информационной безопасности
Консультант по информационной безопасности
Менеджер по информационной безопасности

Биоинформатика

Специалисты в области биоинформатики изучают, хранят и анализируют биологическую информацию. Биоинформатика, междисциплинарная подобласть, объединяющая информатику и биологию, ищет закономерности в последовательностях генетического материала, такого как ДНК, гены, РНК и белок. Специалисты в области биоинформатики разрабатывают методы и программные приложения для решения этих задач.

Сферы медицины и фармацевтики, промышленности, охраны окружающей среды/правительства и информационных технологий значительно выигрывают от технологий биоинформатики и информатики. Биоинформатика помогает врачам в области превентивной и точной медицины выявлять заболевания на более ранних стадиях и предлагать эффективное целенаправленное лечение.

По данным PayScale, по состоянию на июнь 2021 года ученые-биоинформатики получают среднюю годовую зарплату в размере 96 230 долларов США. BLS прогнозирует более быстрый, чем в среднем, рост числа рабочих мест для биоинженеров и биомедицинских инженеров с 2019 по 2029 год.

Основными работодателями для специалистов в области биоинформатики являются Бюро землеустройства, Министерство обороны, больницы и исследовательские лаборатории. Для работы в области биоинформатики требуется как минимум степень бакалавра. Для административных, преподавательских и руководящих должностей может потребоваться степень магистра или доктора философии.

Научный сотрудник в области биоинформатики
Инженер по биоинформатике
Биомедицинский исследователь
Биоинженер/инженер-биомедик
Биостатистик
Биолог
Вычислительный биолог
Агроном
Программист
Ученый по данным

Новые тенденции в ИТ

Помимо описанных выше тенденций в области компьютерных наук, ИТ-специалистам следует следить за другими разработками в области вычислительной техники. Новые тенденции в ИТ включают аналитику больших данных, виртуальную и дополненную реальность, 5G и Интернет вещей.

Работники компьютерных наук могут узнавать о текущих событиях и новых технологиях в области информатики, вступив в профессиональную организацию. Эти группы предлагают онлайн-дискуссионные группы, конференции и отраслевые журналы. Если вы будете в курсе последних тенденций в области компьютерных наук, профессионалы в области вычислительной техники смогут оставаться конкурентоспособными на собеседованиях и при продвижении по службе.

Темы информатики для изучения

Студенты могут улучшить свои карьерные перспективы, изучая тенденции в области ИТ, подобные описанным на этой странице. Они могут заниматься концентрацией или факультативными занятиями по информационной безопасности, машинному обучению и биоинформатике. Некоторые школы даже предлагают целые степени в области искусственного интеллекта, кибербезопасности и робототехники для учащихся, желающих получить специализированное образование.

Это может показаться простым вопросом, но для ответа на него нужно много всего. Вы можете начать с того, что сосредоточитесь на преимуществах, которые это может принести лично вам. Вы можете рассказать о том, насколько привлекательна работа, связанная с информатикой, своей универсальностью, потенциалом заработка и спросом. Возможно, вы слышали обо всех вещах, которые мы используем ежедневно сегодня, которые были созданы только благодаря информатике.

Но о чем вы не так часто слышите, так это об альтруистической стороне компьютерных наук и о том, как профессионалы в этой области работают, чтобы сделать мир лучше.

Если вы хотите использовать свою любовь к технологиям, чтобы изменить мир к лучшему, будьте уверены. Информатика — отличный выбор карьеры для тех, кто хочет изменить мир.

"Общество погибнет, если не продолжит внедрять инновации", – говорит Вернер Кребс, генеральный директор Acculation. Кребс говорит, что технологии сами по себе не являются ни добром, ни злом, но в умелых руках они могут принести огромную пользу обществу. "Нам нужны умные и этичные люди, которые разбираются в наших лучших и самых мощных технологиях, чтобы убедиться, что они используются во благо".

Если вам нужны конкретные примеры того, насколько информатика приносит пользу обществу, вы попали по адресу. Мы привлекли технических специалистов, чтобы они рассказали нам, как их повседневная работа помогает людям и играет жизненно важную роль в их сообществах.

Информатика приносит пользу обществу…

1. Прямое удовлетворение потребностей

"С самого первого дня в области компьютерных наук я стараюсь оказывать положительное влияние на общество, – говорит Тибо Риэ, инженер-программист Trialog. Рихет объясняет, что специалисты по информатике могут легко получить прямые приложения, которые решают такие социальные проблемы, как бедность, безработица, изменение климата и многое другое.

Рихе объясняет, что Франция использует стартапы, назначая команды для создания решений, когда государственный агент выявляет проблему. Затем решения внедряются на национальном уровне. Этот подход позволяет специалистам в области компьютерных наук и другим специалистам в области технологий оперативно реагировать и удовлетворять потребности по мере их возникновения в своих сообществах.

По словам Рихета, такие сайты, как DataKind, Taproot и Code Alliance, могут быть отличными ресурсами для ученых-компьютерщиков, которые хотят применить свои навыки для решения глобальных проблем. Эти платформы позволяют широкому кругу технических специалистов создавать, поддерживать и реализовывать проекты, меняющие жизнь.

Инструменты, созданные учеными-компьютерщиками, также дают косвенные преимущества, отмечает Рихет. Рассмотрим благотворительные организации, которые теперь могут оптимизировать свои пожертвования, или краудфандинговые кампании, которые могут собрать последователей и финансовую поддержку.

2. Расширение прав и возможностей людей, которых часто упускают из виду

«Удивительное преимущество программного обеспечения заключается в том, что его можно бесплатно распространять среди всех благодаря участникам с открытым исходным кодом, — говорит Рихет. «Этот факт действительно расширяет возможности людей». Когда инструменты для получения дохода и решения бизнес-задач доступны всем, это может уравнять правила игры.

Например, поиск клиентов может быть дорогостоящим мероприятием. Если вы являетесь поставщиком услуг и приходите в свой бизнес без тонны дополнительных денег, вам может быть трудно удержаться на плаву. Саманта Хьюго, генеральный директор Hugomatica, говорит, что информатика может сыграть здесь огромную роль.

"Например, косметологи часто не определяют график работы или не находят клиентов, потому что не знают, как это сделать". Видя эту потребность, компания Хьюго создала приложение, которое позволяет косметологам набирать клиентов и устанавливать собственное расписание. "Как компания, принадлежащая женщинам, мы пытаемся найти нужные приложения, которые помогут людям в областях, которые упускают из виду большинство программистов".

3. Прокладывая путь к более справедливому миру

Информатика действительно может помочь уравнять правила игры с точки зрения недорогих решений. Но Хьюго также указывает, что он может быть уравнителем и в других отношениях. Хотя в сфере технологий недостаточно представлены женщины и расовые меньшинства, Хьюго рассматривает информатику как инструмент для восстановления общественного баланса, когда речь идет о гендерной идентичности, происхождении, этнической принадлежности и т. д. Код есть код, и если вы создали что-то действительно полезное, ваш опыт не будет вас сдерживать.

«В App Store одинаковые требования ко всем разработчикам, — отмечает она. Хьюго считает, что компьютеры слепы ко всему, кроме кода, это положительный шаг для общества.

4.Ускорение развития здравоохранения

Здравоохранение, как правило, является довольно высоким приоритетом, когда вы думаете о том, как улучшить жизнь людей.

Одним из самых захватывающих аспектов информатики является ее способность улучшать и ускорять любую другую область. "Наука о данных и искусственный интеллект (ИИ) как подмножества компьютерных наук позволяют людям и организациям ускорить и "предварительно упаковать мысли". Таким образом, информатика и искусственный интеллект могут во много раз улучшить любую другую дисциплину".

Геномика и персонализированная медицина — отличный пример того, как компьютерные технологии ускоряют развитие здравоохранения. Процесс секвенирования генома, лежащий в основе этой передовой медицины, раньше стоил десятки миллионов долларов, но методы машинного обучения и повышенная вычислительная мощность позволили существенно снизить затраты.

5. Повышение квалификации

Можете ли вы представить себе современное образование без компьютерного программного обеспечения и Интернета? Независимо от того, посещаете ли вы занятия в Интернете, готовите статью или делитесь работой через облако, профессионалы в области компьютерных наук помогли сделать это возможным.

Платформы и приложения для электронного обучения предоставляют учащимся новые инструменты для решения проблем и обучения, что изменило академический мир. Возможность посещать онлайн-курсы также является огромным преимуществом для всего мира, поскольку открывает доступ к образованию для учащихся, чье местоположение, способности или финансы были препятствием.

6. Расширение связи

"Самый большой вклад в информатику внесли в области коммуникации", – говорит Манонит Нанд, преподаватель и системный администратор в Mayoor School. "Компьютерные науки превратили весь мир в очень маленькое место, теперь доступное вам на кончиках пальцев".

Нанд упоминает социальные сети, приложения для видеозвонков и чатов — даже приложения, позволяющие обмениваться документами и фотографиями с кем-то на расстоянии. Эти возможности полностью изменили рабочую силу.

7. Прогнозирование и предотвращение катастроф

По словам Нанда, информатика масштабируется, и масштабируется очень быстро. Применение компьютерных наук для прогнозирования может оказать огромное влияние на мир. «Мы предсказываем поведение человека; мы предсказываем климат, времена года, океанские течения и т. д.». — говорит Нанд.

С помощью этих инструментов мы можем прогнозировать все, от приближающегося цунами до характера вспышки патогена. Таким образом, некоторые из самых жизненно важных работ, которые происходят в нашем мире, зависят от ученых-компьютерщиков. Информатика работает даже при прогнозировании траектории опасных комет вблизи нашей планеты.

8. Положительное влияние на все сферы жизни общества

Хотя это не всегда практически, почти каждый аспект жизни общества — от семейного бизнеса, нуждающегося в цифровой защите, до приютов для бездомных, нуждающихся в способе рационализации своей волонтерской базы, — зависит от инноваций, вдохновленных профессионалами в области компьютерных наук.

"Информатика – благородная профессия, без которой современный мир полностью остановился бы", – говорит Нанд. Когда дело доходит до карьеры, которая позволит вам приносить пользу миру вокруг вас, не ищите ничего, кроме информатики!

Как вы собираетесь изменить ситуацию?

Нельзя отрицать, что информатика огромна. И мы только поверхностно погружаемся в то, что из этого может получиться хорошего!

Теперь, когда вы знаете, как компьютерные науки приносят пользу нашему обществу, вам может быть интересно, в каких ролях вы могли бы использовать образование в области компьютерных наук. Ознакомьтесь с нашей статьей «Что вы можете сделать со степенью в области компьютерных наук?» чтобы узнать больше.

ПРИМЕЧАНИЕ РЕДАКТОРА. Первоначально эта статья была опубликована в декабре 2015 года. С тех пор она была обновлена и теперь включает информацию, относящуюся к 2018 году.

Читайте также: