Что такое теоретическая информатика?

Что такое теоретическая информатика? Это обучение кодированию на разных языках и создание приложений на платформах? Или это просто думать о более быстрых и быстрых алгоритмах, чтобы вы могли более эффективно решать задачи с помощью компьютеров? Или это программирование и размышление о новых жизненных ситуациях, которые можно смоделировать на компьютере? Что именно мы пытаемся здесь сделать?

Например, физика пытается найти все законы природы, которые управляют ею; математика - это тавтология, основанная на моделировании реальности и используемая в качестве очень точного языка другими предметами.

Что такое теоретическая информатика? Когда компьютеры были спроектированы нами, людьми, для прикладных целей, следовательно, все это должно в конце концов перейти к математике и физике? Тогда где же «теория» в самой информатике.

Извините за то, что был слишком наивен, но я хочу знать, что делает теоретический компьютерный ученый?

Ваш вопрос сам по себе не наивный, но тип ответа, который вы спрашиваете, таков. Редко для любого направления работы или интеллектуального исследования есть объяснение высоты лифта. Не все согласятся с вашими характеристиками математики и физики, потому что они игнорируют глубину и нюансы этих областей.

Теоретические информатики занимаются изучением и применением вычислений . Вычислительная перспектива является глубокой и всеохватывающей, поэтому изучение вычислений также глубоко и имеет отношение ко многим другим областям изучения. Каждый отдельный процесс, будь то природный или синтетический, манипулирует информацией. Они вычисляют . Как и в математике, существуют различные языки и типы структур, участвующих в вычислениях, как и в физике, есть фундаментальные законы о вычислениях, которые мы пытаемся обнаружить, так как в химии фундаментальные элементы вычислений можно классифицировать. Теоретическая информатика достаточно обширна и надежна, чтобы соответствовать любой точке зрения. Некоторые из изученных вопросов:

• Что такое вычисление и как его можно охарактеризовать? (Машины Тьюринга, лямбда-исчисления, системы листов, регистрационные машины, ДНК-компьютеры и т. Д.)
• Какая вычислительная модель лежит в основе процесса? (Биологические, химические, экономические, социологические процессы и т. Д.)
• Что такое эффективные вычисления? (сложность во времени, пространстве, общении, амортизация, сглаживание и т. д.)
• Каковы характеристики эффективного вычисления? (Машины Тьюринга, алгебраические понятия, логика, системы типов и т. Д.)
• Каков наиболее эффективный способ вычисления решения проблемы? (Алгоритмы)
• Насколько эффективны существующие алгоритмические процессы (анализ алгоритмов, статистические явления, рыночное равновесие и т. Д.)

Это небольшая и нерепрезентативная выборка вопросов, которые можно задать. Как и в любой другой области, ответы на некоторые вопросы порождают новые вопросы и вызывают вопросы по другим вопросам. Вы можете найти довольно устаревший вид поля, просматривая статьи в «Руководстве по теоретической информатике».

1. Справочник по теоретической информатике, том A: Алгоритмы и сложность, 1990
2. Справочник по теоретической информатике, том B: формальные модели и сематика, 1990

Для грубого ответа, если вы новичок в TCS, вы, вероятно, можете думать о нем как об области математики: теоретическая информатика состоит в основном из доказательств теорем .

Если вы хотите контрастировать со стандартной «математикой», TCS (я думаю) в основном алгоритмический : фокусируется на разработке, анализе и теоретических возможностях / ограничениях алгоритмов.

Информатика также может быть экспериментальной, то есть естественной наукой, такой как физика или биология, но она чаще выходит за рамки «теории».