วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎีคืออะไร

วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎีคืออะไร? มันเรียนรู้ที่จะเขียนโค้ดในภาษาต่างๆและสร้างแอพในแพลตฟอร์มหรือไม่? หรือเป็นเพียงการคิดเกี่ยวกับอัลกอริทึมที่เร็วขึ้นและเร็วขึ้นเพื่อให้คุณสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นโดยคอมพิวเตอร์? หรือเป็นการเขียนโปรแกรมและคิดเกี่ยวกับสถานการณ์ชีวิตใหม่ที่สามารถจำลองบนคอมพิวเตอร์ได้หรือไม่? เราพยายามทำอะไรที่นี่อย่างแน่นอน

ยกตัวอย่างเช่นฟิสิกส์พยายามค้นหากฏของธรรมชาติทั้งหมดที่ควบคุมมัน คณิตศาสตร์เป็นวิชาที่เน้นเรื่องความเป็นจริงของแบบจำลองและใช้เป็นภาษาที่แม่นยำมากโดยวิชาอื่น ๆ

วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎีคืออะไร? เมื่อมนุษย์เราออกแบบคอมพิวเตอร์เพื่อการใช้งานดังนั้นทุกอย่างจะต้องถูกนำไปใช้กับคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ในท้ายที่สุด ถ้าอย่างนั้นก็คือ "ทฤษฎี" ในสาขาวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์นั่นเอง

ขออภัยที่ไร้เดียงสาเกินไป แต่ฉันต้องการรู้ว่านักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎีทำอะไร?

คำถามของคุณไม่ไร้เดียงสา แต่ประเภทของคำตอบที่คุณขอคือ มันเป็นเรื่องยากสำหรับสายงานหรือการสอบถามทางปัญญาใด ๆ ที่จะมีคำอธิบายระดับเสียงลิฟต์ ไม่ใช่ทุกคนที่จะเห็นด้วยกับคุณลักษณะทางคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ของคุณเพราะพวกมันไม่สนใจความลึกและความแตกต่างของสาขาเหล่านั้น

นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาและการประยุกต์ใช้ในการคำนวณ มุมมองการคำนวณนั้นลึกและครอบคลุมทุกด้านดังนั้นการศึกษาการคำนวณจึงลึกและมีผลในด้านอื่น ๆ ของการศึกษา ทุกกระบวนการเดียวไม่ว่าจะเกิดขึ้นในธรรมชาติหรือสังเคราะห์จัดการข้อมูล พวกเขาคำนวณ ในวิชาคณิตศาสตร์มีภาษาต่าง ๆ และประเภทของโครงสร้างที่เกี่ยวข้องกับการคำนวณเช่นเดียวกับในฟิสิกส์มีกฎหมายพื้นฐานเกี่ยวกับการคำนวณที่เราพยายามค้นหาเช่นเดียวกับในวิชาเคมีสามารถจำแนกองค์ประกอบพื้นฐานของการคำนวณได้ วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎีนั้นกว้างและแข็งแกร่งพอที่จะตอบสนองต่อทุกมุมมองที่คุณนำมาใช้ได้ บางคำถามที่ศึกษาคือ:

• การคำนวณคืออะไรและมีลักษณะอย่างไร (เครื่องทัวริงแลมบ์ดาแลปซีระบบการปูกระเบื้องเครื่องลงทะเบียนคอมพิวเตอร์ DNA ฯลฯ )
• แบบจำลองการคำนวณพื้นฐานคืออะไร? (ชีวภาพ, เคมี, เศรษฐกิจ, กระบวนการทางสังคมวิทยา, ฯลฯ )
• การคำนวณที่มีประสิทธิภาพคืออะไร (ความซับซ้อนผ่านเวลาพื้นที่การสื่อสารค่าตัดจำหน่ายปรับให้เรียบ ฯลฯ )
• ลักษณะของการคำนวณที่มีประสิทธิภาพคืออะไร (เครื่องจักรทัวริง, แนวคิดเกี่ยวกับพีชคณิต, ตรรกะ, ระบบประเภท ฯลฯ )
• วิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการคำนวณวิธีการแก้ไขปัญหาคืออะไร? (ขั้นตอนวิธีการ)
• ประสิทธิภาพของกระบวนการอัลกอริทึมที่มีอยู่ (การวิเคราะห์อัลกอริธึมปรากฏการณ์ทางสถิติภาวะตลาดและอื่น ๆ )

นี่เป็นตัวอย่างคำถามเล็ก ๆ ที่ไม่ใช่ตัวแทนซึ่งอาจถาม เช่นเดียวกับในสาขาใด ๆ คำตอบของคำถามบางข้อจะสร้างคำถามใหม่และผลักดันการสอบถามเกี่ยวกับคำถามอื่น ๆ คุณสามารถค้นหามุมมองที่ค่อนข้างล้าสมัยของฟิลด์ได้โดยเรียกดูบทความในคู่มือวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎี

1. คู่มือวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎีเล่ม A: อัลกอริธึมและความซับซ้อน, 1990
2. คู่มือวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เชิงทฤษฎีเล่ม B: แบบจำลองทางการและความหมาย, 1990

สำหรับคำตอบที่หยาบถ้าคุณยังใหม่กับ TCS คุณอาจจะคิดว่ามันเป็นย่อยในพื้นที่ของคณิตศาสตร์: วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ทฤษฎีส่วนใหญ่ประกอบด้วยทฤษฎีบทพิสูจน์

หากคุณต้องการความแตกต่างกับ "คณิตศาสตร์" มาตรฐาน TCS คือ (ฉันคิดว่า) เป็นอัลกอริทึมหลัก: มุ่งเน้นไปที่การออกแบบการวิเคราะห์และขีดความสามารถเชิงทฤษฎี / ข้อ จำกัด ของอัลกอริทึม

วิทยาการคอมพิวเตอร์ยังสามารถทดลองเช่นธรรมชาติวิทยาศาสตร์เช่นฟิสิกส์หรือชีววิทยา แต่ตอนนี้มีแนวโน้มที่จะมากขึ้นมักจะตกอยู่นอกขอบเขตของ "ทฤษฎีที่"