Risorse per i matematici che sperano di apprendere più informatica


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Contesto :

Sto arrivando alla fine del mio master in matematica e inizierò un dottorato in Logica ad agosto. Più logica studio, più informatica teorica mi espone, ad esempio teoria della ricorsione, calcolo lambda, ma il CS sottostante viene spazzolato sotto il tappeto. Le mie principali aree di interesse - teoria degli insiemi e teoria delle categorie - hanno anche applicazioni nell'informatica, ma finora le ho studiate solo dal punto di vista della matematica pura.

Problema:

La mia mancanza di conoscenze informatiche a volte rende difficile vedere la motivazione o l'intuizione dietro ciò che sta accadendo o come potrebbe essere applicato. Vado avanti, ma sento che sarebbe più salutare ramificarsi un po '... mi viene in mente che, a beneficio della mia ricerca futura, dovrei imparare un po' di informatica.

La maggior parte dei libri CS che ho visto non sono stati molto adatti ai miei scopi, essendo troppo basilari e non tecnici, o presupponendo il tipo di background CS che non ho. Sembrano essere rivolti a persone che sono abbastanza esperte di computer ma che hanno poco in termini di background matematico: la mia situazione è l'opposto.

Domanda:

Quali libri o altre risorse ci sono che potrebbero aiutare un matematico trasformato in logico nel loro obiettivo di acquisire una conoscenza pratica dell'informatica (teorica)?

Sto cercando qualcosa di più salutare di qualche seminario e più approfondito di The New Turing Omnibus , ma non ho il tempo o le risorse per fare un altro corso di laurea. (Potrebbe essere che sto chiedendo qualcosa che non esiste.)

Scusate se la domanda è troppo vaga o mal posta. Ho sentito che era più adatto qui che su MSE, ma sarò felice di migrarlo se necessario.


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L'informatica teorica ha molto più senso se uno è un buon programmatore, o almeno ragionevole, perché in un certo senso tutto (la maggior parte) di TCS è una formalizzazione (e semplificazione) di ciò che fanno i programmatori che lavorano. Avevamo un filo su argomenti correlati
Martin Berger,

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questo è stato risposto sull'informatica mathoverflow per i matematici, ma forse c'è spazio per una versione
TCS.se

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Per quanto riguarda la calcolabilità e la teoria della complessità di base, che ne dici di Introduzione alla teoria della computazione di Sipser? Sono perplesso che non hai trovato libri orientati matematicamente, perché ce ne sono molti. Ad esempio, Arora e Barak e Goldreich hanno disponibili online recenti libri di teoria della complessità, e sono sicuro che ci sono molti libri di teoria della matematica su pista b.
Sasho Nikolov,

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L'informatica è piuttosto grande; puoi restringerlo? Sembra che tu sia interessato principalmente alla calcolabilità, alla teoria dei tipi / ai linguaggi di programmazione e forse alla teoria della complessità; sembra giusto?
usul

È possibile trovare utile il Manuale di Logica in Informatica .
Radu GRIGore,

Risposte:


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Stai essenzialmente chiedendo risorse che ti permetteranno di trasformare le tue attuali conoscenze di logica, teoria della ricorsione e teoria delle categorie in conoscenze sull'informatica teorica. Suggerirei di guardare la teoria della realizzabilità, specialmente attraverso le sue connessioni con la teoria topos e la teoria della dimostrazione categorica .

Ecco una manciata di suggerimenti; il mio consiglio è di sceglierne uno e approfondire. Con l'eccezione del libro di Taylor (che spiega questo), i miei suggerimenti presuppongono che tu sia stato esposto a un sufficiente calcolo lambda e teoria delle categorie per aver visto interpretazioni categoriche del calcolo lambda tipizzato semplicemente.

  • Il libro di Paul Taylor: Practical Foundations of Mathematics

    IMO, questa è probabilmente la migliore introduzione tecnica alla relazione tra logica, teoria delle categorie e calcolo. Non presuppone quasi alcun prerequisito, ma entra in acque abbastanza profonde molto rapidamente ed è sicuro di tassare (e migliorare notevolmente) la tua maturità matematica.

  • Le note di Wesley Phoa Introduzione alle vibrazioni, alla teoria dei Topos, ai Topos efficaci e ai set modesti

    Questi sono alcuni appunti delle lezioni che Wesley Phoa ha scritto. Se sei fluente in modo categorico, queste note offrono un percorso molto veloce per comprendere alcune delle costruzioni più importanti nella realizzabilità e nella teoria dei topos (vale a dire la costruzione dei topos efficaci).

  • Il libro di Bart Jacobs Logica categorica e teoria dei tipi

    Questo è uno dei riferimenti definitivi sulla semantica categorica della teoria dei tipi. È anche molto grande.

Allo stesso tempo, stai leggendo uno di questi libri, consiglierei di scaricare e imparare come usare il linguaggio di programmazione Agda . Questo linguaggio implementa le sofisticate teorie dei tipi sopra descritte, e l'IMO è incredibilmente utile vedere come le costruzioni semantiche spesso abbastanza sottili si incassano nella teoria dei tipi.

Andrej Bauer può probabilmente darti consigli ancora migliori. Forse può essere convinto a postare. :)


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I due libri che vengono in mente sono

Introduzione alla teoria del calcolo di Sipser

e

Introduzione agli algoritmi di Cormen et al.

Concordo con Usul che ha affermato che l'informatica teorica è un'area ampia e che potremmo fornire riferimenti migliori se tu fossi più specifico su ciò che vuoi imparare.


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Non consiglierei la dettagliata introduzione agli algoritmi . Se uno desidera essere introdotto con le tecniche algoritmiche di base, consiglierei uno degli algoritmi di Dasgupta, Papadimitriou e Vazirani, Algorithm Design di Kleinberg e Tardos o The Design and Analysis of Algorithms di Kozen. L'introduzione alla teoria del calcolo da parte di Sipser è ovviamente un'ottima scelta. Vorrei anche aggiungere qualche libro sulla Computational Complexity (trovo che quelli di Papdimitriou, Arora e Barak e Goldreich siano tutti eccellenti).
Bruno,

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La mia preferenza personale è per la Teoria del calcolo di Kozen (abbastanza in stile matematico e con una più ampia copertura di logica e calcolabilità) rispetto a Sipser (che è molto più vicino nello stile a un libro di informatica applicata).
András Salamon,
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