理论信息学是信息学的基础，它主要研究信息的本体和信息的处理过程，当中包括：信息的表达、信息的处理、信息的交流，以及中间所涉及的数学理论模式。
理论信息学主要包括：
- 编码理论
- 信息检测理论
- 估值理论
- 模式识别理论
- 随机过程理论
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