Was ist theoretische Informatik?

13

Was genau ist theoretische Informatik? Lernen Sie, in verschiedenen Sprachen zu programmieren und Apps auf Plattformen zu erstellen? Oder geht es nur um immer schnellere Algorithmen, mit denen Sie eine Aufgabe effizienter von den Computern aus erledigen können? Oder ist es das Programmieren und Denken neuer Lebenssituationen, die am Computer simuliert werden können? Was genau versuchen wir hier zu tun?

Zum Beispiel versucht die Physik, alle Naturgesetze zu finden, die sie beherrschen. Mathematik ist eine Tautologie, die auf der Modellrealität basiert und von anderen Fächern als sehr präzise Sprache verwendet wird.

Was genau ist theoretische Informatik? Wenn Computer von uns Menschen für Anwendungszwecke entworfen wurden, muss am Ende also alles auf Mathematik und Physik fallen? Wo ist dann die "Theorie" in der Informatik selbst?

Tut mir leid, dass ich zu naiv bin, aber ich möchte wissen, was ein theoretischer Informatiker macht?

big-picture Code
quelle
5
en.wikipedia.org/wiki/Theoretical_computer_science ... Das Gebiet der theoretischen Informatik wird breit interpretiert, um Algorithmen, Datenstrukturen, rechnerische Komplexitätstheorie, verteiltes Rechnen, paralleles Rechnen, VLSI, maschinelles Lernen, rechnerische Biologie, rechnerische Geometrie einzuschließen , Informationstheorie, Kryptographie, Quantenberechnung, rechnergestützte Zahlentheorie und Algebra, Programmsemantik und -verifikation, Automatentheorie und das Studium der Zufälligkeit ...
Marzio De Biasi
1
Siehe Hilfe .
Kaveh
6
F. "Was genau versuchen wir hier zu tun?" A: "Folge einer Leidenschaft" :-D :-D
Marzio De Biasi
8
wir studieren rechnen, nicht rechner. Dies ist Mathematik, aber es ist Mathematik, die wir erst vor kurzem zu studieren begonnen haben. Die mathematische Berechnungstheorie ist nicht notwendigerweise an eine bestimmte Realrealisierung gebunden. es reduziert sich nicht auf die Physik, weil es von der "realen Welt" unabhängig ist. es hat jedoch das Potenzial, eine Sprache für die Wissenschaften zu sein
Sasho Nikolov
1
Es ist allgemein anerkannt, dass "Informatik" eine falsche Bezeichnung ist. Um Dijkstra zu paraphrasieren: "Wenn man sich auf dieses Gebiet als Informatik bezieht, ist das so, als würde man sich auf Chirurgie als Messerwissenschaft beziehen." --- "Computation Science" mag der Wahrheit näher sein, aber das deckt das Gebiet noch nicht ganz ab. In den Niederlanden nennen wir es "informatica", dh "Informationswissenschaft". --- Es gibt offensichtlich einige Überschneidungen mit der Mathematik. Besonders diskrete Mathematik.
mhelvens

Antworten:

20

Ihre Frage selbst ist nicht naiv, aber die Art der Antwort, nach der Sie fragen, ist. Es ist selten, dass irgendeine Art von Arbeit oder intellektuelle Anfrage eine Erklärung für den Aufzugsabstand enthält. Nicht alle würden Ihren Charakterisierungen von Mathematik und Physik zustimmen, da sie die Tiefe und Nuancen dieser Felder ignorieren.

Theoretische Informatiker beschäftigen sich mit dem Studium und der Anwendung von Berechnungen . Die rechnerische Perspektive ist tiefgreifend und allumfassend, daher ist das Studium der Berechnung auch tiefgreifend und hat Einfluss auf viele andere Bereiche des Studiums. Jeder einzelne Prozess, ob in der Natur oder synthetisch, manipuliert Informationen. Sie rechnen . Wie in der Mathematik gibt es bei der Berechnung verschiedene Sprachen und Arten von Strukturen, wie in der Physik gibt es grundlegende Gesetze für die Berechnung, die wir zu entdecken versuchen, und wie in der Chemie können grundlegende Elemente der Berechnung klassifiziert werden. Die theoretische Informatik ist breit und robust genug, um sich jeder Perspektive zu öffnen, die Sie dazu bringen. Einige der untersuchten Fragen sind:

  • Was ist Berechnung und wie kann sie charakterisiert werden? (Turingmaschinen, Lambda-Steine, Kachelsysteme, Registriermaschinen, DNA-Computer etc.)
  • Welchem ​​Rechenmodell liegt ein Prozess zugrunde? (Biologische, chemische, wirtschaftliche, soziologische Prozesse usw.)
  • Was ist eine effiziente Berechnung? (Komplexität über Zeit, Raum, Kommunikation, abgeschrieben, geglättet, etc.)
  • Was sind Charakterisierungen effizienter Berechnung? (Turingmaschinen, algebraische Begriffe, Logik, Typensysteme usw.)
  • Was ist der effizienteste Weg, um eine Lösung für ein Problem zu berechnen? (Algorithmen)
  • Wie effizient sind bestehende algorithmische Prozesse (Analyse von Algorithmen, statistischen Phänomenen, Marktgleichgewichten usw.)?

Dies ist eine kleine und nicht repräsentative Auswahl der Fragen, die man stellen kann. Wie in jedem Bereich werden durch Antworten auf einige Fragen neue Fragen generiert und Fragen zu anderen Fragen gestellt. Sie können eine ziemlich veraltete Ansicht des Fachgebiets finden, indem Sie die Artikel im Handbuch für Theoretische Informatik durchsuchen.

  1. Handbuch der Theoretischen Informatik, Band A: Algorithmen und Komplexität, 1990
  2. Handbuch der Theoretischen Informatik, Band B: Formale Modelle und Sematiken, 1990
Vijay D
quelle
12

Um eine grobe Antwort zu geben: Wenn Sie mit TCS noch nicht vertraut sind, können Sie sich das wahrscheinlich als Teilbereich der Mathematik vorstellen: Theoretische Informatik besteht hauptsächlich darin, Theoreme zu beweisen .

Wenn Sie einen Kontrast zur Standard- "Mathematik" wollen, ist TCS (glaube ich) in erster Linie algorithmisch : Konzentrieren Sie sich auf das Design, die Analyse und die theoretischen Fähigkeiten / Einschränkungen von Algorithmen.

Informatik auch experimentelle, sein kann , dh eine natürliche Wissenschaft wie Physik oder Biologie, dies ist jedoch häufiger außerhalb des Bereichs der „Theorie“ fallen.

usul
quelle