Beräkningsprocesser

Beräkningsprocesser är systematiska sekvenser av operationer som omvandlar indata till utdata enligt definierade regler eller algoritmer. De utgör grunden för datorprogram och automatiserad databehandling. En beräkningsprocess inkluderar ofta indata, en algoritm eller uppsättning instruktioner, kontrollflöde och en exekveringsplattform bestående av minne och processor. Målet är att uppnå korrekt resultat inom givna tids- och minnesbegränsningar.

Teoretiska och praktiska modeller används för att beskriva beräkningsprocesser. Teorier som Turingmaskiner och RAM-modeller tjänar som förenklade abstraktioner av vad som går att beräkna på en dator. I praktiken körs beräkningar som regel på verkliga maskiner eller distribuerade system, ibland i parallella eller asynkrona miljöer. Processer kan vara sekventiella eller parallella, deterministiska eller icke-deterministiska, realtids- eller batchbearbetning.

Prestanda mäts ofta i tid och minne. Tidkomplexitet beskriver hur beräkningstiden växer med indata, medan minnesanvändning anger hur mycket arbetsminne som krävs. Ökade krav på hastighet och skalbarhet har drivit investeringar i optimerade algoritmer och paralleliseringstekniker.

Beräkningsprocesser används inom många områden, såsom sortering och sökning i databaser, numerisk simulering, optimering, bild- och ljudbehandling samt dataanalys och maskininlärning. De flesta moderna program består av flera sammankopplade beräkningsprocesser som samarbetar för att producera flerdelade resultat.

Historia och begränsningar: utvecklingen från mekaniska räknemaskiner till elektroniska datorer har förkortat svarstider och möjliggjort komplexa beräkningar. Vissa problem är beräkningsmässigt omöjliga eller mycket svåra (NP-kompletta eller obegränsade), och vissa frågeställningar kräver approximationer eller heuristiska metoder.