در این نوشته، 7 ترند علوم کامپیوتر در سال 2021 را که رشد پرشتابی دارند معرفی می‌کنیم و تأثیر این فناوری‌ها را بر وضعیت موجود در ادارات و کالج‌ها بررسی می‌کنیم.
فرقی نمی‌کند به تازگی در زمینه علوم کامپیوتر فارغ‌التحصیل شده باشید و یا جزو مدیران اجرایی باسابقه بخش IT باشید، در هر صورت باید این روندهای مهم را واکاوی کنید.
1- رایانش کوانتومی غوغا می‌کند
جستجوی عبارت «رایانش کوانتومی» (Quantum Computing): در اواخر سال 2019، گوگل اعلام کرد که به برتری کوانتومی دست یافته است و میزان جستجوی این عبارت به شدت افزایش یافت.
رایانش کوانتومی کاربرد مفاهیم مکانیک کوانتومی مانند درهم‌تنیدگی (Entanglement) و برهم‌نهی (Superposition) در رایانش است. به همان شکلی که کامپیوترهای معمولی از بیت استفاده می‌کنند، رایانش کامپیوتری نیز از بیت‌های کوانتومی (کیوبیت) بهره می‌برد.
کامپیوترهای کوانتومی پتانسیل حل مسائلی را دارند که قویترین ابرکامپیوترهای جهان برای حل آن به میلیون‌ها سال زمان نیاز دارند.
سیستم وان (System One) آی‌بی‌ام نخستین کامپیوتر کوانتومی تجاری مبتنی بر مدار جهان است. شرکت‌هایی مانند آی‌بی‌ام، مایکروسافت، گوگل همه در حال رقابت برای ساخت کامپیوترهای کوانتومی پایا هستند.
در واقع، در سپتامبر 2019، شرکت گوگل ای‌آی (بخش هوش مصنوعی گوگل) و ناسا مقاله مشترکی را منتشر کردند و در آن مدعی شدند که به «برتری کوانتومی» دست یافته‌اند. برتری کوانتومی به این معناست که عملکرد کامپیوتر کوانتومی در انجام وظیفه‌ای خاص بهتر از کامپیوترهای متعارف است.
کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند باعث تحول کامل علوم داده شوند. آنها همچنین پتانسیل افزایش سرعت توسعه هوش مصنوعی، واقعیت مجازی، کلان‌داده، یادگیری عمیق، رمزنگاری، پزشکی و بسیاری دیگر از حوزه‌ها را دارند. نکته منفی این است که ساخت کامپیوترهای کوانتومی در حال حاضر فوق‌العاده دشوار است و تداخل روی‌شان تأثیر می‌گذارد.
با وجود محدودیت‌های فعلی، می‌توان انتظار داشت که پیشرفت‌های بیشتر گوگل و سایر سازمان‌ها باعث می‌شود که امکان استفاده عملی از کامپیوترهای کوانتومی بیشتر فراهم شود. این موضوع باعث می‌شود که رایانش کوانتومی تبدیل به مهمترین ترند علوم کامپیوتر در سال‌های آتی شود.
2- رویکرد عدم اعتماد (اعتماد صفر) تبدیل به رویکرد رایج می‌شود
جستجوی عبارت «عدم اعتماد (اعتماد صفر)»: در سال 2018، آگاهی عموم از این مفهوم امنیتی رو به فزونی گذاشت.
سازمان‌ها در اغلب چارچوب‌های امنیت اطلاعاتی از روش‌های متعارف احراز هویت (مانند رمز عبور) استفاده می‌کنند. این چارچوب‌ها به دنبال محافظت از دسترسی به شبکه هستند. آنها فرض می‌کنند که هر کسی که به شبکه دسترسی دارد باید بتواند به تمام داده‌ها و منابع مدنظر خود دسترسی داشته باشد.
این رویکرد عیب بزرگی دارد: بازیگر خرابکاری که از طریق یکی از نقاط ورود به شبکه وارد شده است می‌تواند آزادانه در شبکه بچرخد و به تمام داده‌ها دسترسی داشته باشد. یا داده‌ها را کلاً حذف کند.
مدل‌های امنیت اطلاعات عدم اعتماد (اعتماد صفر) از این کار جلوگیری می‌کنند. آنها این فرض قدیمی را عوض می‌کنند که می‌توان به تمام کاربران حاضر در شبکه اعتماد کرد.
در واقع، مهم نیست که بازیگر داخل یا خارج از شبکه باشد، هیچکس مورد اعتماد نیست. هر کسی که می‌خواهد به هر منبعی در شبکه دسترسی داشته باشد، لازم است که احراز هویت شود.
رویکرد امنیتی عدم
شرکت‌های بزرگ مانند سیسکو سرمایه‌گذاری هنگفتی روی توسعه راهکارهای عدم اعتماد (اعتماد صفر) می‌کنند.
این معماری امنیتی به سرعت از مفهومی محض در علوم کامپیوتر به بهترین شیوه صنعت تبدیل شد. این موضوع چندان جای تعجب ندارد چون آی‌بی‌ام گزارش می‌کند که به صورت میانگین، خسارت نقض داده (نشت داده) به شرکت‌ها 3.86 میلیون دلار است.
در سال 2021، با اتخاذ رویکرد امنیتی عدم اعتماد (اعتماد صفر) برای کاهش این ریسک، شاهد افزایش چشمگیر تقاضای این فناوری خواهیم بود.
3- رایانش ابری به سراغ مرزهای شبکه‌ها می‌رود
جستجوی عبارت «رایانش مرزی» (Edge Computing): در سال 2025، شاید ارزش این بازار به 8.67 میلیون دلار برسد
بر طبق برآوردهای گارتنر، 80 درصد سازمان‌ها در سال 2025 مراکز داده متعارف خود را متوقف می‌کنند. علت اصلی تعطیلی این مراکز این است که رایانش ابری متعارف به سرورهای موجود در مکانی مرکزی وابسته هستند.
اگر کاربر نهایی در کشوری دیگر باشد، باید منتظر بماند تا داده‌ها هزاران مایل را تا مقصد طی کند. عملکرد اپلیکیشن ممکن است به علت تأخیرهای از این دست مختل شود.
بنابراین، شرکت‌ها به سراغ ارائه‌دهندگان خدمات رایانش مرزی می‌روند.
رایانش مرزی مدرن باعث می‌شود که رایانش، ذخیره‌سازی داده و تجزیه‌وتحلیل داده تا جای ممکن به مکان کاربر نهایی نزدیک باشد. وقتی سرورهای مرزی میزبان اپلیکیشن‌های وب هستند، زمان پاسخ به شکل چمشگیری بهبود می‌یابد.
افزایش سرعت اپلیکیشن‌های اینترنتی برای افزایش نرخ تبدیل (مشتریان بالقوه به واقعی)
وقتی در تجربه‌های کاربر، دسترسی به اپلکیشن‌های اینترنتی سریع و غنی است، مشارکت کاربران و نرخ تبدیل افزایش و در عین حال هزینه‌ها نیز کاهش می‌یابد.
مصرف‌کنندگان انتظار دارند که صفحات وب به سرعت بارگذاری شوند. سرعت کم بارگذاری صفحه ممکن است باعث افزایش نرخ پرش (Bounce Rate)، رها کردن صفحه و کاهش نرخ تبدیل شود. پیچیدگی صفحات وب رو به افزایش است و پراکندگی کاربران در سطح جهان رو به افزایش است که این موضوع باعث کاهش کیفیت تجربه کاربر می‌شود. کلودفیر فاصله محتوا تا کاربران را از طریق کش کردن محتوای ایستای وب در شبکه خودش کاهش می‌دهد. فایل‌های تصویری را می‌توان طوری بهینه کرد که زمان بارگذاری بهبود چشمگیری پیدا کند و محتوای پویا را می‌توان فشرده کرد و از طریق سریعترین و کم‌ازدحام‌ترین مسیر به کاربر نهایی ارسال کرد.
به گفته مجله وایرد، در حال حاضر تقریباً 10 درصد از ترافیک وب از کلودفیر عبور می‌کند. در نتیجه، برخی برآوردها نشان می‌دهد که، در سال 2025، ارزش بازار رایانش مرزی به 8.67 میلیون دلار می‌رسد. شبکه‌های تحویل بسته مانند کلودفیر که رایانش مرزی را ساده می‌کنند و در دسترس عموم قرار می‌دهند بیش از پیش در وب استفاده می‌شوند.
4- کاتلین از جاوا پیشی می‌گیرد
جستجوی «کاتلین»: علاقه به این زبان برنامه‌نویسی در سال 2017 افزایش چشمگیری یافت و دوباره در حال افزایش است. کاتلین زبان برنامه‌نویسی همه‌منظوره‌ای است که نخستین بار در سال 2011 پدید آمد. هدف از طراحی این زبان برنامه‌نویسی مشخصاً این است که نسخه دقیق‌تر و ساده‌تری از جاوا ارائه شود. بنابراین، از این زبان هم به جای JVM (ماشین مجازی جاوا) و هم برای توسعه اندروید استفاده می‌شود.
کاتلین زبان برنامه‌نویسی مدرنی توصیف می‌شود که رضایت توسعه‌دهندگان را بیشتر فراهم می‌کند.در حال حاضر، بیش از 7 میلیون برنامه‌نویس جاوا در جهان وجود دارد. چون، کاتلین برتری‌های عظیمی بر جاوا دارد، می‌توانیم انتظار داشته باشیم که در سال 2021 نیز این برتری‌ها ادامه داشته باشد.
گوگل حتی در سال 2019 اعلام کرد که در حال حاضر توسعه‌دهندگان اپ‌های اندرورید زبان کاتلین را ترجیح می‌دهند.
5- وب استانداردتر می‌شود
جستجوی «مشخصات OpenAPI»: در سال 2016، OpenAPI از چارچوب سواگر (Swagger) جدا و تبدیل به پروژه مجزایی شد.
از وب‌سرویس‌های REST (انتقال بازنمودی حالت) در اینترنت و داده‌های آن استفاده می‌شود. ولی، ساختار منابع داده ای‌پی‌آی‌های (API) مختلف این معماری تفاوت‌های چشمگیری دارد. این ساختار کاملاً بستگی به تصمیم برنامه‌نویس در زمینه طراحی ای‌پی‌آی (API) دارد
استاندارد مشخصات OpenAPI (OAS) شرایط را تغییر داد. این استاندارد اساساً فرمتی توصیفی برای ای‌پی‌آی‌های (APIهای) REST است.
یادگیری منابع داده‌ای که استاندارد OAS را پیاده‌سازی می‌کنند و هم انسان و هم ماشین قادر به خواندن این منابع هستند. چون، فایل OpenAPI کل ای‌پی‌آی (API) از جمله نقاط انتهایی، عملیات‌ها و خروجی‌ها را شرح می‌دهد.
این استانداردسازی امکان خودکارسازی وظایفی که قبلاً وقت‌گیر بودند فراهم می‌کند. مثلاً، ابزارهای مانند سواگر، با توجه به فایل رابط استاندارد OAS، کد، اسناد و موارد آزمایشی را تولید می‌کنند. این موضوع ممکن است باعث شود که در زمان لازم برای کار مهندسی پیشاپیش و در بلندمدت صرفه‌جویی چشمگیری صورت گیرد.
GraphQL فناوری دیگری است که باعث پیشرفت بیشتر این مفهوم می‌شود. GraphQL زبان پرس‌وجو برای ای‌پی‌آی‌هایی (API) است که در فیسبوک توسعه داده شده‌اند.
این زبان داده‌های موجود در منبعی خاص را به صورت کامل توصیف می‌کند. همچنین، به کلاینت‌ها فقط توانایی درخواست بخش‌های خاصی از داده‌های مورد نیاز را می‌دهد و داده بیشتری در اختیارشان نمی‌گذارد.
GraphQL زبان پرس‌وجویی برای ای‌پی‌آی‌ها (API) و زمان اجرای این پرس‌وجوها است که داده‌های موجود را بازمی‌گرداند.
پیش از این، کاربرد این زبان بسیار گسترش یافته و محبوبیت چشمگیری پیدا کرده است. چارچوب‌ها و مشخصاتی از این دست که تمام جنبه‌های اینترنت را استاندارد می‌کنند همچنان کاربرد گسترده‌ای خواهند داشت.
6- گسترش همزادهای دیجیتال
جستجوی «همزاد دیجیتال» (Digital Twins): در طی 5 سال اخیر، علاقه به همزادهای دیجیتال همواره در حال افزایش است.
همزاد دیجیتال نمایش نرم‌افزاری موجودیت یا فرآیند موجود در جهان واقعی است که بر اساس آن می‌توانید داده‌های شبیه‌سازی را تولید و تجزیه‌وتحلیل کنید.
به این ترتیب، می‌توانید کارآیی را افزایش دهید و حتی پیش از ساخت و به‌کارگیری دستگاه‌ها از مشکلات احتمالی جلوگیری کنید.
جنرال الکتریک یکی از شرکت‌های بزرگ این حوزه است و فناوری داخلی همزاد داخلی را برای بهبود فرآیند تولید موتورهای جت خود ساخته است. پلتفرم Predix جنرال الکتریک بازیگری بزرگ در بازار فناوری همزاد دیجیتال است.
در ابتدا، این فناوری در سطح کلان سازمانی و با پلتفرم اینترنت اشیاء (IoT) صنعتی Predix جنرال الکتریک در دسترس قرار گرفت.
ولی، در حال حاضر شاهد این هستیم که در سایر بخش‌ها مانند انبارداری خرده‌فروشی و تولید و برنامه‌ریزی بهداشت و درمان نیز کاربرد دارد.
با این حال، مطالعات اندکی درباره موارد استفاده از این فناوری در دنیای واقعی انجام شده است، بنابراین افرادی که این فناوری‌ها را تولید می‌کنند نخبگان این صنعت محسوب می‌شوند.
7- تقاضا برای کارشناسان حوزه امنیت سایبری اوج می‌گیرد
جستجوی «Hack The Box»: تقاضا برای این پلتفرم امنیت سایبری به شدت در حال رشد است.
به گفته CNET، فقط در سال 2019 به دلیل نقض داده (نشت داده)، حداقل 7.9 میلیارد رکورد (از جمله شماره کارت‌های اعتباری، آدرس خانه و شماره تلفن) فاش شد.
در نتیجه، تعداد زیادی از شرکت‌ها برای محافظت از خودشان به دنبال کارشناسان امنیت سایبری هستند.
Hack The Box پلتفرم آنلاینی است که اطلاعات آموزشی غنی و صدها چالش با مضمون امنیت سایبری دارد. این پلتفرم 29000 کاربر فعال دارد که مهارت‌شان در زمینه نفوذ را آزمایش می‌کنند و بهبود می‌دهند.
بنابراین، این پلتفرم تبدیل به بهترین مکان برای شرکت‌ها شده است تا استعدادهای جدید را برای تیم‌های امنیت سایبری خود جذب کنند. Hack The Box مأمنی برای هکرها از نظر محتوا و طراحی است.
در سال آینده، نرم‌افزارهایی که افراد به کمک آن می‌توانند بفهمند که آیا بر اثر نقض داده (نشت داده) رمزهای عبورشان لو رفته است محبوبیت زیادی کسب خواهند کرد.
Have I Been Pwned در حال حاضر یکی از مشهورترین ابزارها در این زمینه است. این ابزار شما را قادر می‌کند که در نقض‌های گوناگون داده جستجو کنید تا بفهمید که آیا آدرس ایمیل‌تان به دست هکرها افتاده است یا نه.
این فهرست ما بود
این فهرست‌مان از 7 ترند مهم علوم کامپیوتر بود که نباید در سال 2021 چشم از آن برداشت. در حال حاضر، حوزه علوم کامپیوتر بسیار جذاب است.
علوم کامپیوتر همیشه صنعتی با تغییرات پرشتاب است. ولی با رشد فناوری‌های کاملاً جدید (به خصوص، رایانش ابری و یادگیری ابری)، می‌توانیم انتظار داشته باشیم که تغییرات این حوزه در سال 2021 و بعد از آن پرشتاب باشد.
ترجمه شده توسط شبکه مترجمین ایران / منبع