С середины XX века, в связи с прогрессом в разработке вычислительных устройств, наблюдается бурное развитие математических методов в теоретической лингвистике и ее приложениях, что неразрывно связано с дискретным представлением данных и средствами манипулирования ими. Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с базовыми дискретными математическими моделями, аналитическими методами исследования и алгоритмами их обработки. При изучении алгоритмов особое внимание уделяется оценке их сложности. Рассматривается несколько различных вычислительных моделей, естественно возникающих при обработке данных и моделировании вычислительных процессов. Дискретные математические модели и вычислительные устройства являются важнейшей областью исследований современной математики, индустриальной и общественной деятельности. Это требует привлечения сложных моделей и методов анализа из разных областей математики: комбинаторика, теория графов, теория булевых функций и др.
Кроме того, важно не просто установить наличие или отсутствие (в различных смыслах) решения задачи, но и предъявить алгоритмический способ отыскания его в первом случае или некоторого его приближения во втором, а также оценить эффективность процедуры поиска решения. Размеры реальных задач, встречающиеся на практике, огромны, а значит решать их без использования вычислительной техники невозможно и умение разрабатывать и оценивать свойства алгоритмов является неотъемлемой частью профессиональной подготовки. Важно также отметить, что, хотя компьютеры классической фон Неймановской архитектуры являются наиболее доступными вычислительными средствами, важно иметь представление о различных моделях вычислений для наиболее адекватного и эффективного моделирования вычислительных процессов, возникающих при обработке того или иного вида информации.