חישוב (מדעי המחשב)

חישוב במשמעותו הרחבה של מושג זה המקובלת במדעי המחשב, הוא כל תהליך של עיבוד מידע שניתן לייצוג באופן מתמטי. המשמעות המצומצמת של "חישוב" – פעולה על מספרים, הנהוגה בשפה היום-יומית, היא מקרה פרטי של "חישוב" במשמעותו הרחבה. חישוב הוא תהליך המבוסס על מודל חישובי מוגדר היטב, שניתן לממשו באמצעות אלגוריתם, פרוטוקול וכדומה.

מנקודת מבט פיזיקלית ניתן לראות את החישוב כתהליך שמתבצע במחשב לסוגיו השונים. תורת החישוביות עוסקת במודלים שונים של חישוב ובפונקציות הניתנות לחישוב במסגרתם. במודלים נכללים:

• מכונת טיורינג
• אוטומט מחסנית
• אוטומט סופי

בניגוד להנחה נפוצה, ישנן פונקציות שאי אפשר לחשב. בעיית העצירה מהווה דוגמה לפונקציה שכזו: ניתן להוכיח כי אין תוכנית מחשב היכולה לקבל כקלט תוכנית כלשהי והקלט לאותה התוכנית, ולומר האם התוכנית תעצור.

כאשר ידוע שבעיה מסוימת ניתנת לחישוב, נחוץ אומדן למשאבים הנדרשים לפתרונה, ובפרט השוואת יעילותם של אלגוריתמים שונים לפתרון. בכך עוסק ענף מדעי המחשב הקרוי סיבוכיות חישובית. משאב המערכת העיקרי הנבחן הוא זמן הריצה, כלומר נבחן משך הזמן הנחוץ לשם ביצוע האלגוריתם. משאב נוסף הוא הזיכרון הנחוץ לשם ביצוע האלגוריתם. ניתן להביא בחשבון משאבים נוספים, כגון כמה מעבדים נחוצים לשם פתרון הבעיה בעיבוד מקבילי.

מחלקות של חישוב

חישוב מסווג לפי שלוש קטגוריות:

• ספרתי לעומת אנלוגי
• סדרתי לעומת מקבילי
• עיבוד באצווה לעומת עיבוד אינטראקטיבי.

למעשה, חישוב ספרתי משמש פעמים רבות לסימולציה של תהליכים טבעיים, לרבות כאלה שראוי יותר להציגם באופן אנלוגי. במקרה זה יש להבדיל בין תהליך החישוב למודל שהוא מייצג.

קישורים חיצוניים

• חישוב, באתר MathWorld (באנגלית)