4) Теоретическая информатика
— наиболее важное направление информатики. Оно создает теоретический фундамент для всего остального . Теоретическая информатика использует математические методы для построения и изучения моделей обработки и использования информации. Включает в себя несколько отдельных дисциплин. Их следует классифицировать по общности решаемых задач.
Дисциплины, опирающиеся на математическую логику (теория алгоритмов, теория автоматов).
Использование компьютера для решения практических задач требует специальных математических методов (численные методы). Созданием таких методов занимаются вычислительная математика и вычислительная геометрия.
К этому классу относятся дисциплины, изучающие информацию как абстрактный объект исследования и законы, по которым протекают информационные процессы (теория кодирования — форма представления информации; теория передачи данных — теоретические основы передачи информации по каналам связи).
К этому классу относятся дисциплины, использующие информацию для принятия решений в различных ситуациях (теория принятия решений изучает общие схемы выбора нужного решения из множества альтернативных возможностей; теория игр — схемы выбора решения в условиях противоборства; математическое программирование — методы выбора наилучшего решения для достижения поставленной цели).
Для обработки информации в компьютере вместо реальных объектов используют их математические модели. Переход от объекта к модели — формализация. Этими вопросами занимаются: системный анализ — приемы и методы формализации; имитационное моделирование — методы воспроизведения в компьютере, т.е. на математической модели, тех процессов, которые протекают на реальном объекте. Теория массового обслуживания изучает особый класс моделей — систем массового обслуживания.