O que é ciência da computação teórica?

O que exatamente é a ciência da computação teórica? Está aprendendo a codificar em vários idiomas e criando aplicativos em plataformas? Ou está apenas pensando em algoritmos cada vez mais rápidos para que você possa realizar uma tarefa com mais eficiência pelos computadores? Ou está programando e pensando em novas situações da vida que podem ser simuladas em um computador? O que exatamente estamos tentando fazer aqui?

Por exemplo, a física está tentando encontrar todas as leis da natureza que a governam; a matemática é uma tautologia baseada no modelo da realidade e usada como linguagem muito precisa por outras disciplinas.

O que exatamente é a ciência da computação teórica? Quando os computadores foram projetados por nós para fins de aplicação, portanto, no final, tudo deve se resumir a matemática e física? Então, onde está a "teoria" na própria ciência da computação.

Desculpe por ser muito ingênuo, mas quero saber o que faz um cientista da computação teórico?

Sua pergunta em si não é ingênua, mas o tipo de resposta que você pede é. É raro qualquer linha de trabalho ou investigação intelectual ter uma explicação de inclinação do elevador. Nem todos concordariam com suas caracterizações de matemática e física porque ignoram a profundidade e as nuances desses campos.

Os cientistas teóricos da computação estão preocupados em estudar e aplicar a computação . A perspectiva computacional é profunda e abrangente, de modo que o estudo da computação também é profundo e tem influência em muitas outras áreas de estudo. Todo processo, seja de natureza ou sintético, manipula informações. Eles computam . Como na matemática, existem diferentes linguagens e tipos de estruturas envolvidas na computação, como na física, existem leis fundamentais sobre a computação que estamos tentando descobrir, como na química, elementos fundamentais da computação podem ser classificados. A ciência da computação teórica é ampla e robusta o suficiente para ser passível de qualquer perspectiva que você traga para ela. Algumas das questões estudadas são:

• O que é computação e como ela pode ser caracterizada? (Máquinas de Turing, cálculo lambda, sistemas de ladrilhos, máquinas de registro, computadores de DNA etc.)
• Qual é o modelo computacional subjacente a um processo? (Processos biológicos, químicos, econômicos, sociológicos, etc.)
• O que é computação eficiente? (complexidade via tempo, espaço, comunicação, amortizado, suavizado etc.)
• Quais são as caracterizações da computação eficiente? (Máquinas de Turing, noções algébricas, lógica, sistemas de tipos, etc.)
• Qual é a maneira mais eficiente de calcular uma solução para um problema? (algoritmos)
• Qual a eficiência dos processos algorítmicos existentes (análise de algoritmos, fenômenos estatísticos, equilíbrio de mercado, etc.)

Esta é uma amostra pequena e não representativa das perguntas que se pode fazer. Como em qualquer campo, as respostas a algumas perguntas geram novas e direcionam perguntas sobre outras. Você pode encontrar uma visão bastante antiga do campo navegando nos artigos do Manual de Ciência da Computação Teórica.

1. Manual de Ciência da Computação Teórica, Volume A: Algoritmos e Complexidade, 1990
2. Manual de Ciência da Computação Teórica, Volume B: Modelos Formais e Semântica, 1990

Para uma resposta aproximada, se você é novo no TCS, provavelmente pode considerá-lo uma subárea da matemática: A ciência da computação teórica consiste principalmente em provar teoremas .

Se você deseja um contraste com a "matemática" padrão, o TCS é (eu acho) principalmente algorítmico : o foco no design, na análise e nas capacidades / limitações teóricas dos algoritmos.

A ciência da computação também pode ser experimental, ou seja , uma ciência natural como a física ou a biologia, mas isso tende a ficar mais frequentemente fora do domínio da "teoria".