دانستنیهای کامپیوتر - نگین لاژورد آپادانا

تعریف
جایزه آ.ام. تورینگ سالانه از سوی انجمن ماشین‌های محاسب (ACM) به اشخاصی که سهم به سزایی در زمینه کامپیوتر دارند، اعطا می‌شود. از آن جایی که جایزه نوبل برای علوم کامپیوتر وجود ندارد، از این جایزه به عنوان جایزه نوبل در کامپیوتر یاد می‌شود. این جایزه به افتخار آلن تورینگ پدر علوم کامپیوتر نامگذاری شده‌است. شرکت‌های گوگل و اینتل حامیان مالی این جایزه ۲۵۰،۰۰۰ دلاری هستند.

فهرست برندگان جایزه تورینگ
۱۹۶۶ آلن پرلیس  ایالات متحده آمریکا
۱۹۶۷ موریس ویلکس  بریتانیا
۱۹۶۸ ریچارد همینگ  ایالات متحده آمریکا
۱۹۶۹ ماروین مینسکی  ایالات متحده آمریکا
۱۹۷۰ جیمز ویلکینسون  بریتانیا
۱۹۷۱ جان مک‌کارتی  ایالات متحده آمریکا
۱۹۷۲ ادسخر دیکسترا  هلند
۱۹۷۳ چارلز باخمن  ایالات متحده آمریکا
۱۹۷۴ دونالد کنوت  ایالات متحده آمریکا
۱۹۷۵ آلن نویل  ایالات متحده آمریکا
        هربرت سیمون  ایالات متحده آمریکا
۱۹۷۶ مایکل رابین  اسرائیل
        دانا اسکات  ایالات متحده آمریکا
۱۹۷۷ جان باکوس  ایالات متحده آمریکا
۱۹۷۸ رابرت فلوید  ایالات متحده آمریکا
۱۹۷۹ کنت ایورسن  کانادا
۱۹۸۰ آنتونی هار  بریتانیا
۱۹۸۱ ادگار کاد  بریتانیا
۱۹۸۲ استفان کوک  ایالات متحده آمریکا
۱۹۸۳ کنت تامسون  ایالات متحده آمریکا
        دنیس ریچی  ایالات متحده آمریکا
۱۹۸۴ نیکلاوس ورث  سوئیس
۱۹۸۵ ریچارد کارپ  ایالات متحده آمریکا
۱۹۸۶ جان هاپکرافت  ایالات متحده آمریکا
        رابرت تارجان  ایالات متحده آمریکا
۱۹۸۷ جان کوک  ایالات متحده آمریکا
۱۹۸۸ ایوان سوترلند  ایالات متحده آمریکا
۱۹۸۹ ویلیام کاهان  کانادا
۱۹۹۰ فرناندو کورباتو  ایالات متحده آمریکا
۱۹۹۱ رابین میلز  بریتانیا
۱۹۹۲ باتلر لامسون  ایالات متحده آمریکا
۱۹۹۳ یوریس هارتمانیس لاتویا ایالات متحده آمریکا
        ریچارد استیرنز  ایالات متحده آمریکا
۱۹۹۴ ادوارد فاین‌باوم  ایالات متحده آمریکا
        راج ردی  هندوستان
۱۹۹۵ مانوئل بلام  ونزوئلا
۱۹۹۶ امیر پنوئلی  اسرائیل
۱۹۹۷ داگلاس انگلبارت  ایالات متحده آمریکا
۱۹۹۸ جیم گری  ایالات متحده آمریکا
۱۹۹۹ فردریک بروکز  ایالات متحده آمریکا
۲۰۰۰ آندرو یائو  چین
۲۰۰۱ اوله‌یوهان دال  نروژ
        کریستن نیگارد  نروژ
۲۰۰۲ رونالد ریوست  ایالات متحده آمریکا 
        آدی شامیر  اسرائیل
        لئونارد آدلمن  ایالات متحده آمریکا
۲۰۰۳ آلن کی  ایالات متحده آمریکا
۲۰۰۴ وینتون سرف  ایالات متحده آمریکا
        رابرت کان  ایالات متحده آمریکا
۲۰۰۵ پیتر ناور  دانمارک
۲۰۰۶ فرانسیس آلن  ایالات متحده آمریکا
۲۰۰۷ ادموند کلارک  ایالات متحده آمریکا
        آلن امرسون  ایالات متحده آمریکا 
        جوزف سیفاکیس  یونان
۲۰۰۸ باربارا لیسکف  ایالات متحده آمریکا

لئونارد آدلمن
لئونارد آدلمن (به انگلیسی: Leonard Adleman) (زاده ۳۱ دسامبر، ۱۹۴۵)، دانشمند علوم نظری رایانه و استاد علوم کامپیوتر و زیست‌شناسی مولکولی در دانشگاه جنوب کالیفرنیا است.

نقش آدلمن در پیدایش محاسبات دی‌ان‌ای
در سال ۱۹۹۴ آدلمن پیشنهاد استفاده از دی‌ان‌ای در حل مسائل ریاضی را داد. او بعد از انجام یک سری تحقیقات دریافت که دی‌ان‌ای توانایی انجام محاسبات ریاضی را دارد. در حقیقت دی‌ان‌ای در انجام ذخیره اطلاعات شباهت زیادی به هارد دیسک کامپیوتر دارد. آدلمن را حتی کاشف این خاصیت می‌نامند. مقاله او در ژورنال ساینس در سال ۱۹۹۴ به توضیح این پرداخت که چگونه می‌توان از دی‌ان‌ای برای حل مسئله مسیر همیلتن استفاده کرد. آدلمن این مسئله را با هفت شهر و با محاسبات دی‌ان‌ای انجام داد. قدم‌هایی که او برای این کار انجام داد عبارتند از:

او رشته‌های داخل دی‌ان‌ای‌ها را به عنوان شهر‌ها انتخاب کرد. در ژنتیک، کد‌ها با حروف A، T، C و G مشخص می‌شوند. ترکیب این حروف شهر‌ها و مسیر‌های گذر از آن‌ها را مشخص می‌کرد.
هر کدام از این مولکول‌هایی که یک مسیر را مشخص می‌کند با متصل شدن به هم جواب‌های احتمالی مسئله را نشان می‌دهند.
جواب‌های اشتباه طی یک واکنش شیمیایی از بین می‌روند.
این آزمایش نشان داد که دی‌ان‌ای قابلیت انجام محاسبات ریاضی را دارد ولی استفاده از آن‌ها در این حد هرگز نمی‌تواند با کامپیوتر‌های سیلیکونی رقابت کند.

فرانسیس آلن
فرانسیس الیزابت فران آلن (به انگلیسی: Frances Elizabeth "Fran" Allen) (زاده ۱۹۳۲)، دانشمند آمریکایی علوم رایانه است.

تحصیلات
فرانسیس آلن در سال ۱۹۵۴ مدرک کارشناسی ریاضی خود را از دانشگاه ایالتی نیویورک در آلبانی و سه سال بعد کارشناسی ارشد کامپیوترش را از دانشگاه میشیگان دریافت کرد.

کار
آلن کارش را با تدریس ریاضی کاربردی به کودکان شروع کرد. شرایط بد مالی او را مجبور کرد تا برای پرداخت بدهی‌هایش به فکر کار دیگری باشد و در شرکت آی‌بی‌ام به‌کار مشغول شد و مدت کوتاهی در آنجا به تدریس پرداخت. پس از آن در زمینه بهینه‌سازی و توسعه کامپایلرها شروع به کار کرد و سپس به طراحی و ساختاربندی زبان‌های برنامه‌نویسی پرداخت و به‌سرعت پیشرفت کرد. در سال ۱۹۸۹ اولین زنی بود که در شمار اعضای کلیدی آی‌بی‌ام درآمد و در سال ۱۹۹۵ نیز به سمت رئیس آکادمی فناوری این شرکت انتخاب شد.

جوایز و افتخارات
فرانسیس آلن در فوریه سال ۲۰۰۷ موفق شد جایزه تورینگ سال ۲۰۰۶ را از ای‌سی‌ام دریافت کند. او اولین زنی است که توانسته این جایزه را کسب کند. او قول داد جایزه ۱۰۰هزار دلاری خود را صرف کمک به آموزش دختران در کشورهای درحال‌توسعه کند.

آلن در طی این سال‌ها جوایز دیگری نیز دریافت کرده است که از آن جمله می‌توان جایزه آنیتابرگ (Anita Borg) برای رهبری فنی را نام برد که در مراسم زنان درتکنولوژی سال ۲۰۰۴ به او اهدا شد.

همچنین آلن در سال ۱۹۹۱ نیز موفق به دریافت دکترای افتخاری علوم از دانشگاه آلبرتا شد.

فردریک بروکز
فردریک فیلیپس بروکز (به انگلیسی: Frederick Phillips Brooks) (زاده ۱۹ آوریل، ۱۹۳۱)، دانشمند آمریکایی علوم رایانه است.

جان بکوس
جان وارنر بَکوس (به انگلیسی: John Warner Backus ) (زاده ۳ دسامبر ، ۱۹۲۴ (میلادی) - درگذشته ۱۷ مارس ، ۲۰۰۷ (میلادی)) دانشمند آمریکایی در زمینهٔ علم رایانه بود. او رهبری گروهی را به عهده داشت که اولین زبان برنامه‌نویسی سطح بالا (فرترن) را اختراع نمودند. او همچنین مخترع فرم بکوس-نائور (یا به اختصار BNF) نیز بود که تقریباً پراستفاده‌ترین نمادگری برای تعریف نحو (Syntax) زبان‌های صوری است.

او در سال ۱۹۷۷ (میلادی) برای «مشارکت‌های ژرف، تأثیرگذار، و ماندگارش برای طراحی سامانه‌های برنامه‌نویسی کاربردی سطح بالا، و خصوصاً بخاطر کار بر روی فرترن» و انتشار اولین مقالات در مورد شیوه‌های صوری برای توصیف زبان‌های برنامه‌نویسی، جایزه تورینگ را دریافت کرد.

کنت تامسون
کنت تامسون (Kenneth Thompson) زاده ۴ فوریه ۱۹۴۳ در نیواورلئان ایالت لوئیزیانا در آمریکا از دانشمندان در زمینه علوم رایانه‌ای بود.وی بر روی برنامه‌های رایانه‌ای و سیستم عامل یونیکس کار می‌کرد.

ادسخر دیکسترا
ادسخر ویبه دیکسترا (به انگلیسی: Edsger Wybe Dijkstra ) (۱۱ مه ۱۹۳۰ - ۶ اوت ۲۰۰۲)، یک دانشمند هلندی علوم رایانه بوده است. وی در سال 1972 جایزه تورینگ را به خاطر کمک های بنیادین به پیش برد زبان های برنامه سازی دریافت کرد.

دنیس ریچی
دنیس ریچی یک از دانشمندان علم رایانه است. وی در ۹ سپتامبر ۱۹۴۱ (میلادی) محله برونزویل شهر نیویورک به دنیا آمد. نام او بر روی کارهایی نظیر ALTRAN ٬ B ٬ BCPL ٬ زبان برنامه نویسی سی٬ و یونیکس وجود دارد.

وی در دانشگاه هاروارد در رشته فیزیک مشغول به تحصیل شد و بعد از مدتی این رشته را رها کرد و در رشتهٔ ریاضی کاربردی مدرک لیسانس و فوق لیسانس خودرا گرفت وهمچنین دکترا.موضوع پایان نامهٔ دکترای او در سال ۱۹۶۸ در مورد تقسیمات سلسله‌ای توابع بود. وی در دوران تحصیل به این نتیجه رسیده بود که به رشتهٔ فیزیک علاقه‌ای ندارد وبرای فیزیک دان شدن به اندازهٔ کافی با هوش نیست و کامپیوتر برای او جذابتر و راحتتر است. وی همانند پدرش در سال جذب شرکت بل شد. او در حین کار در شرکت در گیر پروژه Multics شده بود که می‌توان آن رانسخهٔ اولیه سیستم عامل یونیکس نامید.تجربه کار بر روی این پروژه باعث شد که او و کنت تامسون نکته‌ها وایده‌های فراوانی بدست آورند که نتیجهٔ آن در سیستم عامل یونیکس مشخص شد در حال حاضر به عنوان یک سرپرست در مرکز تحقیقات نرم‌افزاری شرکت لوسنت کار می‌کند.

همانند ریچارد استالمن او را در دنیای اینترنت با یک نام مختصر و معروف می‌شناسند ٬ او به همراه کنت تامسون تقریباً اکثر مواقع در کنار هم نام برده می‌شوند «K&R» حتما متوجه شدید که حرف R از آن ریچی است.

او هم به مانند همکار و دوست خود به نوشتن برنامه‌های بسیار زیبا معروف است. شاید خصوصیات روحی آن دو باعث شد تا همانند هم برنامه بنویسند و بتوانند به همراه هم پروژه‌ای بزرگ را به مقصود برسانند. او هم برنامه‌نویسی را بهترین کار ممکن می‌داند. این دو دوست بهترین خاطره خود را نوشتن ۱۰۰۰ خط برنامه در یک روز می‌دانند. او بر روی پلن ۹ و زبان برنامه‌نویسی لیمبو هم کار کرد.

استروس راپ طراح سی پلاس پلاس معتقد است که اگر او دهه‌ای از فعالیت خود را صرف ریاضیات و اهداف نامشخص نمی‌کرد شاید هنوز یونیکس تازه‌تر از همیشه می‌بود. به هر حال این دو کار بزرگی را انجام دادند که نقطه عطفی در تاریخ رایانه محسوب می‌شود.

در حال حاضر زبان برنامه‌نویسی سی نقش فوق‌العاده‌ مهم و بنیادی برای بسیاری از برنامه‌های معروف و پروژه‌های بزرگ روز دنیا دارد. سیستم‌عامل‌ها مانند لینوکس٬ سولاریس، بی اس دی٬ مک او اس٬ ویندوز و انواع متنوع دیگر. زبان‌های برنامه‌نویسی مانند سی پلاس پلاس٬ سی شارپ٬ جاوا و جاوا اسکریپت و بسیاری دیگر. شاید باید گفت سیستم‌عامل‌هایی مانند ویندوز و لینوکس بدون آن به وجود نمی‌آمدند که این همه جنجال برانگیز شوند. دنیای نرم‌افزارهای آزاد کاملاً با پدران خود آشنا هستند.

ریچی و تامسون به خاطر کاربر روی سیستم عامل یونیکس و مقاله‌هایی که درباره آن منتشر کردند جایزه‌های بسیاری دریافت کردند: جایزه (IEEE Emmanuel Piore(۱۹۸۲ جایزه تورینگ ۱۹۸۳ جایزه سیستم‌های نرم افزاری (ACM(۱۹۸۳ و مدال(IEEEHamming(۱۹۹۰.

جوزف سیفاکیس
جوزف سیفاکیس (به یونانی : Ιωσήφ Σηφάκης) دانشمند برجسته یونانی - فرانسوی در زمینه علوم رایانه است . وی در سال ۲۰۰۷ میلادی به همراه همکارانش ادموند کلارک و آلن امرسون به خاطر کار بر روی گسترش مدل چکینگ برنده جایزه تورینگ شد .

باربارا لیسکف
باربارا لیسکف (به انگلیسی: Barbara Liskov )، ( باربارا جِین هابرمن) زاده ۱۹۳۹، استاد علوم کامپیوتر است. او «استاد موسسه» (به انگلیسی: Institute Professor ) در دانشگاه ام‌آی‌تی است که بالاترین درجه استادی در این دانشگاه به حساب می‌آید. در سال ۲۰۰۸ او دومین زنی است که جایزه تورینگ را دریافت کرده است. در سال ۲۰۰۴ نیز مدال جان فون نیومن را دریافت کرد. لیسکف زبان برنامه‌نویسی سی‌ال‌یو و Argus را ابداع کرده، و همراه جانت ویگ اصل جانشینی لیسکف را اثبات کرده است. او نویسنده سه کتاب و صدها مقاله تخصصی است.

جان مک‌کارتی
جان مک‌کارتی (به انگلیسی: John McCarthy) (زاده ۴ سپتامبر، ۱۹۲۷)، دانشمند آمریکایی علوم رایانه و علوم شناختی است.

زندگی‌نامه
پروفسور جان مک‌کارتی در سال ۱۹۲۷ در بوستون متولد شد. وی درجه کارشناسی ارشد ریاضیات خود را در سال ۱۹۴۸ از موسسه فناوری کالیفرنیا دریافت کرد و با ادامه تحصیل در رشته ریاضیات، در سال ۱۹۵۱ مدرک دکترای خود را از دانشگاه پرینستون اخذ نمود. وی سپس با ادامه تحصیل و مطالعه در رشته علوم کامپیوتر، درجه استادی خود را از دانشگاه استنفورد در سال ۱۹۶۲ دریافت نمود و از سال ۱۹۶۵ تا ۱۹۸۰ سرپرستی آزمایشگاه هوش مصنوعی همان دانشگاه را عهده‌دار بود.

کار
در سال ۱۹۵۶، مک‌کارتی با همکاری کلود شانون و ماروین مینسکی یک کارگاه آموزشی را با موضوع هوش مصنوعی برگزار می‌کند. پس از آن‌که موضوع هوش مصنوعی به‌طور جدی مطرح می‌گردد، مک‌کارتی کار روی بازی‌های هوشمندانه ماشینی را آغاز می‌کند و از حاصل این کار، زبان لیسپ پدیدار می‌گردد.

افتخارات
جان مک‌کارتی با انتشار صدها مقاله در حوزه کامپیوتر و هوش مصنوعی و انتشار کتاب «فرموله کردن احساسات عمومی» تاکنون جوایز و مدال‌های متعددی را کسب کرده است. جایزه تورینگ، جایزه انجمن هوش مصنوعی آمریکا، جایزه پژوهش برگزیده در حوزه هوش مصنوعی، جایزه کیوتو و مدال ملی علوم از این جمله‌اند. وی همچنین عضو آکادمی علوم و هنر و آکادمی ملی مهندسی و آکادمی ملی علوم نیز می‌باشد.

ماروین مینسکی
ماروین مینسکی (به انگلیسی: Marvin Lee Minsky) (تولد: ۹ اوت ۱۹۲۷ (میلادی) ) دانشمندی آمریکایی در حوزهٔ علوم شناخت است.

ریچارد همینگ
ریچارد وسلی همینگ (به انگلیسی: Richard Wesley Hamming )، ریاضیدانی آمریکایی است که به خاطر خدماتش در نظریه اطلاعات (به ویژه در آشکارسازی و تصحیح خطا) و همچنین ارائه مفاهیمی از قبیل کد همینگ، فاصله همینگ و پنجره همینگ مشهور است. او سومین نفری است که مفتخر به دریافت جایزه تورینگ شده است.

زندگی‌نامه
ریچارد همینگ در سال ۱۹۱۵ در شیکاگو به دنیا آمد. او در ۲۲ سالگی مدرک لیسانس خود را از دانشگاه شیکاگو گرفت. سپس دو سال بعد از آن از دانشگاه نبراسکا فوق لیسانس گرفت و در نهایت بعد از سه سال دیگر یعنی در سن ۲۷ سالگی مدرک دکترای خود را از دانشگاه ایلینوی در اوربانا شامپاین دریافت کرد. او تمامی مدارک خود را در رشته ریاضیات گرفت.

همینگ در سال ۱۹۴۵ در پروژه منهتن شروع به همکاری کرد. پروژه‌ای دولتی که هدفش تولید بمب اتمی بود. با این که پروژه در دانشگاه کلمبیا در منهتن انجام می‌شد، اما همینگ در لس‌آلاموس روی پروژه کار می‌کرد.

بعد از جنگ جهانی دوم، همینگ در سال‌های ۱۹۴۶ تا ۱۹۷۶ در آزمایشگاه‌های بل مشغول به کار بود که در آن‌جا با کلاود شانون همکار بود. سپس همینگ به مدرسه عالی نیروی دریایی رفت تا بالاخره در سال ۱۹۹۷ بازنشسته شد.

مقاله مشهور همینگ درباره آشکارسازی و تصحیح خطا در سال ۱۹۵۰ انتشار یافت. همچنین همینگ در سال ۱۹۵۶ روی IBM 360، یکی از ابتدایی‌ترین کامپیوترهای آی‌بی‌ام کار می‌کرد که کار او منجر به توسعه زبان برنامه‌نویسی جدیدی شد.

ریچارد همینگ در سال ۱۹۹۸، در مونته‌ری و در سن ۸۲ سالگی، بر اثر حمله قلبی درگذشت.

جوایز و افتخارات
جایزه تورینگ از انجمن ماشین‌های محاسب، ۱۹۶۸، برای فعالیت‌هایش در زمینه‌های آنالیز عددی، سیستم‌های کددهی خودکار و کدهای آشکارسازی و تصحیح خطا.
عضویت در IEEE، ۱۹۶۸.
جایزه امانوئل پیوره از انجمن مهندسان برق و الکترونیک، ۱۹۷۹، برای فعالیت در پردازش اطلاعات.
عضویت در NAE، ۱۹۸۰.
جایزه هارولد پندر از دانشگاه پنسیلوانیا، ۱۹۸۱، برای فعالیت در نظریه کدگذاری.
مدال ریچارد همینگ از انجمن مهندسان برق و الکترونیک، ۱۹۸۸، به همراه جایزه ۱۰۰۰۰ دلاری.
عضویت در ACM، ۱۹۹۴.
جایزه ادوارد رین، ۱۹۹۶، به ارزش ۱۳۰۰۰۰ دلار.

موریس ویلکس
موریس ویلکس (به انگلیسی: Maurice Wilkes)، دانشمند علم کامپیوتر است.

جیمز ویلکینسون
جیمز هاردی ویلکینسون (به انگلیسی: James Hardy Wilkinson)، دانشمند برجسته در زمینه محاسبات عددی است.

آلن پرلیس
آلن جی پرلیس (به انگلیسی: Alan Jay Perlis )، دانشمند آمریکایی در علم کامپیوتر، اولین فردی است که جایزه تورینگ را دریافت کرده‌است. وی در مقطعی ریاست انجمن ماشین‌های محاسب را عهده‌دار بوده و خدمات بسیاری درپیشرفت زبان‌های برنامه‌نویسی ارائه کرده‌است.
 
زندگی‌نامه
پرلیس در سال ۱۹۲۲ در پیتزبورگ در آمریکا به دنیا آمد. او دارای مدارک دانشگاهی متعددی است. پرلیس ابتدا در سال ۱۹۴۳ مدرک لیسانس شیمی را از دانشگاه کارنگی ملون اخذ کرد. در جنگ جهانی دوم در ارتش آمریکا خدمت کرد. از آنجا بود که به ریاضیات علاقه‌مند شد و در سال ۱۹۴۹ مدرک فوق‌لیسانس و در ۱۹۵٠ مدرک دکترا در ریاضیات را از دانشگاه ام‌آی‌تی گرفت. سپس تا ژانویه ۱۹۵٢ به عنوان محقق ریاضی در آزمایشگاه تحقیقاتی بالیستیک استخدام شد و بعد به ام‌آی‌تی بازگشت تا کار روی پروژهٔ گردباد را ادامه دهد. در اواخر همین سال اواستادیاری در دانشگاه پردیو را پذیرفت. در ۱۹۵٦ او به دانشگاه کارنگی برگشت و به سمت‌های مدیر مرکز محاسبات و اولین رئیس دانشکده علوم کامپیوتر دانشگاه و نیز استاد ریاضیات در طول سالیان حضورش در کارنگی نایل آمد. پرلیس در سال ۱۹۷۱ از کارنگی به دانشگاه یل رفت و به جز یک سال که در دانشگاه کالیفرنیا بود، تا آخر عمر یعنی سال ۱۹۹۰ در یل ماند.

پرلیس در تمام زندگی حرفه‌ای خود، علاقهٔ اصلی‌اش زبان‌های برنامه‌نویسی بود. وقتی او در پاردو بود، شروع به طراحی کامپایلر IT یا Internal Translator (مترجم درونی) کرد که بعدها کار خود را در کارنجی تکمیل کرد. در سال ۱۹۵۷ او با سمت رئیس کمیته زبان‌های برنامه‌نویسی انجمن ماشین‌های محاسب برای ایجاد یک زبان برنامه‌نویسی جهانی مشترک شروع به کار کرد و در سال ۱۹۵۸ در کنفرانسی در زوریخ الگول را معرفی کرد. الگول یک زبان نسل دوم است که به پاسکال منجر شد و کمک شایانی به پیشرفت زبان‌های برنامه‌نویسی کرد.

پرلیس از سال ۱۹۵۸ تا ۱۹۶۲ ویراستار نشریه Communications of the ACM (ارتباطات ای‌سی‌ام) بود و از سال ۱۹۶۲ به مدت دو سال ریاست ACM (انجمن ماشین‌های محاسب) را برعهده داشت. او به خاطر تأثیرش در شیوه‌های برنامه‌نویسی پیشرفته و ساختمان کامپایلر مفتخر به دریافت جایزه تورینگ در از سال ۱۹۶۶ گردید.

در سال ۱۹۸۲ پرلیس مقاله‌ای با عنوان Epigrams on Programming (نیش‌ونوش‌های برنامه‌نویسی) انتشار داد که تجربیاتش در زمینه برنامه‌نویسی را در عباراتی تک‌جمله‌ای بیان می‌کرد که این مقاله مورد توجه قرار گرفت.

ادگار کاد
ادگار کاد، ای اف کاد، تد کاد، از دانشمندان حوزه علوم رایانه است. وی خدمات ارزشمندی در این زمینه داشته‌است اما عمده شهرت او به دلیل ابداع مدل رابطه‌ای است.

زندگینامه
ای اف کاد در سال ۱۹۲۳ در انگلستان به دنیا آمد. و پس از پایان تحصیلات متوسطه در آکسفورد در شاخه‌های شیمی و ریاضی تحصیل کرد. در زمان جنگ جهانی دوم به عنوان خلبان در نیروی هوایی خدمت می‌کرد و سپس در سال ۱۹۴۸ به نیویورک رفت و به عنوان برنامه نویس در شرکت آی بی ام مشغول کار شد. وی پس از ادامه تحصیل در دانشگاه میشیگان و اخذ دانشنامه دکترا به مرکز تحقیقاتی سان خوزه (آی بی ام) منتقل شد. وی در سال ۱۹۸۰ از آی بی ام خارج شد. در دهه ۱۹۹۰ به دلیل ضعف جسمی تحقیقات خود را متوقف نمود و سرانجام در سال ۲۰۰۳ درگذشت.

تحقیقات علمی
وی در دهه شصت بر روی سازماندهی داده‌ها کار می‌کرد و سرانجام در سال ۱۹۷۰ مقاله خود تحت عنوان "مدل رابطه‌ای برای داده‌ها جهت پایگاه داده‌های بزرگ و اشتراکی" را منتشر نمود.

ابتدا به دلیل ضعیف بودن کامپیوترهای آن زمان و در نتیجه مشکلات پیاده سازی, اهمیت این مدل به خوبی درک نشد ولیکن به تدریج استقبال از آن افزایش یافت به گونه‌ای که این مدل امروز پایه تمامی سامانه مدیریت پایگاه داده‌ها است. کار نیز در همین راستا فعالیت خود را ادامه داد. وی در مقاله اول جبر رابطه‌ای را معرفی کرده بود و در مقالات بعدی حساب رابطه‌ای و فرم‌های نرمال را ارائه نمود. سی‌جی دیت از همکاران وی بود و در گسترش این مدل نقش به سزایی داشت و اکنون نیز در حال ارائه نظرات جدیر در خصوص این مدل است. وی می‌گوید: «یک تصور غلط در مورد مدل رابطه‌ای این است که آن را کاملا ایستا فرض می‌کنند در حالی که چنین نیست. مدل رابطه‌ای از این نظر شبیه ریاضیات است. ریاضیات هم ایستا نیست و در گذر زمان تغییر می‌کند. در حقیقت مدل رابطه‌ای می‌تواند بعنوان شاخه کوچکی از ریاضیات در نظر گرفته شود. در طی زمان همواره قضایای جدیدی اثبات و نتایج جدیدی کشف می‌شوند و همیشه افراد شایسته در این روند مشارکت دارند. و باز هم مشابه ریاضیات، مدل رابطه‌ای نیز توسط فردی ابداع شد که در زمره مردان کوشای این جهان بود. شاید نام وی را ندانید. او ای‌اف‌ کـاد نام داشت و در آن زمان یکی از محققین آی بی ام بود. در اواخر سال ۱۹۶۸ کاد ریاضیدان کاربردی برای نخستین بار دریافت که قوانین ریاضی می‌توانند برای تدوین قواعد پایگاه داده‌ها -که در آن زمان بسیار ناقص بودند- به‌کار گرفته شوند. تدوین اصلی او از مدل رابطه‌ای در گزارش تحقیقاتی آی بی ام در سال ۱۹۶۹ منتشر شد.»

کاد در سال ۱۹۸۱ موفق به اخذ جایزه تورینگ شد. جایزه‌ای که آن را معادل جایزه نوبل برای علم رایانه می‌دانند.

دانلد کنوت
دانلد اروین کنوت (یا کنوث) (به انگلیسی: Donald Ervin Knuth) (زاده ۱۰ ژانویه، ۱۹۳۸) دانشمند علوم رایانه و استاد افتخاری در دانشگاه استانفورد در ایالت کالیفورنیای آمریکا است.

شهرت کنوت بیش از هر چیز مربوط به نگارش مجموعه کتاب‌های هنر برنامه‌نویسی رایانه است که یکی از گرانبهاترین مراجع در زمینه علوم رایانه به‌شمار می‌رود.

او عملا پایه‌گذار رشته آنالیز الگوریتم‌ها است و سهم فراوانی در گسترش مبانی نظری شاخه‌های گوناگون علوم رایانه داشته است. وی همچنین طراح سیستم حروف‌چینی تک TeX و سامانه طراحی حروف فراقلم (Metafont) و مطرح کننده مفهوم برنامه‌نویسی ادیبانه است.

پژوهش‌ها و فعالیت‌های دانشگاهی
زادگاه وی شهر میلواکی در ویسکانسین است و دوره‌های کارشناسی و کارشناسی ارشد در رشته ریاضیات را تا ۱۹۶۰ در موسسه فناوری کیس گذراند.

در ۱۹۶۳ دکترای خود در ریاضیات را از موسسه فناوری کالیفرنیا دریافت کرد. همان جا بود که به مقام استادی رسید و کار بر روی "هنر برنامه‌نویسی رایانه" را آغاز کرد، کتابی که قرار است در هفت جلد منتشر شود. او در ۱۹۶۸، سالی که به دانشگاه استانفورد پیوست، نخستین جلد این مجموعه را منتشر کرد.

در ۱۹۷۱ کنوت برنده نخستین دوره جایزه گریس موری هاپر شد. او جوایز بسیار دیگری را نیز به خود اختصاص داده است از جمله جایزه تورینگ، نشان ملی علوم، نشان جان فون‌نویمان و جایزه کیوتو. پس از انتشار سومین جلد مجوعه‌اش در سال ۱۹۷۶ و در اثر نارضایتی از محدودیت‌های ابزارهای رایج حروف‌چینی و نشر به پایه ریزی سامانه‌های تک و فراقلم مشغول شد.

برای قدردانی از فعالیت‌ها و کمک‌های کنوت به علوم رایانه، لقب منحصربه فرد "استاد در هنر برنامه‌نویسی رایانه" در سال ۱۹۹۰ به وی اهدا شد. این لقب از آن پس "استاد افتخاری در هنر برنامه‌نویسی رایانه" خوانده می‌شود. (Professor Emeritus of the Art of Computer Programming)

او در ۱۹۹۲ به عضویت فرهنگستان علوم فرانسه در آمد و همان سال نیز برای کار روی "هنر برنامه‌نویسی رایانه" پژوهشهای معمول و تدریس در دانشگاه استانفورد را رها کرد. در سال ۲۰۰۳ وی به اعضای انجمن سلطنتی لندن پیوست.

سال ۲۰۰۴، سال بازچاپ سه جلد نخست مجوعه‌اش بود در حالی که کنوت هم اکنون روی جلد چهارم کار می‌کند و به طور مرتب بخش‌هایی از آن را روی وب‌گاه شخصی‌اش منتشر می‌کند. هم‌زمان، کنوت، چندین بار در سال، سخنرانی‌هایی غیر رسمی در دانشگاه استانفورد ارائه می‌دهد که آنها را "تعمقی در رایانه" می‌نامد.

نکات کوچک‌تر
کنوت برنامه‌نویس مشهوری است که به شوخ طبعی‌های بازیگوشانه‌اش معروف است:
او به هرکسی که در کتاب‌هایش اشتباه یا هر ایراد چاپی پیدا کند دو دلار و پنجاه و شش سنت (۲.۵۶) مژدگانی می‌دهد چون "۲۵۶ سنت برابر یک دلار در مبنای شانزده است." (این جایزه برای ایرادات کتاب "۳:۱۶ درک متون کتاب مقدس" سه دلار و شانزده سنت است.)
شماره نسخه‌های نرم‌افزار تک او به عدد π میل می‌کند، یعنی شماره نسخه‌ها با ترتیب ۳، ۳.۱، ۳.۱۴ و مانند آن افزایش پیدا می‌کند. شماره نسخه‌های فراقلم به عدد e میل می‌کند.
او یک بار به استفاده کنندگان نرم افزارش هشدار داد: "مراقب اشکالات کد این برنامه باشید؛ من نشان داده‌ام که برنامه درست کار می‌کند، اما آن را امتحان نکرده‌ام."
علاوه بر نوشته‌هایش در زمینه علوم رایانه، کنوت هم‌چنین نویسنده۳:۱۶ روشنگری متون انجیل که در آن او کتاب مقدس را طی فرآیند "نمونه برداری تصادفی طبقه‌بندی شده" بررسی می‌کند، یا به طور دقیق‌تر، او هر بند شماره ۱۶ از هر بخش با شماره ۳ هر کتاب را مطالعه می‌کند. او هر بند را با نمونه خطاطی شده آن همراه کرده است، که حاصل تلاش داوطلبانه گروهی از خوشنویسان زیر نظر هرمان زاف است.
کنوت نخستین نوشتار علمی‌اش به نام "سامانه پاتچبی (Potrzebie) برای وزن‌ها و دیگر میزان‌ها" را در یک مجله مدرسه‌ای در ۱۹۵۷ منتشر کرد و در آن واحد طول را ضخامت شماره ۲۶ مجله MAD تعریف کرد و نام واحد نیرو را نیز "whatmeworry" ("نگرانم می‌کنه") نامید. مجله MAD مقاله را خرید و در نسخه ژوئن ۱۹۵۷ خود منتشر کرد.

زندگی شخصی
از سرگرمی‌های کنوت موسیقی و به ویژه نواختن ارگ کلیسا است. او یک ارغنون لوله‌ای در منزل خود نصب کرده است و با این همه داشتن هر استعدادی در نواختن این ساز را انکار می‌کند. او از پست الکترونیکی استفاده نمی‌کند، زیرا به گفته خودش آن را از ۱۹۷۵ تا اول ژانویه ۱۹۹۰ به کار برده که برای یک عمر کافی است. در عوض مکاتبه فلّه‌ای را موثرتر می‌داند یعنی استفاده از پست سنتی هر چند ماه یکبار.

همسر او جیل کنوت است که کتابی با عنوان بیرق‌های بی‌نوشته در مورد طرح بیرق‌های متفاوتی که در مراسم مذهبی مسیحیان در کلیسا استفاده می‌شود را در سال ۱۹۸۶ منتشر کرده است. این زوج دو فرزند دارند.

استفن کوک
استفن آرتور کوک (به انگلیسی: Stephen Arthur Cook) (زاده ۱۴ دسامبر، ۱۹۳۹)، دانشمند آمریکایی علوم رایانه است.

تعریف
روبوکاپ (RoboCup) عنوان مسابقاتی بین المللی در زمینه دانش روباتیک و هوش مصنوعی است که بصورت سالیانه توسط فدراسیون بین المللی RoboCup برگزار می‌شود. از آنجا که نام RoboCup برگرفته از کلمات «Robot soccer» (مسابقه فوتبال) و «world Cup» (جام جهانی) است، لذا بیجا نیست که آنرا جام جهانی روباتها بنامیم.

هدف روبوکاپ
«پیروزی تیم فوتبال روباتهای انسان نما در سال ۲۰۵۰ میلادی در رقابت با برترین تیم فوتبال همان سال» (بدیهی است که این یک هدف نمادین بوده و توسعه دانش روباتیک و هوش مصنوعی هدف اصلی این رقابتهاست.)

تاریخچه روبوکاپ
ایده برگزاری جام جهانی روباتها برای اولین بار در سال ۱۹۹۲ میلادی توسط پروفسور آلن مک ورث از دانشگاه British Columbia کانادا در مقاله‌ای تحت عنوان روباتهای بینا مطرح شد که این مقاله در سال ۱۹۹۳ در کتابی تحت عنوان «Computer Vision: System, Theory, and Applications» منتشر گردید. در همین زمان گروهی از محققان کشور ژاپن به بررسی امکانپذیری برگزاری مسابقه فوتبال روباتها پرداختند که این بررسی‌ها منجر به تأسیس رقابتهای Robot J-League (که بعد به RoboCup تفییر نام داد) توسط پروفسور مینورو آسادا، یاسو کنیوشی و هیرواکی کیتانو شد. رقابتهای روبوکاپ در سال ۱۹۹۶ بصورت رسمی آغاز بکار کرد. لیست زیر بیانگر تاریخ و محل برگزاری مسابقات روبوکاپ از بدو تأسیس آن می‌باشد.

۲۰۰۹ گراز - استرالیا  ؟ ۴۰
۲۰۰۸ سازهوا - چین ۴۰۰ ۳۵
۲۰۰۷ آتلانتا (جورجیاتک) - آمریکا ۳۰۰ ۳۷
۲۰۰۶ برلین آلمان ۴۴۰ ۳۵
۲۰۰۵ اوزاکا - ژاپن ۴۱۹ ۳۵
۲۰۰۴ لیسبون - پرتقال ۳۴۵ ۳۷
۲۰۰۳ پادوا - ایتالیا ۲۳۸ ۳۵
۲۰۰۲ فوکوکا - ژاپن و بوسان - کره ۱۸۸ ۲۹
۲۰۰۱ سیاتل - آمریکا ۱۴۱ ۲۲
۲۰۰۰ ملبورن - استرالیا ۱۱۰ ۱۹
۱۹۹۹ استوکهلم - سوئد ۸۵ ۲۳
۱۹۹۸ فرانسه - پاریس ۶۳ ۱۹
۱۹۹۷ ناگویا - ژاپن (اولین دوره رسمی) ۳۸ ۱۱
۹۶ اوزاکا - ژاپن (غیر رسمی) ۸ ؟

رشته‌های مسابقات روبوکاپ
رقابتهای فوتبال
لیگ شبیه سازی(soccer simulation)
لیگ رباتهای سایز کوچک(small size)
لیگ رباتهای سایز متوسط(middle size)
لیگ ربات‌های چهارپا
لیگ ربات‌های انسان نما

رقابتهای امداد و نجات
لیگ شبیه سازی نجات(rescue simulation)

لیگ ربات‌های امدادگر
مسابقات نوجوانان (زیر ۱۸ سال)
رقابتهای فوتبال
رقابتهای رقص
رقابتهای امداد و نجات
رقابت عمومی
مسابقات روباتهای خانگی

لیگ شبیه سازی فوتبال (Soccer Simulation)
این لیگ، شامل تعدادی مسابقه‌است که همگی بر پایه قوانین مسابقه‌های فوتبال حقیقی برگزار می‌شوند. در این رشته، هیچ ربات واقعی وجود ندارد و فقط چند نرم افزار کامپوتری است، اما تماشاگران می‌توانند حرکات بازیکنان را مانند یک بازی کامپیوتری، روی یک صفحه نمایش بزرگ دنبال نمایند. هر بازیکن شبیه سازی شده، می‌تواند استراتژی و مشخصات مخصوص به خود را داشته باشد و هم چنین اطلاعاتی مثل موقعیت توپ، موقعیت بازیکنان حریف و یا موقعیت بازیکنان هم تیمی را دریافت کند و با توجه به آنها و شرایط مسابقه تصمیم بگیرد. هر مسابقه ۱۰ دقیقه طول می‌کشد، که در دو نیمه ۵ دقیقه‌ای برگزار می‌گردد. هزینه بسیار اندک این مسابقه و جذابیت بالای آن باعث شده تا اغلب دانشجویان و دانش آموزان به این رشته رو بیاورند. لیگ شبیه ساری فوتبال خود به سه رشته فوتبال دو بعدی (2D)، فوتبال سه بعدی (3D)و مربی (Coach) تقسیم می‌شود.

لیگ شبیه سازی امداد (Rescue Simulation)
یک محیط شبیه سازی فاجعه شهری مانند زلزله که روی شبکه‌ای از رایانه‌های متصل به هم کار می‌کند، ساخته شده‌است.

لیگ رباتهای اندازه کوچک (Small Size)
زمین بازی ربات‌های کوچک فوتبالیست محوطه‌ای به ابعاد ۵/۱۵۲ سانتی متر در ۲۴۷ سانتی متر است که کف آن از جنس موکت بدون پرز و به رنگ سبز می‌باشد. خط‌کشی‌های زمین به رنگ سفید و به پهنای آن ۱ سانتی متر و عرض دروازه‌ها ۵۰ سانتی متر است. هر تیم از ۴ روبات بازیکن و یک روبات دروازه‌ بان تشکیل می‌شود. زمان مسابقه ۲۰ دقیقه (دو نیمه ۱۰ دقیقه‌ای) موثر است، بدین معنا که در صورت ایجاد هر گونه وقفه در بازی، زمان نگه داشته می‌شود. در طول زمان مسابقه ربات‌ها بدون دخالت انسان و تنها از طریق کامپیوتر هدایت شده و به بازی فوتبال می‌پردازند. برای تشخیص و هدایت روبات‌ها، معمولاً هر تیم یک دوربین را در ارتفاع ۳ متری از مرکز زمین نصب می‌نماید و سپس اطلاعات دریافتی از این سیستم بینائی مرکزی را به یک کامپیوتر ارسال می‌نماید.

لیگ رباتهای اندازه متوسط (Middle Size)
طول، عرض و ارتفاع این روبات‏ها به ترتیب ۵۰، ۴۵ و ۴۵ سانتی‏متر (طبق مقررات) هستند. زمین ‏بازی محوطه‏ای به شکل زمین فوتبال، داخل سالن و اندازة آن ۹×۵ متر است. همه مقررات بازی فوتبال درمورد روبات‌ها اجرا می‌شود.‏ هر تیم از روبات‏ها دارای حداکثر ۴ روبات (یک دروازه‏بان و سه بازیکن) است که این ‏روبات‏ها در دو نیمه ۱۰ دقیقه‏ای جمعاً به مدت ۲۰ دقیقه بطور کاملاً خودکار و بدون هدایت انسان ‏‏فوتبال بازی می‏کنند.

لیگ رباتهای امدادگر (Rescue Robot)
هر روبات می‌بایست به مدلی از یک شهر ویران که در محل مسابقه ساخته شده وارد شود و به جستجوی مصدومین احتمالی بپردازد و محل دقیق آنها را گزارش کند. روبات باید پس از انجام این اعمال از محوطه خارج شود. نواحی مسابقه بر اساس میزان ناهمواری به سه ناحیه زرد، نارنجی و قرمز تقسیم می‌شود و هر روبات برای جستجو در این نواحی تنها ۲۰ دقیقه فرصت دارد.

لیگ ربات‌های امدادگر دانش آموزی: این ربات‌ها شبه ربات‌های تعقیب خط هستند با این تفاوت که آدمکهایی به رنگ‌های نقره‌ای و سبز در کف زمین مسابقه وجود دارند.این ربات‌ها باید این آدمکها(که به مصدوم معروف شده‌اند)را تشخیص بدهند و...

لیگ روباتهای آدم واره (Humanoid)
در این رشته ربات‌هایی به شکل انسان و انسان گونه با یکدیگر به رقابت می‌پردازند. این رشته از دو بخش ربات‌های کوچک و متوسط تشکیل شده. در حال حاضر رقابت‌های این رشته به دو صورت ضربات پنالتی و مسابقه فوتبال دو به دو انجام می‌پذیرند.

لیگ سگ‌های سونی (Sony Dogs)
در این مسابقه روباتهای فوتبالیست به شکل سگ هستند و هر تیم مجاز به استفاده از ۴ سگ می‌باشد. هیچ گونه تغییری در سخت افزار روباتها مجاز نیست. زمان هر مسابقه ۲ نیمه ۱۰ دقیقه ایست.

تعریف
روبوکاپ يا جام جهانی ربات‌ها، يک پروژه بين‌المللی برای ارتقای هوش مصنوعی، رباتیک و ديگر زمينه‌های مرتبط است. فدراسيون جهانی روبوکاپ در تلاش است تا با طرح مسئله‌ای استاندارد که دامنه گستره آن تمامی فن آوری‌های موجود را به مشارکت و آزمون فرامی‌خواند به پرورش تحقيقات هوش مصنوعی و ربات‌های هوشمند بپردازد. روبوکاپ بازی فوتبال را با هدف ايجاد ابتکاراتی برای مسايل اساسی اجتماعی و صنعتی به عنوان محور اصلی تحقيقات خود انتخاب کرد. هدف نهايی ربوکاپ تشکيل يک تيم کاملا هوشمند از ربات‌های انسان نما است که در سال 2050 برابر تيم قهرمان جام جهانی فوتبال به پيروزی دست يابد. برای اين که يک تيم از ربات‌ها در واقع بتوانند فوتبال بازی کنند فن آوری‌های گوناگونی بايد دخيل شوند، از جمله اصول طراحی عامل‌های خودکار، همکاری چند عامله ، استفاده از استراتژی، تحليل و استدلال زمان واقعی، و ترکيب حس‌گر‌ها. روبوکاپ محلی است برای آزمون يک تيم از ربات‌های هوشمند پرسرعت در محيطی پويا. ربوکاپ همچنين چارچوبی را برای پژوهش در جنبه‌های نرم‌افزاری خود فراهم کرده است. يکي از کاربردهای اصلی فن آوری‌های ربوکاپ جستجو و نجات در زمان وقوع بلايای طبيعی از جمله زلزله در مقياس وسيع است. ربوکاپ پروژه امداد ربوکاپ را به جهت ارتقای تحقيقات در زمينه مسايل اساسی اجتماعی شروع کرد و از اهداف اصلی آن استفاده مفيد از فن‌آوری برای کاهش خسارات جانی ناشی از وقوع بلايای طبيعی است.

تیم های ایرانی از سال 1998 از جمله فعال ترین تیم های ربوکاپ بوده اند. تعداد تیم های ایرانی سال به سال رو به افزایش بوده است. بنابرین زمان آن فرارسیده بود که مسابقات ربوکاپ در ایران به صورت آزاد برگزار گردد. همچنین با توجه با افزایش چمشگیر تیم های متقاضی شرکت در مسابقات جهانی ربوکاپ مسابقات آزاد در آینده تبدیل به مسابقات مقدماتی مسابقات جهانی ربوکاپ خواهند شد. مسابقات ربوکاپ آزاد ایران محلی برای آماده سازی و تقویت تیم ها جهت شرکت در مسابقات جهانی می‌باشد. به علاوه اینکه تیم های نوپا این فرصت را پیدا می نمایند تا از تجربیات تیم های دیگر استفاده نمایند و بیشتر با این مسابقات آشنا شوند.

اولین دوره مسابقات ربوکاپ آزاد ایران
دانشگاه آزاد قزوین به عنوان پیشرو در برگزاری مسابقات ربوکاپ در ایران طرحی را آماده و برای فدراسیون جهانی ربوکاپ ارسال نمود. این طرح توسط فدراسیون ربوکاپ مورد پذیرش قرار گرفت و بدین صورت اولین دوره مسابقات ربوکاپ آزاد ایران به میزبانی دانشگاه آزاد اسلامی قزوین در محل دایمی نمایشگاه‌های بین المللی تهران از تاریخ 18 لغایت 20 فروردین 1385 برگزار گردید. در این دوره از مسابقات حدود 100 تیم در غالب 7 رشته با یکدیگر به رقابت پرداختند.

دومین دوره مسابقات ربوکاپ آزاد ایران
دانشگاه آزاد قزوین با توجه به برگزاری موفق دوره اول مسابقات روبوکاپ آزاد ایران تصمیم به برگزاری دوره دوم این مسابقات در سطحی گسترده تر گرفت. طرح دانشگاه آزاد اسلامی قزوین مورد تایید کمیته ملی ربوکاپ ایران قرار گرفت و پس از تایید نهایی فدراسیون ربوکاپ مقدمات کار آغاز گردید. بنابر این دوره دوم این مسابقات به میزبانی دانشگاه آزاد اسلامی و در نمایشگاه بین المللی تهران از تاریخ 16 لغایت 18 فروردین 1386 برگزار گردید. در این دوره از مسابقات حدود 260 تیم در غالب 15 رشته با یکدیگر به رقابت پرداختند.

سومین دوره مسابقات ربوکاپ آزاد ایران
دانشگاه آزاد اسلامی قزوین برای سومین سال پیاپی توسط کمیته ملی روبوکاپ ایران و فدراسیون جهانی ربوکاپ به عنوان میزبان سومین مسابقات ربوکاپ آزاد ایران انتخاب گردید. امسال برای اولین بار محل برگزاری مسابقات در دانشگاه آزاد اسلامی قزوین می‌باشد. این دوره از مسابقات از تاریخ 15 لغایت 17 فروردین 1387 و در 16 رشته برگزار گردید.

تعریف
بَرهَم‌کُنِش، اندرکنش یا تعامل، عملی است که بین دو یا چند موجودیت، شیء، پدیده، یا فرآیند – که اثر متقابل بر هم دارند – رخ می‌دهد. هنگامی که دو یا چند چیز، به کنش‌ و واکنش (فعل و انفعال) با هم می‌پردازند، گویند که آنها با یکدیگر برهمکنش (یا تعامل) دارند.

در اجسام
برهم‌کنش در اجسام می‌تواند حالت آنها را تغییر داده یا بر نحوهٔ انجام تحول اجسام تأثیر بگذارد.

در پدیده‌ها
در پدیده‌ها برهم‌کنش موجب به وجود آمدن پارامترهای اضافی می‌شود که باید در محاسبات منظور شوند.

مثال‌هایی از برهم‌کنش
برهم‌کنش مواد محلول در یک حلال (تأثیر متقابل بر میزان حلالیت یکدیگر)؛
برهم‌کنش کولنی ذرات باردار؛
قانون سوم نیوتن در مورد نیروها؛
تعامل انسان و ماشین (تعامل کاربر با واسط کاربر).

تعریف
واسط مغز و رایانه از مجموعه‌ای از سنسورها و اجزای پردازش سیگنال تشکیل می‌شود که فعالیت مغزی فرد را مستقیماً به یک سری سیگنال‌های ارتباطی یا کنترلی تبدیل می‌کند. در این سامانه ابتدا باید امواج مغزی را با استفاده از دستگاه‌های ثبت امواج مغزی ثبت کرد که معمولاً به دلیل دقت زمانی بالا و ارزان بودن و همچنین استفاده آسان، از EEG برای ثبت امواج مغزی استفاده می‌شود. الکترودهای EEG در سطح پوست سر قرار می‌گیرند و میدان الکتریکی حاصل از فعالیت نورون‌ها را اندازه گیری می‌کنند. در مرحله بعد این امواج بررسی شده و ویژگی‌های موردنظر استخراج می‌شود و از روی این ویژگی‌ها می‌توان حدس زد که کاربر چه فعالیتی را در نظر دارد. در این مقاله این سیستم و پیشرفت‌هایی که تا کنون روی این سامانه صورت گرفته‌است، بررسی شده‌است. از آن جایی که هنوز سرعت و دقت این سیستم‌ها به حد قابل قبولی نرسیده‌است، هنوز به صورت تجاری وارد بازار نشده‌است اما از آن جایی که این سیستم‌ها روش نوینی برای برقراری ارتباط، خصوصاً برای افرادی که از نظر جسمی معلول هستند را فراهم می‌کنند، گروه‌های پژوهشی زیادی روی این سامانه‌ها کار می‌کنند و امید است که در آینده‌ای نزدیک بتوان به سامانه‌هایی با سرعت و دقت بالا دست پیدا کرد. کلمات کلیدی: واسط مغز و رایانه، EEG ، استاندارد 10-20 ، آرتیفکت، امواج ریتمیک، پتانسیل برانگیخته، نورون، بردار ویژگی

مقدمه
بیماری‌های مختلفی می‌توانند باعث صدمه دیدن سیستم عصبی عضلانی که مغز از طریق آن قادر به ایجاد ارتباط و اعمال کنترل به محیط خارج است شوند. بیماری‌هایی از قبیل ALS1، Brain Stem Stroke، آسیب‌های مغزی-نخاعی، Cerebral Palsy، Muscular Dystrophies و Multiple Sclerosis مثال‌هایی از انواع بیماری‌هایی هستند که مسیر عصبی کنترل عضلات در آن‌ها آسیب می‌بیند. در شرایط حاد بیماری، فرد مبتلا ممکن است تمام حرکات ارادی خود را از دست بدهد. حتا ممکن است حرکات چشم و تنفس که اعمالی غیر ارادی هستند نیز امکان پذیر نباشد. به این گونه بیماران، اصطلاحاً Locked – in گفته می‌شود. در غیاب روش‌هایی برای جبران فیزیولوژیکی آسیب‌های وارده در اثر این بیماری‌ها، سه انتخاب برای بازآفرینی عملکرد طبیعی بیماران وجود دارد :
1. افزایش قابلیت‌های مسیرهای عصبی-عضلانی باقیمانده.
2. بازسازی عملکرد از دست رفته توسط عبوراز مناطق آسیب دیده در مسیر عصبی.
3.فراهم آوردن مسیر ارتباطی جدید و غیرماهیچه‌ای برای مغز است که از طریق آن بتواند مستقیماً پیام‌ها و دستورالعمل‌های کنترلی را به محیط خارج ارسال نماید.

یک رابط مغز و رایانه
خصوصیتی که این رابط‌های مغز و رایانه را از سایر وسایل ارتباطی مجزا می‌کند، عدم نیاز به حرکتی آشکار در بدن به منظور انتقال اطلاعات می‌باشد. بدین ترتیب در حالتی ایده‌آل شخص باید بتواند بی حرکت در جای خود نشسته و با تمرکز بر برخی افکار و تولید امواج مغزی مناسب منظور خود را بیان کند. با توجه به عدم امکان تحرک در برخی بیماران، اهمیت این موضوع بیشتر نمایان می‌شود.
مطالعات متعددی نشان دهنده تأثیر فعالیت‌ها و تصورات ذهنی گوناگون بر امواج مغزی بوده‌اند. به عنوان مثال، توان باند آلفا در هنگام عملیات لفظی در نیمکره چپ نسبت به نیمکره راست کمتر می‌شود. این در حالی است که در مورد عمل تصور دوران سه بعدی این موضوع برعکس است. به این پدیده اصطلاحاً عدم تقارن باند آلفا می‌گویند. به عنوان مثالی دیگر، تصمیم به حرکت می‌تواند یک ریتم خاص به نام ریتم میو را در سیگنال مغزی کاهش داده یا بلوکه نماید. نتیجه پژوهشی که توسط دویل بر عملیات حرکتی و غیر حرکتی انجام گرفت نشان می‌دهد که عملیاتی که منجر به تحریک قسمت‌های حرکتی مغز شوند، باعث ایجاد عدم تقارن بیشتری بین دو نیمکره می‌گردند. در یک تعبیر کلی این پژوهش‌ها نشان دهنده وجود تفاوت‌های قابل اندازه‌گیری در سیگنال مغزی که مرتبط با تصورات یا عملیات ذهنی متفاوت هستند، می‌باشد. به عنوان مثال، چنان چه ما بتوانیم با دقت بالا تفاوت بین یک عمل ذهنی که تحریک کننده نیمکره راست و عمل دیگری که تحریک کننده نیمکره چپ است را از یکدیگر و هر دو را از حالت استراحت تشخیص دهیم می‌توانیم یک الفبای سه حرفی داشته باشیم. بنابراین شخص می‌تواند با ترجمه تفاوت‌های سیگنال EEG خود در قالب حروف، 27 کلمه گوناگون بسازد.

با در نظر گرفتن فرض‌های زیر، شخص می‌تواند دستورات متعددی صادر نماید:
حرف A نشانگر یک فعالیت ذهنی تحریک کننده نیمکره راست
حرف B نشانگر یک فعالیت ذهنی تحریک کننده نیمکره چپ
حرف C نشان دهنده حالت استراحت ( فعالیت پایه).

با ترکیب نمودن این فعالیت‌ها،فرد می‌توان دستورات ساده‌ای تولید کند:
1.BC: برو
2.ABC : بایست
3.BAC : به سمت راست 90 درجه برگرد و هزاران دستورالعمل دیگر.

چنین سیستمی می‌تواند به فرد معلول کمک نماید که با محیط اطراف خویش ارتباط برقرار نماید. به عنوان مثال، فرد به راحتی می‌تواند صندلی چرخدار خود را کنترل نماید. بنابراین تفکیک درست و نسبتاً سریع عملیات ذهنی می‌تواند پایه‌ای برای توسعه و طراحی سیستم‌های BCI باشد. در این گزارش ابتدا با تاکید بر روش اندازه گیری EEG به شرح روش‌های مختلف اندازه گیری فعالیت‌های مغزی می‌پردازیم، همچنین در مورد ساختار مغز و امواج مغزی نیز توضیح داده شده‌است. در بخش دوم سیستم BCI ، اجزای مختلف آن و عملکرد هر جز و در نهایت نمونه‌هایی از سیستم‌های پیاده سازی شده، آورده شده‌است.

EEG
معرفی
EEG مخفف Electroencephalography است که با استفاده از یک سری الکترودها که در سطح مغز قرار می‌گیرند، فعالیت‌های الکتریکی مغز را اندازه گیری می‌کند. الکترودها به منظور جمع آوری ولتاژ در مکان‌های خاصی از مغز قرار می‌گیرند. قبل از اینکه الکترودها در سطح پوست قرار گیرند یک ژل هادی به منظور کاهش مقاومت روی پوست سر مالیده می‌شود، خروجی این الکترودها به ورودی یک تقویت کننده وصل می‌شود سپس از فیلترهای بالا گذر و پایین گذر عبور داده می‌شود. تغییرات در جریان اکسیژن خون با میزان فعالیت های عصبی ارتباط دارد. زمانی که سلول‌های عصبی فعال هستند اکسیژنی که توسط هموگلوبین خون حمل می‌شود را مصرف می‌کنند. پاسخ محلی به این کاهش اکسیژن افزایش جریان خون در ناحیه‌هایی است که فعالیت های عصبی زیاد است. از طرف دیگر در اثر فعالیت های عصبی و انتقال پیام‌های عصبی جریان الکتریکی تولید می‌شود که این جریان الکتریکی طبق قانون مارکوف یک میدان مغناطیسی را تولید می‌کند.

با توجه به این مطالب ما روش‌های مختلفی برای اندازه گیری فعالیت های مغزی داریم:
1. (Positron Emission Tomography (PET این روش جریان خون مغز را اندازه گیری می‌کند.
2. (Functional Magnetic Resonance Imaging (FMRI این روش سطح اکسیژن خون را اندازه گیری می‌کند.
3. (Magneto encephalography (MEG این روش سیگنال های مغناطیسی را اندازه گیری می‌کند.
4. (Electro Encephalography (EEG این روش سیگنال های الکتریکی تولید شده توسط مغز را اندازه گیری می‌کند.

با وجود این که دقت مکانی EEG پایین است ولی دقت زمانی آن بالاست و کمتر از چند میلی ثانیه می‌باشد. همچنین این روش به نسبت ارزان است و استفاده از آن نیز آسان می‌باشد. به دلیل این خصوصیات اکثر BCIها از این روش برای ثبت فعالیت های مغز استفاده می‌کنند.

آنالیز - نویز
شکل یک نمونه EEG وطیفهای فرکانسی آن در نمونه (rapidshare.com/files/323512976/0011.JPG.html)
و طیف آن(rapidshare.com/files/323513875/0012.JPG.html)
آمده است. رنج دامنه سیگنال های EEG برای کانالهای مختلف نسبت به هم متفاوت است. به همین
منظور عمل نرمالیزاسیون طبق (rapidshare.com/files/323522398/003.jpg.html) برروی هر یک از کانالها می بایست صورت پذیرد.

شکل های نرمالیزه شده سیگنال EEG:
(سیگنال EEG نمونه rapidshare.com/files/323522690/004.jpg.html سیگنال EEG نرمالیزه شده rapidshare.com/files/323522905/005.jpg.html)

حذفOcular Artifact)OA) از سیگنال EEG روشهای مختلفی برای حذف اثر پلک زدن چشم و حرکت ماهیچه ارائه شده است.
1- ( Independent Component Analyzing ( ICA
2- آنالیز اجزای مستقل تکنیک بازسازی سیگنالهای مستقل از روی سیگنالهای اندازه گیری شده است. با این فرض که سیگنالهای اندازه گیری شده بصورت ترکیب خطی از سیگنالهای مستقل می باشند.
3- حذف OA با استفاده از تبدیل ویولت

بررسی تکه ای سیگنال برای شناسایی OA و استفاده از ضریب وابستگی برای حذف OA
ایده زیر برای حذف OA ارائه شده است. برای این منظور ابتدا یک میانگین گیری از سیگنالها که تأثیر پلک زدن و حرکت ماهیچه را بخوبی نمایان می کند انجام می دهیم سپس سیگنال میانگین را مطابق شکل به پنجره های 40 نمونه ای تقسیم کرده و موقعیت ماکزیمم و مینیمم دامنه را در هر پنجره مشخص می کنیم.

(rapidshare.com/files/323523738/008.jpg.html)

تقسیم بندی سیگنال EEG به پنجره های 40 نمونه ای
سپس موقعیت مقدار ماکزیمم بین پیک ماکزیمم و پیک مینیمم را می یابیم. حال مجددا یک پنجره 20 نمونه ای به مرکزیت پیک تعیین شده طبق روال توضیح داده شده در بالا انتخاب می کنیم. اگر قدر مطلق تفاضل نقطه ماکزیمم و نقطه مینیمم در پنجره جدید بیشتر از حد آستانه تعیین شده باشد، این پنجره بعنوان سیگنال OA قلمداد می شود. به مرکزیت پیک تعیین شده یک پنجره 32 نمونه ای بطوریکه 15نمونه قبل و 16 نمونه بعد از آن را شامل شود به عنوان ناحیه OA تعریف می کنیم. این ناحیه را در سیگنال EEG مورد آزمایش نیز مشخص می کنیم.

این الگوریتم بطور اتو ماتیک با بررسی سیگنال قابلیت شناسایی ناحیه OA و حذف آن را طبق رابطه بالا دارد. شکل سیگنال و میانگین حاصل را نشان می دهد.(rapidshare.com/files/323524117/009.jpg.html)

نمایش سیگنال قبل و بعد از حذف ناحیه OA (rapidshare.com/files/323524647/0010.jpg.html)

روش بررسی شده در حوزه زمان
با توجه به اینکه مولفه P300 سیگنال در حوزه زمان دارای یک پیک دامنه در نزدیکی t=300 ms پس از تحریک می باشد بنابراین در حوزه زمان از این ویژگی برای تمیز کردن سیگنال P300 دار از سیگنال غیر P300 استفاده می کنیم. برای این منظور ابتدا عمل پیش پردازش یعنی عبور از فیلتر میان گذر [0.3 32 Hz] و حذف ناحیه OA در صورت وجود را برروی سیگنال EEG اعمال می کنیم. سپس برای هر کاراکتر دو سیگنال از 12 سیگنال که دارای مولفه P300 است را مشخص می کنیم. بنابراین در 15 بار تکرار سیگنال EEG دارای مولفه P300 و سیگنال EEG غیر مولفه P300 داریم. با میانگین گیری سیگنال های دارای مولفه P300 ، الگوی مناسبی از این سیگنال بدست می آید.حال بمنظور کاهش بعد سیگنال عمل down sampling با رنج 6 برروی سیگنال انجام می دهیم که در نهایت سیگنال 240 نمونه ای مطابق با شکل11 به سیگنال با 40 نمونه تبدیل می شود. در مرحله طبقه بندی سیگنال، از این 40 نمونه بعنوان الگوی یک سیگنال EEG دارای مولفه P300 استفاده می کنیم. این روش در طبقه بندی با محاسبه کرلیشن بسیار مناسب است.

(rapidshare.com/files/323524849/0011.jpg.html
الگوی سیگنال P300 دار و سیگنال down sample شده با رنج 6)

مغز انسان
مغز مرکز دستگاه عصبی بدن است. مغز، نخاع و اعصاب محیطی از یاخته‌های عصبی میکروسکوپی به نام نورون ساخته شده‌اند، حدود ده هزار میلیون نورون فقط در قشر، حدود صدهزار میلیون نورون در سراسر مغز و چندین میلیون نورون هم در نخاع و اعصاب محیطی وجود دارند. هر نورون مطابق شکل2 از سه قسمت عمده تشکیل شده‌است. نخستین قسمت تنه‌است که به تنه سایر انواع یاخته بی شباهت نیست. نورون حاوی هسته و سایر ساختارهایی است که معمولا در یاخته‌ها یافت می‌شوند. دومین قسمت نورون، از زواید کوتاه و چند شاخه‌ای تشکیل می‌شود که از تنه یاخته بیرون زده‌اند و داندریت‌ها خوانده می‌شوند. سومین قسمت، زایده دراز و باریکی است که آکسون نام دارد. آکسون به مثابهٔ سیم پیچی هر نورون است. آکسون پیام‌های الکتریکی عصب را در طول مسیر خود انتقال می‌دهد و نورون را به نورون دیگر یا به یکی از ماهیچه‌ها متصل می‌نماید.

شبکه نورونی
در دستگاه اعصاب میلیاردها نورون وجود دارند که پیام های عصبی را به صورت امواج الکتریکی ملایم منتقل می‌سازند. اما پیام‌های عصبی تنها از یک نورون به نورون دیگر منتقل نمی‌شوند. داندریت‌ها و انتهای آکسون‌ها به چند شاخه منشعب می‌شوند و این شاخه‌ها با چندین نورون ارتباط پیدا می‌کنند، به طوری که هر نورون با چندین نورون مجاور مرتبط می‌گردد. تعداد ارتباطات نورونی در سراسر دستگاه اعصاب فوق‌العاده زیاد است. مسیرهای متفاوتی که هر پیام عصبی می‌تواند انتخاب کند تقریباً پایان ناپذیرند. اندیشه‌ها، احساسات و یادهای ما به عنوان الگوهای ویژه پیام های عصبی باقی می‌مانند و دائماً از طریق چند مسیر معین به مغز انتقال داده می‌شوند. هر پیام از میان میلیاردها آکسون و داندریت فقط یک مسیر خاص را انتخاب می‌کند.

یون‌ها و سیناپس‌ها
انتقال یافتن هر پیام عصبی در مسیر هر نورون ممکن است شبیه به عبور یکنواخت جریان الکتریسیته از سیم به نظر برسد، اما در حقیقت چنین نیست. آکسون لوله‌ای است باریک و پر از مواد شیمیایی محلول در آب. حرکت سریع امواج پیام عصبی وابسته به حرکت یون‌ها است. یون‌ها ذرات ریزی هستند که بار الکتریکی دارند. دو نوع اصلی یون در انتقال پیام عصبی نقش دارند که عبارتند از یون پتاسیم و یون سدیم، که دو مادهٔ فلزی معمولی هستند. به طور طبیعی در درون آکسون پتاسیم زیادتر و در درون آبگون دور آن سدیم بیشتر وجود دارد. بار الکتریکی درون آکسون اندکی منفی است، اما سطح خارجی آن بار الکتریکی مثبت دارد. در لحظهٔ ورود پیام عصبی، غشای آکسون تغییر پیدا می‌کند تا یون‌ها بتوانند از آن نشت کنند، یعنی هنگامی که یون‌های پتاسیم از آکسون خارج می‌شوند، یون‌های سدیم وارد آن می‌گردند. این رویداد توازن الکتریکی را در آن نقطه ناگهان تغییر می‌دهد، یعنی بار الکتریکی درون غشای سطحی از منفی به مثبت تبدیل می‌شود. در حالی که پیام عصبی پیش می‌رود ، یون‌ها به جای نخست باز می‌گردند و توازن الکتریکی ابقا می‌گردد. این حالت تبدیل یونی مثل یک موج در سراسر آکسون پیش می‌رود و حرکت پیام عصبی را باز می‌نماید. تمام این فرایندها در یک هزارم ثانیه به وقوع می‌پیوندد. نورون‌ها در عمل یکدیگر را لمس نمی‌کنند. میان هر نورون فضای کوچکی وجود دارد که سیناپس خوانده می‌شود. در این نقطه پیام عصبی به کمک مواد شیمیایی خاصی به نام انتقال دهنده‌های عصبی از یک سوی سیناپس به سوی دیگر آن می‌جهد.

ساختار مغز
مغز انسان را می‌توان از نظر سازمانی به سه بخش کلی تقسیم کرد: ساقهٔ مغز، مخچه و غشای مغز. ساقهٔ مغز عملاً امتداد و جزئی از نخاع و بخشی از مغز است که پیش از همه تکامل می‌یابد و ساختاری به نام بصل النخاع را دربردارد که سامانه‌های تنظیم کننده لازم برای ادامهٔ حیات را شامل می‌شود، مثل سامانه‌های تنفس، ضربان قلب و تنظیم دمای بدن. در بالای ساقهٔ مغز، تودهٔ ویژه‌ای به نام مخچه وجود دارد. این پردازشگر سیگنال جالب توجه، در حفظ تعادل و انجام حرکات آرام و هماهنگ نقش حیاتی دارد. تالاموس به عنوان یک نقطه انتخاب اولیه برای تمام اطلاعات حسی (بینایی، شنوایی و حس‌های پیکری) که در نهایت به بخش پیچیده‌تر بیرونی مغز یعنی قشر می‌رسند، عمل می‌کند. بخشی از مغز که سطح آن از همه بالاتر و حجیم‌تر است، مخ نامیده می‌شود و از دو نیم‌کره مغزی راست و چپ تشکیل می‌شود. غشر مغزی لایهٔ سطحی هر نیم‌کره را تشکیل می‌دهد. گرچه عملکرد ساختار پیچیده غشای مغز به طور کامل درک نشده‌است ولی می‌توان آن را به لوب‌های زیر از نظر کاری که انجام می‌دهند تقسیم کرد:

1)لوب پس‌سری یا قشر بینایی اولیه در قسمت عقب سر.
2)لوب گیجگاهی که قسمت پایینی میانی هر یک از نیمکره‌ها را اشغال می‌کند و قشر شنوایی اولیه را دربردارد.
3)لوب آهیانه‌ای که از عقب به لوب پس‌سری و از جلو به یک فرورفتگی مهم که از چپ به راست امتداد دارد و شیار مرکزی نامیده می‌شود، محدود می‌شود. لوب آهیانه‌ای از نواحی تقریباً مشخصی تشکیل یافته‌است.
یکی از این ناحیه‌ها مسئول دریافت سیگنال‌های حسی از هر ناحیه‌ای از بدن است (برآمدگی مرکزی پشتی که در پشت شیار مرکزی قرار دارد و به عنوان کرتکس یا غشر حس پیکری نیز شناخته می‌شود) و ناحیه‌ای در قسمت جلوتر که به ادراکات حسی تشخیصی که مرتبه بالاتری دارند (مثل توانایی شناخت اشیای مختلف از روی شکل وقتی در کف دست انسان قرار داده می‌شوند) و خودآگاهی (آگاهی فرد از بدن خود و موقعیتش اندامش در فضا) مربوط می‌شود.
4)لوب پیشانی، قسمتی از نیمکره‌های راست و چپ که در جلوی شیار مرکزی قرار دارند. درست در جلوی شیار مرکزی، قشر حرکتی اولیه قرار دارد که کنترل عصبی خامی روی نورون‌های حرکتی ایجاد می‌کند. همان طور که مشاهده می‌شود هر سانتیمتر مربع از مغز، از نظر عملکردی مشخص و متمایز نشده‌است. بخش‌های باقیمانده را معمولاً نواحی وابسته می‌نامند. بعضی اظهار داشته‌اند که این نواحی در گردآوری اطلاعات از دیگر بخش‌ها برای اصلاح فرایندهای عصبی نقش دارد.

الکترود
یک الکترود یک صفحهٔ کوچک رسانا است که فعالیت های الکتریکی رسانه‌ای که با آن در تماس است را دریافت می‌کند. در مورد EEG ، الکترودها یک واسط بین پوست و وسایل ثبت و ذخیره سازی هستند که عمل تبدیل جریان یونی در سطح پوست به جریان الکتریکی را انجام می‌دهند. مادهٔ هادی که به صورت ژل است و در سطح پوست سر قرار می‌گیرد، مقاومت تماسی بین الکترود و جمجمه را کم می‌کند. بسته به کاربرد تعداد الکترودهای مورد استفاده در EEG متفاوت است.

استاندارد 10-20
برای داشتن امکان مقایسه نتایج ثبت سیگنال مغزی و امکان تعمیم نتایج در سال 1949م. یک شیوه الکترود گذاری به عنوان استاندارد بین المللی شناخته شد. این چیدمان جهانی الکترودها که به عنوان استاندارد 10-20 شناخته شد، امکان پوشاندن تقریباً تمام نواحی سر را توسط الکترودها فراهم می‌کند . انتخاب محل الکترودها بر اساس نقاط ویژه استخوان جمجمه انجام پذیرفته‌ است. الکترود‌ها در نواحی تلاقی سطوح استخوان جمجمه قرار می‌گیرند که سایر الکترودهای میانی بر اساس 10 و 20 درصد کل فاصله چیده خواهند شد. نام هر منطقه بر اساس لبی که در آن قرار گرفته‌است و قرار داشتن در نیم‌کره راست یا چپ مشخص می‌شود به این صورت که در نیم‌کره چپ با اعداد فرد و در نیمکره راست با اعداد زوج نشان داده می‌شود.

امواج مغز
سیگنال های EEG که می‌توان به عنوان ورودی سیستم BCI استفاده کرد را می‌توان به دسته‌های زیر تقسیم کرد:
1)فعالیت‌های مغزی ریتمیک.
2)پتانسیل‌های برانگیخته. مغز متشکل از میلیون‌ها سلولی است که هر کدام عمل متفاوتی را انجام می‌دهند. از این‌رو در هر لحظه، و در هر جای مغز ترکیب مختلفی ازانواع فرکانس‌ها را می‌توان داشت. بسته به سطح هوشیاری، امواج مغزی افراد طبیعی، فعالیت ریتمیک متفاوتی از خود نشان می‌دهد. برای مثال، مراحل مختلف خواب را می‌توان در EEG مشاهده کرد. همچنین به هنگام بیداری نیز امواج ریتمیک متفاوتی به‌وجود می‌آید. این ریتم‌ها با افکار و اعمال مختلف تحت تأثیر قرار می‌گیرند. برای مثال، طرح ریزی یک حرکت می‌تواند یک ریتم خاص را بلوکه و یا تضعیف کند. این واقعیت که افکار محض می‌توانند روی ریتم‌های مغزی اثر بگذارند، می‌تواند به عنوان اساس سیستم‌های رابط مغز و رایانه به‌کار رود. همان طور که در جدول 1 نشان داده شده، این امواج را می‌توان به چندین رنج فرکانسی تقسیم کرد. 1.باندهای فرکانسی امواج ریتمیک فرکانس باند 13 بتا

پتانسیل‌های برانگیخته در حقیقت تغییراتی در سیگنال EEG هستند که در پاسخ به یک "اتفاق" مغزی یا محرک خاص روی می‌دهند. این تغییرات آنقدر کوچکند که برای آشکارسازی آن باید نمونه‌های بسیاری از EEG در تکرارهای زیاد میانگین گیری شوند. این میانگین گیری پرش های تصادفی سیگنال EEG که وابسته به محرک نیستند را از بین می‌برد. بنابراین بررسی سیگنال‌های ناشی از تحریک مغز همان تجزیه و تحلیل حوزه زمان سیگنال EEG می‌باشد. به عنوان نمونه‌ای از این پتانسیل‌ها می‌توان به پتانسیل P300 اشاره کرد. که با تأخیری حدود 300 میلی ثانیه و با پیک مثبت روی جمجمه قابل ثبت خواهد بود.

واسط مغز و رایانه
در طی دو دههٔ گذشته تعداد گروه‌هایی که بر روی BCI کار می‌کنند افزایش یافته‌است. کشف یافته‌های جدید در مورد عملکرد مغز، ارزان شدن و در دسترس بودن تجهیزات رایانه‌ای و نیاز افراد معلول به این سیستم ارتباطی باعث بیشتر شدن انگیزه این گروه‌های تحقیقاتی شده‌است. امروزه، سیستم‌های BCI یک روش ارتباطی بدون دخالت ماهیچه را در اختیار بشر قرار می‌دهند تا بتوانند مستقیماً با محیط پیرامون خود ارتباط برقرار کنند. یک سیستم BCI از مجموعه‌ای از سنسورها و اجزای پردازش سیگنال تشکیل می‌شود که فعالیت مغزی فرد را مستقیماً به یک سری سیگنال‌های ارتباطی یا کنترلی تبدیل می‌کند. این فن‌آوری یک واسط مستقیم را بین مغز و رایانه فراهم می‌کند. در اولین همایش بین المللی که در ژون 1999 برگزار شد یک تعریف فرمال برای BCI به صورت زیر ارائه شد:
(( یک واسط مغز و رایانه یک سامانه ارتباطی است که وابسته به مسیرهای خروجی نرمال سامانه عصبی جانبی و ماهیچه‌ها نیست. ))

این سامانه از اجزای زیر تشکیل می‌شود:
1)مرحله جمع آوری داده‌ها شامل ثبت اطلاعات خام EEG است که از الکترودها در مکان های مشخصی از مغز گرفته می‌شود و ورودی سیستم BCI را تشکیل می‌دهد. انتخاب‌هایی نظیر تعداد، مکان و تراکم الکترودها، کانال‌های ورودی را مشخص می‌کند. مرحله پیش پردازش از فاز جمع آوری شامل تقویت کردن، فیلتر کردن و تبدیل سیگنال آنالوگ به دیجیتال است.
2)مرحله بعدی، یک مرحلهٔ بهینه سازی اطلاعات است که به صورت اختیاری صورت می‌گیرد و شامل بهبود نسبت سیگنال به نویز، با حذف آرتیفکت و کاهش افزونگی اطلاعاتی است که از کانال‌های EEG دریافت می‌شود.
3)استخراج ویژگی مهم‌ترین مرحله در هر سیستم BCI است. این مرحله شامل استخراج ویژگی‌های وابسته به دستور و قابل تمییز از سیگنال‌های EEG حاصل از مرحلهٔ پیش پردازش است که برای این استخراج ویژگی از الگوریتم‌های پردازش سیگنال‌های دیجیتال استفاده می‌شود.
4)مرحله کلاس بندی یا ترجمهٔ ویژگی شامل مشخص کردن الگوهای ویژگی برای آسان کردن دسته بندی دستورات کاربر است. می‌توان از ساده ترین روش که گذاشتن یک حد آستانه یا استفاده از یک مدل خطی است تا روش های پیچیده غیر خطی مبتنی بر شبکه‌های عصبی استفاده کرد.
5)خروجی مرحلهٔ کلاس بندی ورودی کنترلی وسیله‌است. فرایند کنترل وسیله ، خروجی کلاس بندی را به یک عمل از وسیله تبدیل می‌کند. خروجی مرحلهٔ کلاس بندی ممکن است این باشد که وسیله عملی را انجام ندهد.

نمونه‌ای از سامانه پیاده سازی شده
این سامانه به این صورت عمل می‌کند که 4 صفحهٔ شطرنجی که با فرکانس‌های مختلف در حال چشمک زدن هستند به همراه شی‌ای که کاربر می‌خواهد آن را کنترل کند، حرکت می‌کنند. زمانی که کاربر توجه حود را به یک تصویر خاص متمرکز می‌کند یا به آن خیره می‌شود، یک مولفهٔ تناوبی با همان فرکانسی که تصویر در حال چشمک زدن است، در سیگنال EEG ، خصوصا در ناحیهٔ بینایی از مغز مشاهده می‌شود. این تصاویر چشمک زن می‌توانند برای کنترل جهت ماشین استفاده شود. زمانی که کاربر به صفحهٔ بالای ماشین خیره می‌شود، ماشین به سمت بالا حرکت می‌کند و بدین ترتیب می‌تواند جهت حرکت ماشین را کنترل کند.

نتیجه گیری
واسط مغز و انسان یک فن‌آوری جدید است که پژوهشگران زیادی بر روی این تکنولوژی کار می‌کنند و هنوز به دلیل دقت پایین و همچنین سرعت کم به صورت تجاری وارد بازار نشده‌است اما می‌تواند تکنولوژی عالی برای افرادی باشد که دچار معلولیت‌های جسمی هستند و حتا می‌تواند به افرادی که کاملاً معلول هستند و هیچ حرکتی جز حرکات چشم نمی‌توانند انجام دهند اما از نظر ذهنی سالم هستند، کمک کند و امکان برقراری ارتباط با محیط اطراف را برای آن‌ها فراهم نماید چرا که این تکنولوژی وابسته به ماهیچه‌های بدن نیست. پژوهشگران امید دارند بتوانند این تکنولوژی را بهبود داده و زمانی برسد که نه تنها افراد معلول بلکه افراد عادی نیز از این تکنولوژی به منظور برقراری ارتباط استفاده نمایند.

واسط کاربر
واسط کاربر(به انگلیسی: User Interface و به اختصار: UI) یک میانجی بین انسان و ماشین (دستگاه) است که امکان استفاده از ماشین را برای انسان فراهم می‌کند. واسط کاربر، بخش دیدنی و قابل لمس یک ابزار است که کاربر مستقیماً با آن سر و کار دارد. این اصطلاح را میانای کاربر،میانجی کاربر و رابط کاربر هم ترجمه کرده‌اند.

هر واسط کاربر، به دو سازوکار اساسی مجهز است:
درو‌ن‌داد؛ کاربر از طریق واسط کاربر، به ماشین فرمان می‌دهد.
برون‌داد؛ ماشین از دریچه واسط کاربر، به دستورات کاربر، پاسخ و عکس‌العمل نشان می‌دهد.
در این حالت اصطلاحاً می‌گویند که کاربر و واسط کاربر، با یکدیگر تعامل دارند.

واسط کاربر در رایانه‌ها
در فرهنگ رایانه، واسط کاربر عبارت است از تمام مجاری اطلاعاتی (Information Channels) که امکان ارتباط (Communication) بین کاربر و رایانه را فراهم می‌کنند. یک واسط کاربر ابتدائی، معمولاً از منوها، پنجره‌ها، صفحه‌کلید و ماوس تشکیل شده است. به علاوه، صداهایی هم که رایانه آنها را تولید می‌کند، جزئی از واسط کاربر محسوب می‌شوند.

طبقه‌بندی واسط کاربر
انواع واسط کاربر از نظر ماهیت:
واسط کاربر سخت‌افزاری؛ مثل ماوس، صفحه‌کلید، میکروفون، بلندگو و...
واسط کاربر نرم‌افزاری؛ مثل منوها، پنجره‌ها، آیکون‌ها، و...
انواع واسط کاربر از نظر عملکرد:
واسط خط فرمانی-اگر کاربر فرمان‌هایی را در صفحه‌کلید وارد کرده و برنامه نیز با عملکرد خاصی به آنها پاسخ دهد، گفته می‌شود که برنامه مزبور یک واسط خط فرمانی دارد.
واسط گزینشی-اگر فرمان‌ها از طریق فهرست‌های گزینشی (منوها) در اختیار کاربر قرار گیرند، به رابط مزبور، رابط گزینشی گفته می‌شود.
واسط گرافیکی کاربر-برنامه‌ای که اطلاعات را به طور گرافیکی نشان داده و برای برقراری رابطه با کاربر به یک وسیله اشاره‌ای نیاز داشته باشد، گفته می‌شود که یک واسط گرافیکی کاربر دارد.

دسترسی‌پذیری وب
دسترسایی وب (Web Accessibility)، توانایی دستیابی آسان و استفاده‌ برابر از منابع جهانی داده ها و اطلاعات صفحه‌های وب برای همه کاربران، حتا کاربرانی‌ که به نوعی از معلولیت‌های انسانی رنج می‌برند. سایت های وبی که درست طراحی و ویرایش شده و بر مبنای استانداردهای وب برپا شده باشند، برای همه کاربران با هرگونه توانمندی جسمی، به گونه‌ای یکسان در دسترس خواهند بود. برای نمونه صفحه ‌ای از وب که با استانداردهای وب طراحی شده و کُد ابرمتن (html) آن درست نوشته شده باشد، پیوندهای آن (link) دارای نامگذاری نهفته در کُد، و تصویرهای آن (img) دارای 'متن های جایگزین تصویر' باشد، به کاربران نابینا کمک می‌کند تا با نرم‌افزارهای تبدیل متن به گفتار و یا سخت افزارهای تبدیل متن به خط بریل، بتوانند به داده‌های صفحه دسترسی داشته باشند.

نمونه دیگر صفحه‌های وب با متن های بزرگ و خوانا هستند که کاربران با مشکل بینایی اندک را در امر دسترسایی به داده‌های وب یاری می‌دهند، یا پیوندهایی که زیرشان خط کشیده شده (underline) و با متن اصلی فرق دارند، کاربرانی که مشکل کور رنگی دارند را یاری می‌دهند. نمونه‌های بیشتری پیرامون گفتار دسترسایی وب وجود دارد، صفحه‌ای که کُد آن درست و استاندارد نوشته شده باشد، پیوندهایش را می‌توان تنها با صفحه کلید، یا دستگاه‌های ساخته شده برای کاربران ناتوان جسمی رهبری کرد. یا تکه فیلم هایی که زیر کادر نمایش آنها متن یا نشانهای گرافیکی وجود دارد، کاربران ناشنوا و دسته دیگری که مشکل شنوایی دارند را توانمند می‌کنند. همچنین متن هایی که مرتب و خوانا نوشته شده و با تصویرسازی و عکس همراه باشند، دسترسی به محتوای وب را برای کاربرانی که مشکل دیسلکسیا (Dyslexia) و مشکل فراگیری دارند، آسان تر می‌کنند. هنگامی که طراحی سایت بر پایه‌های دسترسایی استوار شده و بر همان مبنا به روز شود، هیچ یک از مشکلهای بالا رخ نداده و در نتیجه اش دسترسی به محتوای اینترنت برای همه کاربران اسان خواهد بود.

فناوری های کمکی، برای مرور وب
کاربرانی که ناتوانی های جسمی و ذهنی دارند، با سود جستن از فن آوری های زیر، وب را مرور می‌کنند:
نرم افزارهای صفحه خوان: هرآنچه بر سطح نمایشگر رایانه نوشته شده را برای فرد می خواند، برای نمونه صفحه وب. کد های وب نااستاندارد این نرم افزار را گمراه می‌کنند.
ترمینال بریل: دستگاهی که هر آنچه بر روی صفحه نمایشگر می‌آید را به خط بریل برجسته می سازد و به صفحه کلیدی به خط بریل برای نابینایان وصل شده.
نرم افزارهای بزرگنمایی: بخشی از صفحه را به گونه‌ای بزرگتر نمایش می‌دهند، تا کاربرانی که بینایی اندک دارند بتوانند آنرا بخوانند.
نرم افزارهای تشخیص صدا: با گفتن فرمانهایی، این نرم افزار آنها را به رایانه فرستاده و به خواسته کاربر کارهایی را انجام می‌دهد، همچنین گفتار را به متنی با دستور زبان درست در رایانه می‌نویسد. برای کاربرانی که مشکل استفاده از موش و صفحه کلید دارند.
پوشش های صفحه کلید: برای روان تر ساختن کار تایپ بر روی صفحه کلید.

راهنمای طراحی محتوای وب دسترسا تر
در سال ۱۹۹۹ میلادی، گروه دسترسایی وب (WAI) وابسته به کنسرسیوم جهانی وب، نسخه نخست راهنمای کلی و خط کشی های زیربنایی دسترسایی وب (WCAG 1.0) را انتشار دارد. این راهنما اکنون در همه جهان به عنوان راهنمای کلی و خط کشی زیر بنایی دسترسایی در وب پذیرفته شده است. از سال ۲۰۰۳ تاکنون این گروه بر روی نسخه دوم (WCAG 2.0) این راهنما کار می‌کند که اکنون گامهای واپسین خود را برای به روز بودن، و همگام بودن با استانداردهای صنعتی می پیماید.

دسترسایی وب و دولت‌ها
قانونها و قراردادهای مربوط به دسترسایی وب، در کشورهای کانادا، فیلیپین، انگلستان، اسپانیا، استرالیا، سوئد و ایرلند پذیرفته شده و در شماری از این کشورها، برای همه دستگاه‌ها و نهادهای کشوری ضروری است. در کانادا برای نمونه، همه دستگاهای فدرال مجبورند قانونهای مربوط به دسترسایی وب و گونه نمایش سایت وب خود را همانند راهنمای کنسرسیوم وب رعایت کنند. افزون بر آن، شماری از این کشورها قانونهای محلی خود را نیز به این راهنما افزوده اند.

صفحه اصلی (وب)
در فرهنگ طراحی وب، صفحهٔ اصلی (به انگلیسی: Homepage یا Home Page) مهمترین صفحهٔ یک وب‌گاه است که دروازهٔ ورود به قسمت‌های دیگر وب‌گاه محسوب می‌شود. در زبان فارسی، این صفحه را با عناوین دیگری چون صفحه اول، صفحه نخست، صفحه آغازین، خانه، و سراصفحه هم نامگذاری کرده‌اند.

در صفحهٔ اصلی، معمولاُ گلچینی از مطالب بخش‌های دیگر سایت قرار داده می‌شود تا کاربر به بازدید از بخش‌های دیگر ترغیب شود. صفحهٔ اصلی، همچنین بیشترین ترافیک را نسبت به سایر صفحات متحمل می‌شود.

ورودی صوتی
ورودی‌های آوایی فرمان‌های گفتاری هستند که یک رایانه می‌تواند با استفاده از تکنولوژی تشخیص صدا به فرمان‌های اجرایی تبدیل نماید و یا با استفاده از یک میکروفون در سندها بگنجاند.

تعریف
پروفسور آگوست کرکهف استاد زبان شناسی در دانشسرای عالی مطالعات بازرگانی پاریسريا، اصالتا هلندی و مسلط به چندین زبان بود که شهرت خود را از پژوهش های زبانشناسی و کتابهای متعددی که در این خصوص و زبان وپولاک نوشته بود، کسب کرده است. شانی که وی در دنیای امنیت اطلاعات بدست آورده صرفا مرهون دو مقاله‌ای است که در سال ۱۸۸۳ در مجله علوم نظامی فرانسه (Le Journal des Sciences Militaires) چاپ کرد. این مقاله‌ها که با عنوان رمزنگاری نظامی منتشر شدند شامل شش اصل اساسی بودند که اصل دوم آن به عنوان یکی از قوانین اساسی در رمزنگاری مدرن مورد تایید دانشمندان و زیربنای فعالیت و پژوهش قرار گرفت.

در زیر اصول ششگانه کرکهف آمده اند :
1) سیستم رمزنگاری اگر نه به لحاظ تئوری که در عمل غیرقابل شکست باشد.
2) سیستم رمزنگار باید هیچ نکته پنهان و محرمانه‌ای نداشته باشد بلکه تنها چیزی که باید سری نگاه داشت شود کلید رمز است.(اصل اساسی کرکهف) طراح سیستم رمزنگار نباید جزئیات سیستم خود را حتی از دشمنان مخفی نگاه دارد.
3) کلید رمز باید به گونه‌ای قابل انتخاب باشد که اولا بتوان به راحتی آن را عوض کرد و ثانیا بتوان آن را به خاطر سپرد و نیازی به یادداشت کردن کلید رمز نباشد.
4) متون رمزنگاری شده باید از طریق خطوط تلگراف قابل مخابره باشند.
5) دستگاه رمزنگاری یا اسناد رمز شده باید توسط یک نفر قابل حمل باشد.
6) سیستم رمزنگاری باید به سهولت قابل راه اندازی و کاربری باشند. چنین سیستمی نباید به آموزش های مفصل و رعایت فهرست بزرگی از قواعد و دستورالعملها نیاز داشته باشد.