مخطط علوم الحاسوب

• نظرية الترميز – مفيدة في الشبكات والبرمجة وتطوير الأنظمة وغيرها من المجالات التي تتواصل فيها أجهزة الكمبيوتر مع بعضها البعض.
• نظرية الألعاب – مفيدة في الذكاء الاصطناعي وعلم التحكم الآلي .
• الرياضيات المتقطعة – دراسة البنى المتقطعة. تُستخدم في أنظمة الحاسوب الرقمية.
• نظرية الرسوم البيانية – أسس هياكل البيانات وخوارزميات البحث.
• المنطق الرياضي – المنطق البولياني وطرق أخرى لنمذجة الاستعلامات المنطقية؛ استخدامات وقيود أساليب الإثبات الرسمية.
• نظرية الأعداد – نظرية الأعداد الصحيحة . تُستخدم في علم التشفير، كما أنها مجال اختبار في الذكاء الاصطناعي .

• الخوارزميات - إجراءات حسابية متسلسلة ومتوازية لحل مجموعة واسعة من المشاكل.
• هياكل البيانات – تنظيم البيانات ومعالجتها.

نبذة عن الذكاء الاصطناعي

• الذكاء الاصطناعي – تطبيق ودراسة الأنظمة التي تُظهر ذكاءً أو سلوكًا ذاتيًا.
• الاستدلال الآلي – محركات الحل، مثل تلك المستخدمة في لغة البرمجة Prolog ، والتي تنتج خطوات للوصول إلى نتيجة معينة بناءً على استعلام في قاعدة بيانات الحقائق والقواعد، وبرامج إثبات النظريات الآلية التي تهدف إلى إثبات النظريات الرياضية بمساعدة من المبرمج.
• رؤية الحاسوب – خوارزميات لتحديد الأجسام ثلاثية الأبعاد من صورة ثنائية الأبعاد.
• الحوسبة المرنة ، استخدام حلول غير دقيقة لمشاكل بالغة الصعوبة:
  • التعلم الآلي – تطوير نماذج قادرة على التعلم والتكيف دون اتباع تعليمات صريحة، وذلك باستخدام الخوارزميات والنماذج الإحصائية لتحليل واستخلاص النتائج من الأنماط الموجودة في البيانات.
  • الحوسبة التطورية – خوارزميات مستوحاة من علم الأحياء.
• معالجة اللغة الطبيعية - بناء أنظمة وخوارزميات تقوم بتحليل وفهم وتوليد اللغات الطبيعية (البشرية).
• الروبوتات – خوارزميات للتحكم في سلوك الروبوتات.

• الشبكات - الخوارزميات والبروتوكولات اللازمة لنقل البيانات بشكل موثوق عبر وسائط مشتركة أو مخصصة مختلفة، وغالبًا ما تتضمن تصحيح الأخطاء .
• أمن الحاسوب – الجوانب العملية لتأمين أنظمة الحاسوب وشبكات الحاسوب.
• علم التشفير – يطبق نتائج من التعقيد والاحتمالات والجبر ونظرية الأعداد لابتكار وكسر الرموز ، وتحليل أمان بروتوكولات التشفير .

• هندسة الحاسوب - تصميم وتنظيم وتحسين والتحقق من نظام الحاسوب، وخاصة فيما يتعلق بوحدات المعالجة المركزية وأنظمة الذاكرة الفرعية (والناقل الذي يربطها).
• أنظمة التشغيل - أنظمة لإدارة برامج الكمبيوتر وتوفير أساس لنظام قابل للاستخدام.

• الرسومات الحاسوبية – خوارزميات لتوليد الصور المرئية بشكل اصطناعي، ولدمج أو تغيير المعلومات المرئية والمكانية المأخوذة من العالم الحقيقي.
• معالجة الصور – تحديد المعلومات من الصورة من خلال الحساب.
• تصور المعلومات – أساليب لتمثيل وعرض البيانات المجردة لتسهيل التفاعل البشري من أجل الاستكشاف والفهم.

• الحوسبة المتوازية – نظرية وممارسة الحوسبة المتزامنة؛ أمان البيانات في أي بيئة متعددة المهام أو متعددة الخيوط.
• التزامن (علوم الحاسوب) - الحوسبة باستخدام خيوط تنفيذ متزامنة متعددة، وابتكار خوارزميات لحل المشكلات على معالجات مختلفة لتحقيق أقصى قدر من السرعة مقارنة بالتنفيذ التسلسلي.
• الحوسبة الموزعة - الحوسبة باستخدام أجهزة حوسبة متعددة عبر شبكة لتحقيق هدف أو مهمة مشتركة، وبالتالي تقليل زمن الوصول المتضمن في مساهمات المعالج الفردي لأي مهمة.

مخطط قواعد البيانات

• قواعد البيانات العلائقية – الأساس النظري والخوارزمي لقواعد البيانات.
• التخزين المنظم – قواعد البيانات غير العلائقية مثل قواعد بيانات NoSQL .
• استخراج البيانات – دراسة الخوارزميات المستخدمة في البحث عن المعلومات ومعالجتها في المستندات وقواعد البيانات؛ وهي ترتبط ارتباطًا وثيقًا باسترجاع المعلومات .

• نظرية المترجمات - نظرية تصميم المترجمات ، القائمة على نظرية الأوتوماتا .
• براغماتية لغات البرمجة – تصنيف لغات البرمجة، نقاط قوتها وضعفها. نماذج البرمجة المختلفة ، مثل البرمجة الكائنية التوجه .
• نظرية لغات البرمجة – نظرية تصميم لغات البرمجة
• الدلالات الرسمية – دراسة رياضية دقيقة لمعنى البرامج.
• نظرية الأنواع - التحليل الرسمي لأنواع البيانات، واستخدام هذه الأنواع لفهم خصائص البرامج - وخاصة سلامة البرنامج.

• العلوم الحاسوبية – بناء النماذج الرياضية وتقنيات التحليل الكمي واستخدام أجهزة الكمبيوتر لتحليل وحل المشكلات العلمية .
• التحليل العددي – الحل العددي التقريبي للمسائل الرياضية مثل إيجاد الجذور والتكامل وحل المعادلات التفاضلية العادية ؛ تقريب الدوال الخاصة .
• الحساب الرمزي - معالجة وحل التعبيرات في شكل رمزي، والمعروف أيضًا باسم الجبر الحاسوبي .
• الفيزياء الحاسوبية – المحاكاة العددية للأنظمة الكبيرة غير التحليلية
• الكيمياء الحاسوبية – النمذجة الحاسوبية للكيمياء النظرية بهدف تحديد البنى والخصائص الكيميائية
• المعلوماتية الحيوية وعلم الأحياء الحاسوبي - استخدام علوم الحاسوب للحفاظ على البيانات البيولوجية وتحليلها وتخزينها والمساعدة في حل المشكلات البيولوجية مثل طي البروتين والتنبؤ بالوظائف وعلم الوراثة .
• علم الأعصاب الحاسوبي – النمذجة الحاسوبية لعلم وظائف الأعصاب .
• اللغويات الحاسوبية
• المنطق الحسابي – استخدام المنطق لإجراء العمليات الحسابية أو التفكير فيها 
• الهندسة الحاسوبية – مجال التدريب الخوارزمي 

مخطط هندسة البرمجيات

• الأساليب الرسمية – مناهج رياضية لوصف تصميم البرمجيات والاستدلال بشأنه.
• هندسة البرمجيات – مبادئ وممارسات تصميم وتطوير واختبار البرامج، بالإضافة إلى الممارسات الهندسية السليمة.
• تصميم الخوارزميات - استخدام الأفكار من نظرية الخوارزميات لتصميم حلول إبداعية للمهام الحقيقية.
• برمجة الحاسوب – ممارسة استخدام لغة برمجة لتنفيذ الخوارزميات.
• التفاعل بين الإنسان والحاسوب – دراسة وتصميم واجهات الحاسوب التي يستخدمها الناس.
• الهندسة العكسية - تطبيق المنهج العلمي لفهم البرامج الموجودة بشكل عشوائي.

• نظرية الأوتوماتا – هياكل منطقية مختلفة لحل المشكلات.
• نظرية الحوسبة - ما يمكن حسابه باستخدام نماذج الحواسيب الحالية. تقدم البراهين التي طورها آلان تورينج وآخرون نظرة ثاقبة على إمكانيات ما يمكن حسابه وما لا يمكن حسابه.
  • قائمة بالمشاكل غير المحلولة في علوم الحاسوب
• نظرية التعقيد الحسابي - الحدود الأساسية (خاصة الوقت ومساحة التخزين) على فئات العمليات الحسابية.
• نظرية الحوسبة الكمومية – تستكشف النماذج الحسابية التي تتضمن التراكب الكمومي للبتات.