Bilişim, bilişim bilimi ya da bilgisayar bilimi, bilgi ve hesaplamanın kuramsal temellerini ve bunların bilgisayar sistemlerinde uygulanabilmeleri sağlayan pratik teknikleri araştıran bir yapısal bilim dalıdır. Bilişimciler ya da bilgisayar bilimcileri bilgi oluşturan, tanımlayan ve dönüştüren algoritmik süreçler icat edip, kompleks sistemleri tasarlamak ve modellemek için uygun soyutlamalar formüle ederler. Bilişim Dünya'da hızla gelişmeye devam eden önemli bir teknolojidir.
Yapay sinir ağları (YSA), insan beyninin bilgi işleme tekniğinden esinlenerek geliştirilmiş bir bilgi işlem teknolojisidir. YSA ile basit biyolojik sinir sisteminin çalışma şekli taklit edilir. Yani biyolojik nöron hücrelerinin ve bu hücrelerin birbirleri ile arasında kurduğu sinaptik bağın dijital olarak modellenmesidir. Nöronlar çeşitli şekillerde birbirlerine bağlanarak ağlar oluştururlar. Bu ağlar öğrenme, hafızaya alma ve veriler arasındaki ilişkiyi ortaya çıkarma kapasitesine sahiptirler. Diğer bir ifadeyle, YSA'lar, normalde bir insanın düşünme ve gözlemlemeye yönelik doğal yeteneklerini gerektiren problemlere çözüm üretmektedir. Bir insanın, düşünme ve gözlemleme yeteneklerini gerektiren problemlere yönelik çözümler üretebilmesinin temel sebebi ise insan beyninin ve dolayısıyla insanın sahip olduğu yaşayarak veya deneyerek öğrenme yeteneğidir.
İkili arama, sıralı bir dizide, belirli değerin aranmasına yönelik bir algoritmadır. Her adımda, aranan değerin dizinin orta değerine eşit olup olmadığı kontrol edilir. Eşit ise aranan bulunmuştur. Aranan değer orta değerden küçükse, dizinin sıralı olduğu kabulünden, ortanın yukarısına bakmaya gerek kalmaz, arama dizinin başı ve orta değer arasında devam eder. Aranan ortadan büyükse arama orta ile son arasında devam eder. Her adımda dizi ikiye bölünür.
Veri yapısı, bilgisayar ortamında verilerin etkin olarak saklanması ve işlenmesi için kullanılan yapı.
Örnekleme istatistikte belirli bir yığından alınan kümeyi ifade eder. Örneğin; Türkiye'deki tüm üniversite sayıları bir yığın iken Ankara'daki üniversite sayısı bu yığından alınmış bir örnektir.
Veri türü, bilgisayar programlamasının tür sisteminde veriyi açıklamak üzere kurulmuştur. İlkel türleri de içeren programlama dillerindeki verinin ortak türleri, tuple'ler, kayıtlar, cebirsel veri türleri, soyut veri türleri, referans türleri, sınıflar ve işlev türleridir. Bir veri türü, temsil etmeyi, yorumlamayı ve algoritmaları veya bilgisayar belleğini veya diğer yapılarını tanımlar. Tür sistemi, veri türü bilgisini, veriyi kullanan veya veriye erişen bilgisayar programlarının doğruluğunu kontrol etmek amaçlı kullanır.
Dizi, bir sıralı listedir. Bir küme gibi, ögelerden oluşur. Sıralı ögelerin sayısına dizinin uzunluğu denir. Kümenin aksine sıralı ve aynı ögeler dizide farklı konumlarda birkaç kez bulunabilir. Tam olarak bir dizi, tanım kümesi sayılabilen toplam sıralı kümelerden oluşan bir fonksiyon olarak tanımlanabilir. Örneğin doğal sayılar gibi. Diziler bu örnekte olduğu gibi sonlu olabilir. Ya da tüm çift pozitif tam sayılar gibi sonsuz olabilir.
Birleşmeli Sıralama, bilgisayar bilimlerinde 
derecesinde karmaşıklığa sahip bir sıralama algoritmasıdır. Girdi olarak aldığı diziyi en küçük hale gelene kadar ikili gruplara böler ve karşılaştırma yöntemi kullanarak diziyi sıralar.
Sıralama algoritması, bilgisayar bilimlerinde ya da matematikte kullanılan, verilen bir listenin elemanlarını belirli bir sıraya sokan algoritmadır. En çok kullanılan sıralama türleri, sayı büyüklüğüne göre sıralama ve alfabetik sıralamadır. Sıralama işleminin verimli yapılması, arama ve birleştirme algoritmaları gibi çalışması için sıralanmış dizilere gereksinim duyan algoritmaların başarımının yüksek olması için önemlidir. Sıralama algoritmaları bilgisayarlarda tutulan verilerin düzenlenmesini ve insan kullanıcı tarafından daha rahat algılanmasını da sağlar.
Eklemeli Sıralama, bilgisayar bilimlerinde kullanılan ve sıralı diziyi her adımda öğe öğe oluşturan bir sıralama algoritmasıdır. Büyük dizilerle çalışıldığında hızlı sıralama, birleştirmeli sıralama ve yığın sıralaması gibi daha gelişmiş sıralama algoritmalarından daha verimsiz çalışır. Ancak buna karşın bazı artıları da vardır:
- Uygulaması kolaydır.
- Küçük Veri kümeleri üzerinde kullanıldığında verimlidir.
- Çoğunluğu zaten sıralanmış olan diziler üzerinde kullanıldığında verimlidir.
- Karmaşıklığı
olan seçmeli sıralama ve kabarcık sıralaması gibi çoğu yalın sıralama algoritmalarından daha verimlidir. - Kararlı bir sıralama algoritmasıdır
- Sıralanacak diziyi yerinde sıralar, ek bir bellek alanı gerektirmez.
- Sıralanacak dizinin hepsinin algoritmanın girdisi olmasına gerek yoktur. Dizi parça parça da alınabilir ve sıralama işlemi sırasında diziye yeni veriler eklenebilir.
Kabarcık Sıralaması, bilgisayar bilimlerinde kullanılan yalın bir sıralama algoritmasıdır. Sıralanacak dizinin üzerinde sürekli ilerlerken her defasında iki öğenin birbiriyle karşılaştırılıp, karşılaştırılan öğelerin yanlış sırada olmaları durumunda yerlerinin değiştirilmesi mantığına dayanır. Algoritma, herhangi bir değişiklik yapılmayıncaya kadar dizinin başına dönerek kendisini yineler. Adına "Kabarcık" sıralaması denmesinin nedeni büyük olan sayıların aynı suyun altındaki bir kabarcık gibi dizinin üstüne doğru ilerlemesidir.
İplik sıralaması bilgisayar bilimlerinde kullanılan bir sıralama algoritmasıdır. Sıralanacak olan dizinin, sıralanmış alt dizilerinin oluşturularak bu alt dizilerin birleştirilmesi yoluyla sonucun oluşturulması mantığına dayanır. Algoritmanın her bir aşamasında ana dizinin üzerinden geçilir ve bu diziden zaten sıralanmış olan bir dizi eleman çıkarılır. Çıkarılan bu eleman dizileri daha sonra birleştirilir.
İçgözlemle sıralama 1997 yılında David Musser tarafından tasarlanmış bir sıralama algoritmasıdır. Algoritma verilen bir diziyi sıralamaya hızlı sıralama algoritmasıyla başlar ancak özyineleme derinliği önceden belirlenen bir değeri aştığında yığın sıralamasına döner. İki algoritmanın iyi yönlerini birleştiren içgözlemle sıralama algoritmasının karmaşıklığı en kötü durumda O(n log n)'dir. Olağan veri yükleri üzerinde kullanıldığında başarımı hızlı sıralamanın başarımına yakındır. Kullandığı iki algoritma karşılaştırma ile sıraladığından içgözlemle sıralama da karşılaştırma ile sıralayan bir algoritma olarak sınıflandırılır.
İstatistik bilim dalı içinde sıralama düzeni veri dizisinin özel bir şekle dönüştürülmesini kapsar. Bir örneklem veya anakütle içinde bulunan her bir sayısal elemana bir sıralama numarası verilerek öyle bir sıralanır ki bu sıralanma sonucunda herhangi bir iki eleman ele alınırsa iki elemandan hangisinin sıralama düzeninde önde geldiği bilinebilir. Yani sıralama düzeni bir sayı dizisi olup bir örneklem veya anakütledeki her bir elemana bir sıralama numarası verilmesi ile elde edilir. Matematik terimi ile bu işlem nesnelerin tüm ön-sıralanması veya zayıf sıralanması olarak adlandırılır. Bu tüm sıralanma değildir, çünkü iki veya daha çok sayıda değişik elamanın beraber aynı sırada olmalarına imkân sağlanmaktadır. Ayrıca sayısal veriler bir özelliğe göre tüm olarak sıralanmamaktadır; yani veri elemanlarının veri dizisi içindeki yerleri değişmemektedir. Ama sıralama düzeni için her veri elemanına verilen sıra numaraları tüm sıralanma halindedir.Böylece sonradan bu sıra numaraları kullanılarak veri elemanlarını tüm sıralamaya sokmak kolay bir işlem olur. Örneğin, bir jeolojik örneklem elemanları jeoloğun uygun gördüğü kaya parçaları olsun; elaman ağırlığına göre sıra numaraları verilip örneklemdeki gerçek elemanlar hiç gerçekte sıraya sokulmadan, örnek ağırlıkları için sıralama düzen sayıları kullanılarak istatistiksel analizler yapılabilir. Böylece elde bulunan örneklemin kapsadığı, ölçülebilmesi çok karmaşık ve masraflı olabilen bir değişken için incelemeyi kolaylaştırmak mümkün olabilir. Örneklem elemanlarını sıralama düzenine sokan sıra numaraların istatistiksel incelenmesi, parametrik olmayan istatistik alanı kapsamı içine girmekte ve bu tip istatistik analiz de pratikte de önemli bir rol oynamaktadır.
Dinamik dizi, tutabileceği eleman sayısının derleme zamanında bilinmesine gerek olmayan dizidir. Dinamik dizi tanımlandığında, kapasitesini belirten bir bellek tahsis edilir ve kullanımda kapasiteye erişildiğinde yeniden bir dinamik bellek tahsisi yapılır. Dinamik diziye elemanlar eklenebilir, diziden elemanlar silinebilir; dizinin boyutu azaltılabilir ve arttırılabilir. Bazı programlama dillerinde vektör adıyla anılan bu yapıyı birçok modern programlama dili kendi kütüphaneleriyle sunmaktadır.
Arama algoritmaları, bilgisayar biliminde seçili özelliklere göre istenilen bilgileri bulan algoritmalardır. Listeler, metinler ve şekiller üzerinde çalışırlar.
Karma işlevi, değişken uzunluklu veri kümelerini, sabit uzunluklu veri kümelerine haritalayan algoritma veya alt programdır. Örneğin, bir kişinin ismi değişken uzunlukta ise, tekil tam sayı olarak karıştırılabilir. Karma işlevlerinden geri dönen değerlere, karma değerleri, karma kodları, karma toplamları, kontrol toplamları (checksums) veya basit olarak karmalar olarak isimlendirilir.
Medyan bir anakütle ya da örneklem veri serisini küçükten büyüğe doğru sıraladığımızda, seriyi ortadan ikiye ayıran değere denir. İstatistiğin bir alt dalı olan betimsel istatistikde medyan bir merkezsel konum ölçüsü kabul edilir.
Bilgisayar bilimi, matematiksel modelleme ve problem çözme yaklaşımlarında köklü bir değişim geçirmektedir. İlk bilgisayar bilimcileri öncelikle ayrık matematik ile ilgilenmişlerdir. Bu dönemde grafikler, ağaçlar ve sonlu sayıda veri seti içeren diziler gibi yapılara odaklanmışlardır. Hızlı kayan noktalı işlemleri "büyük veriler" ile birlikte icra etmeye çalışmışlardır. Üç boyutlu taramanın ve diğer yoğun girdi kaynaklarının gerçeklenmesi modern bilgisayar bilimi pratisyenleri ve mühendisleri tarafından mümkün kılınmıştır. Buna paralel olarak gerçek değere yakın veriyi işlemek ve anlamak için sağlam yöntemler tasarlama ihtiyacı da doğmuştur. Bu ihtiyacın karşılanması için bilgisayar bilimcileri, özellikle ayrık matematik, çok değişkenli hesap, lineer cebir gibi alanlarda bilgi ve tecrübelerini kullanmalıdırlar.
Eşzamanlılık denetimi, eşzamanlı işlemler için doğru sonuçların elde edilmesini sağlarken, bu sonuçları da olabildiğince çabuk almayı sağlayan uğraşı alanıdır.Bilgisayar bilimleri, bilgi teknolojileri ve özellikle bilgisayar programlama, işletim sistemleri, çoklu işlemciler ve veritabanı alanlarında önemlidir.
