Alla dataprogram gör någon form av räkning som en liten del av en uppgift. Att räkna ett hundra objekt tar inte lång tid, även utan en dator. Vissa datorer kan dock behöva räkna en miljard objekt eller mer. Om räkningen inte görs effektivt kan det ta dagar för ett program att slutföra en rapport när det bara tar några minuter. Till exempel bör de räknevinnande lotterierna för alla lotteri-biljetter innebära att man stoppar en biljetträkning när det lägsta antalet rätta nummer inte kan nås på den aktuella biljetten. När lotterummer på varje biljett är förkortade kan räkningen vara mycket snabb med en delning och erövra strategi. Gränsen för matematik som kallas combinatorics ger eleverna den teori som krävs för att koda räkna program som innehåller de korta nedskärningarna som kommer att minska programmets körtid.

Algoritmer

Efter att ett räkning har slutförts, en uppgift att göra något med det faktiska numret från räkningen behövs. Antalet steg som behövs för att slutföra en uppgift bör minimeras så att datorn kan returnera ett resultat snabbare för ett stort antal uppgifter. Återigen, om en uppgift behöver göras bara 20 gånger, tar det inte lång tid även för den långsammaste datorn. Om uppgiften behöver göras en miljard gånger kan en ineffektiv algoritm med för många steg dock ta dagar istället för att timmar ska slutföras, även på en miljon dollar dator. Det finns till exempel många sätt att sortera en lista med osorterade nummer från lägsta till högsta, men vissa algoritmer tar för många steg, vilket kan leda till att programmet körs mycket längre än nödvändigt. Att lära matematiken bakom algoritmer gör att eleverna kan skapa effektiva steg i sina program.

Automatteori

Problem i datorer är mycket större än att bara räkna och algoritmer. Automatteori studier problem som har ett begränsat eller oändligt antal potentiella resultat av varierande sannolikhet. Till exempel skulle datorer som försöker förstå betydelsen av ord med mer än en definition behöva analysera hela meningen eller till och med ett stycke. När alla räkningar och algoritmer på meningen eller stycket är färdiga krävs regler för att bestämma rätt definition. Skapandet av dessa regler är en del av automatteori. Sannolikheter är tilldelade till varje definition beroende på resultaten av algoritmdelen för stycket. Helst är sannolikheterna bara 100 procent och 0 procent, men många verkliga problem är komplicerade med inget bestämt resultat. Datompompiler design, parsing och artificiell intelligens gör stor användning av automatteori.