نظریه محاسبه نظریه ای برای بررس ماشین ها و عملکردشان به صورت انتزاعی است. در واقع با بررسی مدل هایی، در تلاش برای بررسی ”توان“ ابزارهای محاسباتی هستیم. ما در این درس از ماشین های ساده شروع می کنیم و کم کم آنها را قوی تر می کنیم تا به قویترین ابزار محاسبات که کامپیوترهای امروزی هستند برسیم.
توپولوژی جبری شاخه ای از ریاضیات است که از ابزارهای رشته جبر (ایده ها و قضایای جبر مجرد) برای مطالعه فضاهای توپولوژیکی استفاده میکند. ساده ترین هدف این رشته یافتن پایاهایی (invariant) جهت دسته بندی (classifying) فضاهای توپولوژیکی است. این دسته بندی معمولا در سطح همئومورفیسمی است (up to homeomorphism).
نظریهٔ پیچیدگی محاسباتی (Computational complexity theory) شاخهای از نظریهٔ محاسبات، علوم نظری رایانه و ریاضی است که به بررسی دشواری حل مسائل به وسیلهٔ رایانه (به عبارت دقیقتر به صورت الگوریتمی) میپردازد. این نظریه بخشی از نظریهٔ محاسباتی است که با منابع مورد نیاز برای حل یک مسئله سروکار دارد.
در نظریه احتمالات و زمینه های مرتبط، یک فرآیند تصادفی یک شیء ریاضی است که معمولا به عنوان مجموعه ای از متغیرهای تصادفی تعریف می شود. از لحاظ تاریخی، متغیرهای تصادفی با مجموعه ای از اعداد مرتبط نشان داده شده اند که معمولا به عنوان نقاط زمان در نظر گرفته می شوند و تفسیر یک فرآیند تصادفی را نشان می دهند که مقادیر عددی برخی از سیستم ها را به طور تصادفی در طول زمان تغییر می دهند، مانند رشد جمعیت باکتری، یک جریان الکتریکی به علت نویز حرارتی یا حرکت یک مولکول گاز نوسان می کند. فرآیندهای تصادفی به طور گسترده ای به عنوان مدل ریاضی سیستم ها و پدیده ها به نظر می رسد که به صورت تصادفی متفاوت هستند. تجزیه و تحلیل فرآیند های تصادفی در بسیاری از رشته ها از جمله علوم، مانند زیست شناسی، شیمی، اکولوژی، علوم اعصاب، فیزیک و همچنین زمینه های فن آوری و مهندسی مانند پردازش تصویر، پردازش سیگنال، نظریه اطلاعات، علوم رایانه، رمزنگاری و ارتباطات مخابراتی کاربرد دارد.