Datavetenskap är ett brett område som främst handlar om lagring, överföring och manipulering av information. Det finns flera grunder som datavetenskapen bygger på. Dessa grunder för datavetenskap inkluderar algoritmer, programmeringsmetoder och språk, data- och symbolberäkning och analys samt datorelement och hårdvara.
Algoritmer är extremt betydelsefulla bland grunderna för datavetenskap. De flesta andra aspekter av datavetenskap förlitar sig på något sätt på algoritmer. Algoritmer är ändliga uppsättningar instruktioner som används för att styra manipulering av data. De är uttryckligen angivna, steg-för-steg-procedurer för hantering och behandling av data. Algoritmer skrivs vanligtvis i form av instruktioner eller flödesscheman istället för i form av programmerad datorkod.
I sin kärna förstår maskiner bara maskinernas språk; som sådan är programmeringsmetodik och programmeringsspråk viktiga grundvalar för datavetenskap. Datorprogrammerare konverterar i allmänhet algoritmer – tydliga steg-för-steg-instruktioner – till språk som datorn kan förstå. Programmeringsspråk är konstgjorda språk som datorer kan tolka för att utföra olika beräkningar. En uppsättning instruktioner uttryckta i ett programmeringsspråk kallas ett program. C++, Python och Visual Basic är vanliga programmeringsspråk.
Det är viktigt att datavetare kan tillämpa sina färdigheter i datahantering på verkliga uppgifter. Data- och symbolberäkning och analys är ämnen som är väsentliga praktiska grunder för datavetenskap. Ofta handlar det om att analysera, sortera och dra slutsatser från stora mängder information. Detta är särskilt uppenbart inom områden som beräkningsfysik och bioinformatik, där fysiska och biologiska fenomen observeras och analyseras efter att många exakta mätningar har gjorts.
All denna datamanipulering, överföring och lagring behöver medlen och platsen för att existera och arbeta. Den platsen är i hårdvaran. Maskinvaruanvändning är en av grunderna för datavetenskap eftersom det ger ett ramverk för alla andra aspekter av datavetenskap att verka inom. Ett program kunde inte fungera utan en hårddisk för att lagra det och en processor för att köra de komplexa algoritmer det innehåller. Utan en fysisk anordning att fungera skulle datavetenskap vara ett rent teoretiskt område.
Även om dessa grunder för datavetenskap bara är ett fåtal av de otaliga ämnen som täcks av det breda fältet, är de de från vilka de flesta av resten av ämnena inom fältet börjar. De är verkligen grunden på vilken hela fältet är byggt. Utan en grundläggande förståelse för dessa principer kommer ens förmåga att fullt ut använda datorer för bearbetning och manipulation att vara ofullständig.