《语言与机器：计算机科学理论导论》第三版是一本专为大三、大四计算机科学专业学生设计的理论计算教材。此书的核心目标是提供一个数学基础扎实的计算机科学理论介绍，旨在让学生在深入实践应用的同时，理解并掌握计算机科学的理论基石。
理论计算，也称为计算理论，是计算机科学的基石，它关注的是算法、语言和计算能力的本质。在快速发展的技术时代，尽管许多应用导向的学生可能对理论学习的重要性有所质疑，但这一领域正是解决计算机科学长远问题的关键。比如，哪些模式可以通过算法识别？语言如何被形式化定义和分析？算法计算的能力与局限性是什么？哪些问题的解决方案可能因耗时或需要大量内存而变得实际不可行？我们如何比较两个问题的相对难度？这些问题在本书中都会得到探讨。
考虑到大部分本科阶段的计算机科学学生可能缺乏抽象数学背景，作者在编写时兼顾了理论的严谨性和实例的丰富性。概念和定理的深入阐述伴随着大量实例，以提升学生的数学素养。每章末尾都设有习题集，用于巩固和扩展章节内容，以适应不同教师在设计理论计算机科学入门课程时的需求和灵活性。
本书的内容结构安排得当，逐步引导读者进入理论计算的世界。从基本的计算模型如图灵机开始，讨论可计算性和计算复杂性。其中，计算复杂性是这次第三版新增和扩大的重点，包括P类问题、NP类问题以及P与NP的关系，以及NP完全问题的概念，这些都是现代计算理论研究的热点。
此外，书中还会涉及形式语言和自动机理论，讨论正则语言、上下文无关语言和上下文敏感语言的特性，以及它们与不同类型的自动机（如确定型有限状态自动机、非确定型有限状态自动机等）之间的联系。这些内容对于理解编程语言的语法和编译原理至关重要。
在算法和效率方面，书中将介绍时间复杂度和空间复杂度的概念，帮助学生理解算法效率的衡量标准，以及如何通过算法优化来提高计算效率。复杂性类的划分，如P、NP、NP-hard和NP-complete，将帮助学生理解哪些问题是容易解决的，哪些是难以解决的，以及现实世界中的计算限制。
书中还会涉及计算的不可判定性和停机问题，这些都是理论计算中的核心概念，它们揭示了计算的界限，表明并非所有问题都可以通过算法得到解答。
通过阅读《语言与机器》，学生不仅能够掌握计算理论的基本知识，还将培养分析和解决问题的抽象思维能力，这将为他们在未来面对不断变化的计算机科学领域提供坚实的基础。无论技术如何发展，理论计算的这些问题和概念始终都是计算机科学的支柱，对于任何想要深入理解这一领域的学生来说，都是不可或缺的学习资源。
