試論數(shù)學(xué)在計(jì)算機(jī)中的實(shí)際運(yùn)用

楊瀟

摘要：隨著我國(guó)高新技術(shù)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為人們生活、工作、科研探究等方面必不可少的工具。在人們享受著計(jì)算機(jī)為社會(huì)帶來的快捷和高效時(shí)，或許并沒有注意數(shù)學(xué)對(duì)于計(jì)算機(jī)發(fā)展的重要影響意義。數(shù)學(xué)知識(shí)是計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)，給計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生提供了可能。無論是數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用還是人工智能的探索都離不開數(shù)學(xué)在其中的重要作用。本文就將針對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)于計(jì)算機(jī)發(fā)展的重要性和應(yīng)用角度進(jìn)行探討，并提出了數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)結(jié)合的發(fā)展展望，希望通過本文的研究讓廣大學(xué)習(xí)者更加重視數(shù)學(xué)科目在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的重要應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué);計(jì)算機(jī)發(fā)展;實(shí)際應(yīng)用

中圖法分類號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-9129（2018）06-0158-02

On the Practical Application of Mathematics in Computer

YANG Xiao*

Abstract：With the continuous progress of high and new technology in our country， computers have become indispensable tools in people's life， work and scientific research. While people enjoy the speed and efficiency that computers bring to society， they may not pay attention to the importance of mathematics in the development of computers. Mathematical knowledge is the basis of computer and provides the possibility for computer production. Both the application of database and the exploration of artificial intelligence can not be separated from the important role of mathematics. This paper will discuss the importance and application of mathematical knowledge to the development of computer， and put forward the prospect of the combination of mathematics and computer， hoping to make the majority of learners pay more attention to the important application of mathematical subjects in the field of computer.

Keywords：Mathematics; Computer development; Practical application

引用：楊瀟. 試論數(shù)學(xué)在計(jì)算機(jī)中的實(shí)際運(yùn)用[J]. 數(shù)碼設(shè)計(jì)， 2018， 7（6）： 158-158.

Cite：YANG Xiao. On the Practical Application of Mathematics in Computer[J]. Peak Data Science， 2018， 7（6）： 158-158.

引言

高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)其實(shí)是從高中數(shù)學(xué)開始的，從高中階段開始，數(shù)學(xué)學(xué)科的知識(shí)內(nèi)容開始向抽象和深入角度延伸。在高中時(shí)所接觸的統(tǒng)計(jì)學(xué)、圓錐曲線等內(nèi)容是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)，我們只有深入認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)知識(shí)在計(jì)算機(jī)發(fā)展過程中所起到的重要作用，才能更廣泛而靈活的將數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用與計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展中。

1? 數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)于計(jì)算機(jī)發(fā)展及應(yīng)用的重要性

數(shù)學(xué)是一個(gè)獨(dú)立的學(xué)科，但卻又與現(xiàn)代物理學(xué)、生物學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)等內(nèi)容有著千絲萬縷的聯(lián)系，甚至有人說計(jì)算機(jī)是數(shù)學(xué)學(xué)科的一個(gè)分支?？v觀當(dāng)前社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)深入滲透進(jìn)我們生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域。無紙化辦公、辦公自動(dòng)化、云端大數(shù)據(jù)、電子商務(wù)等各種社會(huì)工作與發(fā)展都離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持^[1]。但是在每一項(xiàng)計(jì)算機(jī)技術(shù)中都包含數(shù)學(xué)學(xué)科的智慧，云端大數(shù)據(jù)需要用到數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)，計(jì)算機(jī)建模中也需要用到數(shù)學(xué)模型，甚至整個(gè)計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)就是以數(shù)學(xué)二進(jìn)制算法搭建的。所以，數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)的產(chǎn)生、發(fā)展與進(jìn)步起著決定性作用。可以說整個(gè)計(jì)算機(jī)學(xué)科發(fā)展史就是半部數(shù)學(xué)知識(shí)的故事與奧秘。由此可見，計(jì)算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)生是數(shù)學(xué)知識(shí)的變形與應(yīng)用，學(xué)好數(shù)學(xué)知識(shí)就是學(xué)好計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)。

2? 數(shù)學(xué)知識(shí)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的應(yīng)用

數(shù)學(xué)知識(shí)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的應(yīng)用極為廣泛，下面筆者將針對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)在計(jì)算機(jī)技術(shù)中的具體應(yīng)用進(jìn)行闡述與討論。

2.1? 離散數(shù)學(xué)知識(shí)在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用

在計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)與制造中，無論是軟件還是硬件結(jié)構(gòu)都是離散結(jié)構(gòu)，這就促使離散數(shù)學(xué)成為計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展探索中最為合適的數(shù)學(xué)工具，在自動(dòng)機(jī)理理論中，離散數(shù)學(xué)具有重要應(yīng)用。另外，代數(shù)結(jié)構(gòu)研究編碼理論中，離散數(shù)學(xué)的應(yīng)用也是極為關(guān)鍵的，可以說如果沒有離散數(shù)學(xué)，則計(jì)算機(jī)的發(fā)展將寸步難行。在對(duì)于具體問題的處理過程中，計(jì)算機(jī)需要建立抽象數(shù)學(xué)模型來解決模型算法并進(jìn)行編程、測(cè)試和調(diào)整，并最終得出答案，而這一過程則必須用到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)^[2]。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中關(guān)于邏輯計(jì)算和基本運(yùn)算操作的內(nèi)容則需要離散數(shù)學(xué)知識(shí)作為支持。由此可見離散數(shù)學(xué)在計(jì)算機(jī)中具有重要應(yīng)用。

2.2? 線性代數(shù)在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用

線性代數(shù)的實(shí)用性導(dǎo)致它成為計(jì)算機(jī)知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。如果在以后想從事與計(jì)算機(jī)研究有關(guān)的工作，則線性代數(shù)將成為必修課。線性代數(shù)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域有很多實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，例如，當(dāng)前我們所使用的百度、谷歌等搜索引擎，其搜索功能強(qiáng)大的根本原因在于這些搜索引擎出色的排序方法上。在這一排序方法上則應(yīng)用了馬爾可夫鏈進(jìn)行建模，再探究其深層的科學(xué)原理，則可以發(fā)現(xiàn)這一排序方法的根本點(diǎn)在于解一個(gè)矩陣方程。但是想實(shí)現(xiàn)當(dāng)前現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的搜索速度，則需要通過計(jì)算機(jī)硬件和算法的優(yōu)化來達(dá)成。利用線性代數(shù)對(duì)于計(jì)算機(jī)算法進(jìn)行優(yōu)化的過程其實(shí)就是計(jì)算機(jī)科學(xué)進(jìn)步的過程。

2.3? 辦公軟件中的數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用

WPS和Office系列辦公軟件是高中生在學(xué)習(xí)中比較常使用的工具，而且也是當(dāng)前社會(huì)工作中普遍應(yīng)用的軟件。Excel制作的專業(yè)電子表格可以快速實(shí)現(xiàn)對(duì)于大量數(shù)據(jù)的收集、計(jì)算與分析，這些功能的實(shí)現(xiàn)都得益于數(shù)學(xué)函數(shù)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的應(yīng)用^[3]。而Word應(yīng)用中所能完成的插入圖片、插入動(dòng)畫、制表、繪圖等效果也是運(yùn)用了數(shù)學(xué)知識(shí)強(qiáng)大的計(jì)算與邏輯。數(shù)學(xué)知識(shí)與計(jì)算機(jī)辦公軟件的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了辦公無紙化和辦公便捷化的可能。在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展中，已經(jīng)離不開計(jì)算機(jī)辦公軟件的應(yīng)用了。從這一角度來講，當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展需要數(shù)學(xué)無微不至的知識(shí)支持。

3? 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)結(jié)合下的應(yīng)用發(fā)展展望

計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與發(fā)展已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)科技研究和進(jìn)步的重點(diǎn)，將數(shù)學(xué)知識(shí)更好的應(yīng)用于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步的必然選擇。

3.1? 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)結(jié)合促進(jìn)人工智能發(fā)展

人工智能作為計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的新方向在近年來受到計(jì)算機(jī)科學(xué)界的廣泛關(guān)注。前幾年AlphaGo的勝利、無人駕駛技術(shù)的成功、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)的應(yīng)用都證明了人工智能時(shí)代已經(jīng)到來，乃至當(dāng)前已經(jīng)有小米AI音箱等人工智能產(chǎn)品應(yīng)用于我們的生活，這都是因?yàn)橛?jì)算機(jī)與數(shù)學(xué)知識(shí)的深度結(jié)合才促使人工智能技術(shù)飛速發(fā)展。在未來的科技進(jìn)步中，數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合作用于人工智能技術(shù)的研發(fā)將成為時(shí)代發(fā)展的主流。

3.2? 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合促進(jìn)醫(yī)學(xué)發(fā)展

醫(yī)學(xué)的進(jìn)步與發(fā)展是人類社會(huì)發(fā)展中不斷研究的命題。而隨著科學(xué)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)在醫(yī)療科技中應(yīng)用的比例也逐漸增加，醫(yī)療影像技術(shù)中對(duì)于計(jì)算機(jī)應(yīng)用的依賴逐步增加，而提升這部分應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步離不開數(shù)學(xué)算法對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)的優(yōu)化。在未來的醫(yī)學(xué)發(fā)展中，將數(shù)學(xué)知識(shí)與計(jì)算機(jī)進(jìn)行深度結(jié)合，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療人工智能化和醫(yī)療影像技術(shù)進(jìn)步，是數(shù)學(xué)應(yīng)用的另一方向。

3.3? 數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)結(jié)合推動(dòng)金融領(lǐng)域進(jìn)步

我國(guó)已經(jīng)在2016年成立了區(qū)塊鏈研究機(jī)構(gòu)并將其應(yīng)用于金融領(lǐng)域的發(fā)展。數(shù)學(xué)是金融領(lǐng)域發(fā)展的基礎(chǔ)，而計(jì)算機(jī)技術(shù)又為金融領(lǐng)域的進(jìn)步提供了技術(shù)支持。在未來的金融發(fā)展中，將數(shù)學(xué)知識(shí)與計(jì)算機(jī)技術(shù)更好的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)分析與處理的安全、準(zhǔn)確、規(guī)范，將成為助力金融領(lǐng)域進(jìn)步的關(guān)鍵。運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)金融技術(shù)中信息處理效率和區(qū)域協(xié)作能力的增加，將成為其重要應(yīng)用方向。

4? 結(jié)束語

總而言之，數(shù)學(xué)在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域具有廣泛的實(shí)際應(yīng)用，只有打好高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，才能實(shí)現(xiàn)日后對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)更好的學(xué)習(xí)，才能將數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)知識(shí)進(jìn)行更深入的結(jié)合。如何實(shí)現(xiàn)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)促進(jìn)計(jì)算機(jī)科技的發(fā)展，需要我們不斷探索。

參考文獻(xiàn)：

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