תואר ראשון במדעי המחשב

שפת תחשיב הפסוקים: תחביר וסמנטיקה , שקילות לוגית וגרירה לוגית. תורת ההיסק של תחשיב הפסוקים מערכת לוקשביץ, משפט הדדוקציה, נאותות ושלמות של מערכת ההיסק. מערכות נוספות. שפת תחשיב הפרדיקטים: תחביר פורמלי. שמות עצם ותבניות. סמנטיקה בסיסית: מבנים והשמות תבניות אמיתיות במבנה והשמה. תבניות אמיתיות לוגית. תורת ההיסק מסדר ראשון: אקסיומות, כללי היסק, הוכחות. משפט הנאותות, משפט הדדוקציה ומשפטי השלמות והקומפקטיות. משפטי אי השלמות של Godel. אימות תוכנה.

בקורס נלמדים העקרונות הבסיסיים והמתקדמים של שפת התכנות C: מצביעים, מבנים, הקצאות זיכרון, פונקציות גנריות, סיביות, קבצים, MACROS, מחרוזות. מבנה פרויקט מורכב.

במהלך הקורס נלמד על עקרונות בבניית רשתות תקשורת מחשבים, ועל המנגנונים השונים המופעלים ברשתות אלה. הדגש בקורס יהיה על רשת האינטרנט, כולל המבנה הפיזי והמבנה הלוגי שלה. כמו כן נכלול יסודות של בניית יישומים רשתיים מעליה. הקורס מנוהל בגישת "מלמעלה למטה" כלומר מפרוטוקולי היישום עד הפרוטוקולים של השכבות הנמוכות. גישה שהכניסו ללימודי התקשורת Kurose & Ross שספרם (במהדורה השביעית) מהווה את הטקסט המרכזי בקורס.

לימודי מדעי המחשב כוללים גם קורס תכנון וניתוח אלגוריתמים. תקציר נושאי הקורס: מבוא לתכנון לינארי. סימפלכס , בעיה פרימלית ודואלית. בעיית התובלה ובעיית ההשמה. תכנות דינאמי .טיפוס נתונים גרף, ייצוגים שונים של גרפים. ואלגוריתמים בסיסיים עליהם. אלגוריתמים למציאת סגור טרנזיטיבי: באמצעות כפל מטריצות ולפי האלגוריתם של וורשל. מסלולי אוילר והמילטון. חיפוש לרוחב - BFS, חיפוש לעומק - DFS. רכיבים קשירים היטב(רק"חים) וגרף על . מיון טופולוגי , מסלולים קריטיים, מסלולים קצרים בגרף – DAG. מסלולים קצרים ביותר ממקור יחיד – מסלולים קצרים ביותר. האלגוריתמים של דייקסטרה ושל בלמן-פורד. מסלולים קצרים ביותר בין כל הזוגות. האלגוריתם: פלויד-וורשאל. אלגוריתמים חמדניים קידוד ועצי הופמן. עץ פורש מינימלי – "הצמחת" עץ פורש מינימלי, האלגוריתמים של קרוסקל ושל פרים. מסלולי אוילר והמילטון.

רקורסיה כפרדיגמת חשיבה אינטרדיסציפלינרית, ניתוח אלגוריתמים ושיעור הגידול, גידול של פונקציות וסכומים, גבולות וטורים, נוסחאות נסיגה, שיטת ההצבה, שיטת האיטרציה, שיטת הרקורסיה. חיפוש איבר ברשימה ממוינת ולא ממוינת, מינימום, מכסימום, מיזוג סדרות ממוינות, ניתוח סיבוכיות זמני הריצה שלהם. טיפוסי נתונים, ייצוגם ושימושיהם. רשימה כטיפוס נתון מופשט ,רשימה מעגלית ורשימות דו-כיווניות, מחסנית, חישוב ביטויים אלגבריים ותחביריים בעזרת מחסנית, תור. עץ בינארי, יישומים בעזרת עצים.סריקות שונות של עצים ועץ חיפוש בינארי , אלגוריתם של ג'וזפוס, עצים כלליים ועצים מאוזנים. ערמה, מיון באמצעות ערימה, מיון מהיר,מיון מנייה, מיון בסיס, מיון דלי, ניתוח סיבוכיות זמני הריצה שלהם. שיטות חיפוש, חיפוש בסיסי, חיפוש בעזרת עצים, טבלאות גיבוב - Hashing.

נושאים מרכזיים: מרחבי מכפלה פנימית, אופרטורים ליניאריים, תבניות ריבועיות וביליניאריות, מבוא לתורת החבורות ותורת המספרים.

מערכת הפעלה הינה תוכנה שמנהלת את משאבי החומרה במחשב. מערכת ההפעלה נותנת שירותים מקובלים לאפליקציות השונות. הקורס מציג את הנושאים המרכזיים של מערכות הפעלה מודרניות. בפרט: פסיקות, ניהול תהליכים (זימון, החלפת הקשר, תיאום, בעיית הקטע הקריטי), ניהול זיכרון (דפדוף, זיכרון וירטואלי) וניהול התקני זיכרון משני (מערכת הקבצים).

ארכיטקטורת מחשבים מקביליים, תיכון ותכנות מקבילי, MPI, OpenMP ,CUDA, מחשוב מקבילי עם מעבד גראפי , אלגוריתמים מקביליים ויישומם.

לימודים במכללה מקצועית להנדסה ומדעים כוללים גם הגשת פרויקט גמר. הקורס ילווה את הסטודנטים בשלבי בחירת נושא לפרויקט הגמר ויסייע בהגדרה מפורטת של מהות הפרויקט, הגדרת הבעיה, סקירת ספרות, המטרות, קביעת מדדים והערכתם, ניתוח מתחרים, תכן ראשוני. בהמשך הסטודנטים יפתחו את קוד האלגוריתם ויבחנו אותו בהתאם למדדים שיציגו. הפרויקט מבוצע בזוגות. הסטודנטים יקבלו הנחיה במהלך ביצוע פרויקט הגמר. יתקיימו מספר שיעורים עם נוכחות חובה: ואחרים יתואמו כמפגכשי הנחיה.

חומר הקורס כולל: זרימה ברשתות ושימושים בה; אלגוריתמים מעניינים בשיטת תכנות דינמי; אלגוריתמי קירוב; מחלקות סיבוכיות וסיווג בעיות לפי השתייכות למחלקות האלו.

ניתוח לקסיקלי, יצור אוטומטי של מנתחים לקסיקליים ניתוח תחבירי מלמעלה למטה: predictive parsing ו- recursive descent ניתוח תחבירי מלמטה למעלה: shift reduce parsing תרגומים מונחי תחביר (syntax directed definitions) bison: כלי ליצור אוטומטי של מנתחים תחביריים סביבת זמן ריצה, יצור קוד ביניים עבור משפטי השמה, ביטויים ומבני בקרה בסיסיים linker, אופטימיזציות בסיסיות, נושאים נוספים ככל שיותיר הזמן

המחשב הדיגיטלי הראשון נבנה עבור צבא ארה"ב בשנת 1946. שפות תכנות מחשבים עיליות החלו להיווצר בסוף שנות החמישים של המאה הקודמת. המחשבים דיגיטליים היו בני פחות מרבע מאה וכבר עמדנו בפני תופעה שכונתה "משבר תוכנה". המשבר נוצר לא רק בגלל שהתוכנה המיוצרת לא תפקדה כראוי, אלא בגלל הבעיות הקשורות לאופן שבו התוכנה פותחה והביקוש הגובר לתוכנות גדולות ומורכבות. משבר התוכנה מאופיין בבעיות רבות: היעדר דרישות מוגדרות היטב ושינויים תכופים לדרישות; אומדני לוחות הזמנים ועלויות הפיתוח לרוב אינם מדויקים; התפוקה של מפתחי תוכנה לא עומדת בקצב הביקוש לשירותים שלהם; איכות התוכנה לפעמים אינה מספקת. הנדסת תוכנה פותחה בפתרון לבעיות המאפיינות את משבר התוכנה, והיא מקיפה את מחזור החיים השלם של תוכנה.

למידת מכונה (Machine Learning) לעיתים מכונה גם למידה חישובית היא תת-תחום במדעי המחשב ובבינה מלאכותית המשיק לתחומי הסטטיסטיקה והאופטימיזציה. התחום עוסק בפיתוח אלגוריתמים המיועדים לאפשר למחשב ללמוד מתוך דוגמאות, ופועל במגוון משימות חישוביות בהן התכנות הקלאסי אינו אפשרי או אינו כדאי. למידת מכונה היינו תחום חדש באופן יחסי ולאחרונה אחראי לפריצות דרך משמעותיות בעולמות הבינה המלאכותית, כריית המידע וגילוי אוטומטי של ידע מתוך נתונים. בבסיס תחום זה עומדת היכולת לגרום למחשבים לפעול ״עצמאית״ מבלי לתכנת אותם, וזאת ע״י אנליזה וניתוח כמויות גדולות של מידע מהעבר שיאפשר לזהות תבניות ולחזות התנהגותיות בעתיד. התרגולים: מפגשי התרגול ישלימו את החומר התיאורטי בעזרת תרגילים, הדגמות ועבודות תכנות.