计算理论是计算机科学的一个重要分支，主要研究计算的基本原理、模型及其局限性。它探讨哪些问题可以通过计算解决，以及解决这些问题所需的资源（如时间和空间）。计算理论的核心领域包括自动机理论、可计算性理论和计算复杂性理论。自动机理论研究抽象机器及其能解决的问题；可计算性理论区分可计算与不可计算的问题；计算复杂性理论则分析解决问题的资源消耗，并将问题归类为不同的复杂性类别。这些理论为算法设计、编程语言和计算机系统的发展奠定了理论基础。