Υπολογισμός
Ο γενικός όρος υπολογισμός (computation) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αναφερθεί σε οποιοδήποτε είδος επεξεργασίας πληροφοριών.
Αυτό περιλαμβάνει φαινόμενα που ποικίλουν, από την ανθρώπινη σκέψη, μέχρι αριθμητικούς υπολογισμούς με στενότερη έννοια (calculation).
Υπολογισμός είναι μια διαδικασία που ακολουθεί κάποιο καλά ορισμένο μοντέλο, το οποίο είναι κατανοητό και μπορεί να εκφραστεί με έναν αλγόριθμο, πρωτόκολλο, τοπολογία δικτύου, κλπ.
Ο υπολογισμός είναι επίσης από τις βασικές έννοιες τις οποίες εξετάζει η θεωρητική πληροφορική: ερευνά τι μπορεί ή δεν μπορεί να γίνει με υπολογιστικό τρόπο.
Κατηγορίες υπολογισμών
Η έννοια του υπολογισμού μπορεί να κατηγοριοποιηθεί με τουλάχιστον τρία διαφορετικά κριτήρια: ψηφιακός ή αναλογικός, σειριακός ή παράλληλος ή ταυτόχρονος (concurrent), ομαδικός (batch) ή διαδραστικός (interactive).
Στην πράξη, ο ψηφιακός υπολογισμός χρησιμοποιείται συνήθως για να προσομοιώσει φυσικές διαδικασίες (για παράδειγμα εξελικτικός υπολογισμός), συμπεριλαμβανομένων αυτώ που μπορούν φυσικότερα να περιγραφούν με αναλογικά μοντέλα υπολογισμού (για παράδειγμα, τεχνητό νευρωνικό δίκτυο).
Σ' αυτή την περίπτωση, είναι σημαντικό να διαχωρίζεται ο μηχανισμός του υπολογισμού, από το μοντέλο το οποίο προσομοιώνει.
Υπολογισμοί ως φυσικό φαινόμενο
Ένας υπολογισμός μπορεί να θεωρηθεί ως ένα αμιγώς φυσικό φαινόμενο που συμβαίνει μέσα σε κάποιο κλειστό φυσικό σύστημα, το οποίο λέγεται υπολογιστής.
Παραδείγματα τέτοιων φυσικών συστημάτων περιλαμβάνουν τους ψηφιακούς υπολογιστές, τους κβαντικούς υπολογιστές, τους υπολογιστές DNA, τους μοριακούς υπολογιστές, τους αναλογικούς υπολογιστές ή τους βιολογικούς υπολογιστές (wetware).
Αυτή η άποψη υιοθετείται από τον κλάδο της θεωρητικής φυσικής που ονομάζεται φυσική υπολογισμού.
Μαθηματικά μοντέλα υπολογισμού
Στη θεωρία υπολογισμού, εχουν αναπτυχθεί ποικίλα μαθηματικά μοντέλα υπολογιστών και του λογισμικού τους.
Τυπικά μαθηματικά μοντέλα υπολογισμού είναι τα ακόλουθα:
