理論計算機科學

理論計算機科學（，縮寫为）是计算机科学的一个分支，它主要研究有关计算的相对更抽象化、逻辑化和数学化的问题，例如计算理论、算法分析以及程序设计语言的语义。尽管理论计算机科学本身并非一个单独的研究主题，但从事这个领域的研究人员仍在计算机科学自成一派。

 定义和范围 
根据Elesevier出版社《理論電腦科學雜誌》（Theoretical Computer Science）的解释，理论计算机科学有着数学和抽象的本质，但动机来自实践和日常中的计算问题。它旨在理解计算的本质，并根据这种理解提供更有效率的方法。

精确地限制定义理论计算机科学的范围并非易事；根据计算机协会(ACM)算法与计算理论兴趣组（SIGACT）的表述：

计算机协会（ACM）《计算理论学报》（Transactions on Computation Theory）又为以上的列表添加了：编码理论，计算学习理论，以及与数据库、信息获取、经济学模型和计算机网络中与理论计算机科学相关的方面。

  96px 96px 96px 数理逻辑 自动机理论 数论 图论 96px P = NP ? GNITIRW-TERCES  可计算性理论 計算複雜性理論 密码学 类型理论 96px 96px 96px 96px 范畴论 计算几何 组合优化 量子计算

 历史 
尽管形式化算法已经存在了数千年，例如求最大公因数的欧几里得算法至今依然在为人们所使用，但直到1936年艾伦·图灵、阿隆佐·邱奇和斯蒂芬·科尔·克莱尼才给出了算法在计算理论中的形式化定义。早在1703年之前就有了二进制和数理逻辑系统，莱布尼茨建立了真假二元的形式逻辑。1931年，哥德尔证明了哥德尔不完备定理，该定理指出，任何相容的形式体系不能用于证明它本身的相容性。

这些成果引领了理论计算机科学，包括现代数理逻辑和可计算性等的研究。1948年，信息论由香农将信息的传递作为一种统计现象而引入。同样在1940年代，Donald Hebb建立了一套大脑学习模式的数学模型，神经网络和平行分布式处理等学科也建立了起来。

随着20世纪初量子力学的发展，数学运算的概念被引入了粒子波函数，可以同时计算多重状态上的函数。这一概念引领了20世纪后半叶量子计算机概念的产生，在1990年代彼得·秀爾（Peter Shor）提出量子质因数分解算法，可以在多项式时间内分解大数，如果得以实现，现代的公开密钥加密系统将变得不安全。

现代理论计算机科学研究在以上的基础上展开，同时也包含了其它数学和跨学科的问题。

 参考文献 

 外部链接 
  SIGACT  
  Usenet comp.theory 新闻组

 参见 

 计算机科学
 计算机协会（ACM）
 欧洲理论计算机科学协会（European Association for Theoretical Computer Science）

Category:计算机科学分支

Category:形式科學

id:Komputasi
su:Computation