مقدمه مفهومی درباره واژه هزارتو (Maze) در علوم کامپیوتر به ساختارهای پیچیده گرافیکی اشاره دارد که از مسیرها و دیوارهای به هم پیوسته تشکیل شده اند و معمولاً یک یا چند راه حل برای رسیدن از نقطه شروع به پایان دارند. این مفهوم در حوزه های مختلفی از جمله هوش مصنوعی، رباتیک، نظریه گراف و طراحی الگوریتم کاربردهای گسترده ای دارد. هزارتوها به دو دسته اصلی تک راهه (unicursal) و چندراهه (multicursal) تقسیم می شوند که اولی تنها یک مسیر حل دارد و دومی چندین مسیر ممکن برای رسیدن به هدف ارائه می دهد. مطالعه هزارتوها به درک بهتر مسائل مسیریابی و حل مسئله در محیط های پیچیده کمک می کند. کاربردها در علوم کامپیوتر در هوش مصنوعی، هزارتوها برای آزمایش الگوریتم های جستجو مانند A* و Dijkstra استفاده می شوند. در رباتیک، مسیریابی ربات ها در محیط های ناشناخته شبیه حل هزارتو است. در نظریه گراف، هزارتوها به عنوان گراف های خاص با ویژگی های منحصر به فرد مطالعه می شوند. در بازی های کامپیوتری، تولید procedural هزارتوها برای ایجاد سطوح مختلف بازی کاربرد دارد. در روانشناسی محاسباتی، هزارتوها برای مدل سازی فرآیندهای یادگیری و تصمیم گیری استفاده می شوند. در رمزنگاری، برخی الگوریتم ها از ساختار هزارتو برای پیچیده تر کردن مسیرهای محاسباتی استفاده می کنند. انواع هزارتو 1) هزارتوهای متعامد (Orthogonal): با خطوط عمودی و افقی 2) هزارتوهای دلتا (Delta): مبتنی بر مثلث ها 3) هزارتوهای سه بعدی 4) هزارتوهای فراکتالی 5) هزارتوهای تصادفی 6) هزارتوهای هایپرگراف الگوریتم های تولید و حل هزارتو 1) الگوریتم بازگشتی Backtracker 2) روش تقسیم و غلبه (Recursive Division) 3) الگوریتم Prim’s برای هزارتوها 4) روش رشد درخت (Growing Tree) 5) الگوریتم Kruskal’s برای هزارتوها 6) روش Eller’s برای تولید هزارتوهای خطی پیاده سازی در Python از کتابخانه هایی مانند Pyamaze می توان استفاده کرد. در Java، کلاس های گراف برای مدل سازی هزارتوها مناسب هستند. در ++C می توان از ساختارهای داده پیشرفته برای پیاده سازی هزارتوهای بزرگ استفاده کرد. در بازی سازی از موتورهایی مانند Unity همراه با الگوریتم های procedural generation استفاده می شود. چالش ها و محدودیت ها پیچیدگی محاسباتی در هزارتوهای بسیار بزرگ، مشکل پیدا کردن بهینه ترین مسیر در هزارتوهای پویا، چالش های حافظه برای ذخیره سازی هزارتوهای سه بعدی، و دشواری های طراحی الگوریتم های کارآمد برای هزارتوهای تصادفی از جمله چالش های مهم در این حوزه هستند.
مقدمه مفهومی دریچه (Gate) در علوم کامپیوتر به دو مفهوم اصلی اشاره دارد: در الکترونیک دیجیتال به مدارهای پایه منطقی که عملیات بولی انجام می دهند، و در سیستم های توزیع شده به نقاط کنترل دسترسی که ترافیک را مدیریت می کنند. هر دو مفهوم نقش اساسی در سیستم های کامپیوتری ایفا می کنند. انواع دریچه های منطقی 1. NOT (نقیض) 2. AND (و) 3. OR (یا) 4. XOR (یا انحصاری) 5. NAND/NOR (ترکیبی) ویژگی های دریچه های شبکه - کنترل دسترسی - مسیریابی ترافیک - تبدیل پروتکل - اعتبارسنجی درخواست ها - نظارت بر عملکرد کاربردهای دریچه های منطقی - طراحی پردازنده ها - پیاده سازی توابع دیجیتال - ساخت حافظه های نیمه هادی - مدارهای مجتمع سفارشی - سیستم های تعبیه شده کاربردهای دریچه های شبکه - API Gatewayها - سیستم های احراز هویت - موازنه بار - فایروال های برنامه ای - سیستم های میکروسرویس چالش ها - تأخیر در دریچه های شبکه - مصرف انرژی در دریچه های منطقی - امنیت و آسیب پذیری ها - مقیاس پذیری در سیستم های بزرگ - تست و اعتبارسنجی صحت عملکرد روندهای جدید 1. دریچه های منطقی کوانتومی 2. Gatewayهای هوشمند مبتنی بر AI 3. بهینه سازی مصرف انرژی در گیت ها 4. معماری های بدون Gateway در میکروسرویس 5. توسعه استانداردهای امنیتی جدید
