¿Por qué es importante la teoría de los autómatas en la informática?

Tradicionalmente, el estudio de la teoría de la computación comprende tres áreas centrales: autómatas, computabilidad y complejidad.

La importancia de estudiar la teoría de la computación es comprender mejor el desarrollo de modelos matemáticos formales de computación que reflejan el mundo real de la computadora . Alcanzar una comprensión profunda de las propiedades matemáticas del hardware y software de los ordenadores .

En informática teórica y matemáticas, la teoría de la computación es la rama que se ocupa de qué problemas se pueden resolver en un modelo de computación , utilizando un algoritmo, con qué eficiencia se pueden resolver o en qué grado (por ejemplo, soluciones aproximadas versus soluciones precisas). ).

La teoría de la computación es una rama de la informática y las matemáticas combinadas que "se ocupa de la eficiencia con la que se pueden resolver problemas en un modelo de computación , utilizando un algoritmo". Estudia las propiedades generales de la computación , lo que a su vez nos ayuda a aumentar la eficiencia con la que las computadoras resuelven problemas.

La teoría de los autómatas es importante porque permite a los científicos comprender cómo las máquinas resuelven problemas. Un autómata es cualquier máquina que utiliza un proceso específico y repetible para convertir información en diferentes formas. Las computadoras modernas son un ejemplo común de autómata .

La informática teórica (TCS) es un subconjunto de la informática general que se centra en aspectos matemáticos de la informática , como la teoría de la computación, el cálculo lambda y la teoría de tipos. … El trabajo en este campo a menudo se distingue por su énfasis en la técnica y el rigor matemático.

En los primeros días de la informática , la respuesta sería: "Sí, la informática es un subcampo de las matemáticas ". La informática surgió del estudio de los fundamentos matemáticos . Los subcampos de la informática, como la teoría del lenguaje formal, la teoría de la computabilidad, la teoría de la complejidad y los algoritmos, pueden considerarse adecuadamente como subcampos de las matemáticas .

La informática teórica estudia las matemáticas de lo que podemos calcular con una computadora ideal, si ignoramos los detalles físicos de su construcción. La informática aplicada estudia lo que podemos calcular diseñando maquinaria práctica y experimentando con su funcionamiento.

El mecanismo que Darwin propuso para la evolución es la selección natural . Debido a que los recursos son limitados en la naturaleza , los organismos con rasgos hereditarios que favorecen la supervivencia y la reproducción tenderán a dejar más descendencia que sus pares, lo que hará que la frecuencia de los rasgos aumente a lo largo de las generaciones.

La selección natural es un mecanismo simple que hace que las poblaciones de seres vivos cambien con el tiempo. De hecho, es tan simple que se puede dividir en cinco pasos básicos, aquí abreviados como VISTA: Variación, Herencia, Selección , Tiempo y Adaptación.

El proceso de selección natural de Darwin tiene cuatro componentes .

• Variación. Los organismos (dentro de las poblaciones) exhiben variaciones individuales en apariencia y comportamiento. …
• Herencia. Algunos rasgos se transmiten constantemente de padres a hijos. …
• Alta tasa de crecimiento demográfico. …
• Supervivencia y reproducción diferenciales.

Cada adaptación biológica, desde la capacidad de los humanos de caminar erguidos sobre dos pies hasta el vuelo de las aves, en última instancia se remonta a la selección natural que actúa sobre estos pequeños cambios, generación tras generación. Así que los humanos definitivamente todavía estamos evolucionando.

Mutación Aparte de la selección natural , todos los procesos evolutivos son aleatorios con respecto a la adaptación, y por tanto tienden a degradarla. Las otras tres fuerzas evolutivas, la mutación, la deriva genética y el flujo de genes, pueden actuar en contra de la adaptación por selección natural .