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在理论计算机科学和数学中,计算理论是处理在计算模型上可以解决哪些问题、使用算法、解决这些问题的效率或程度(例如,近似解决方案与精确解决方案)的分支).该领域分为三个主要分支:自动机理论和形式语言、可计算性理论和计算复杂性理论,它们通过以下问题联系起来:“计算机的基本能力和局限性是什么?”。
为了对计算进行严格的研究,计算机科学家使用计算机的数学抽象,称为计算模型。有多种模型在使用,但最常被检验的是图灵机。 [2]计算机科学家研究图灵机是因为它易于表述,可以分析并用于证明结果,并且因为它代表了许多人认为最强大的可能的“合理”计算模型(参见 Church-Turing 论文)。 [3]潜在的无限内存容量似乎是一个无法实现的属性,但图灵机解决的任何可判定问题 [4] 总是只需要有限数量的内存。所以原则上,任何可以由图灵机解决(决定)的问题都可以由具有有限内存的计算机解决。
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