計算機科學領域

計算理論 根據Peter J.Denningde1看法，計算機的基本問題是，“什麼是自動化？”。學習計算理論是集中在回答，能計算什麼和進行這樣的計算需要多少資源？要回答第一個問題。計算理論撿驗什麼的計算問題在各種理論的計算模型中是可解的。計算複雜性理論解決第二個問題，它研究和解決計算問題的許多解所需要的時間和空間。

著名的“P=NP”問題，一個千年獎的問題，是計算理論的一個開放問題。計算理論包括三方面：1.自動機理論；2.可計算理論；3.計算複雜性理論。

信息和編碼理論 信息理論是與信息量化有關的理論。它由Claude E Shannon發展，用來尋找信號加工，操作如壓縮數據和可靠存儲及通訊數據等的基本極限；編碼理論研究代碼的性質（信息從一種形式變換為其它的系統）和特別應用的適用性。代碼用來數據壓縮，密碼，發現錯誤和更正；還用到網絡編碼。研究代碼是為了提高設計效率和可靠數據傳輸方法。

算法和數據結構包含三方面內容：1.算法分析；2.算法；3.數據結構。

程序語言理論 程序語言理論是處理程序語言設計，實施，分析,描述和分類以及它們個別特點的計算機科學的一個分支。它依賴和影響數學，軟件工程和語言學。它是與許多專業科學期刊有關的積極研究領域。它包含：1.類型理論；2.編譯器的設計；3.程序語言。

形式方法 形式方法是基於規範，發展和驗證軟件及硬件系統的一類數學。受到如其它工程學科一樣，進行數學分析，令設計更可靠，故使用形式方法到軟，硬件設計。但用昂貴的形式方法，則表示它一般只用在發展高誠信和生命的關鍵的系統方面；這些系統的安全和保密是最重要的。形式方法的最好描述是理論計算機科學基本面的相當廣泛品種。特別在邏輯解釋，形式語言，自動理論和程序語義。

併發，平行和分佈系統 併發性是系統的一種性質，它同時執行幾種計算，這幾種計算存有潛在的相互作用。已有一些併發的數學模型，包括：Petri網，過程結石和平行隨機存儲機器模型。分佈系統通過網絡擴展併發的思想到多個計算機。在同一的分佈系統內，計算機有自己的存儲器，它們間的信息常交換，以達到一般目的。

數據庫和信息恢復 數據庫是容易組積，存儲和恢復大量數據的設備。數字數據庫用數據庫管理系統通過數據庫模型和查詢語言去存儲，創建，維持和研究數據。