計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)學(xué)建模中的運(yùn)用分析

明銳

摘 要：計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠有效推動(dòng)數(shù)學(xué)建模的發(fā)展。本文將對(duì)數(shù)學(xué)建模的含義及特點(diǎn)進(jìn)行概述，并重點(diǎn)探究計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)學(xué)建模中的運(yùn)用，以期推動(dòng)數(shù)學(xué)建模與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)建模;計(jì)算機(jī)技術(shù);模型

引 言

現(xiàn)階段數(shù)學(xué)建模在全世界范圍內(nèi)的各行業(yè)中有著越來(lái)越廣泛的運(yùn)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及和發(fā)展，其正逐漸數(shù)學(xué)建模的重要工具。因此，對(duì)于計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)學(xué)建模中應(yīng)用的探究有著重要意義。

一、數(shù)學(xué)建模的含義及特點(diǎn)

數(shù)學(xué)知識(shí)能夠用來(lái)解決人們工作與生活中的諸多問(wèn)題，全方位地整理有關(guān)數(shù)據(jù)信息，了解問(wèn)題對(duì)象的特征及規(guī)律，將遇到的問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)問(wèn)題，這種過(guò)程即為數(shù)學(xué)建模。數(shù)學(xué)建模應(yīng)考慮設(shè)計(jì)對(duì)象的各方面因素，借助數(shù)學(xué)方法和思維解決問(wèn)題。數(shù)學(xué)建模進(jìn)行主觀性的模型設(shè)定工作，依照遇到的實(shí)際問(wèn)題建立并逐步完善模型并給出相應(yīng)處理方案。因此，各建模人員對(duì)于相同問(wèn)題在建模思路與建模方法等方面會(huì)有著顯著不同。為有效解決各類問(wèn)題應(yīng)不斷修改并完善數(shù)學(xué)模型，提升處理結(jié)果的精確性。數(shù)學(xué)建模所涉及的學(xué)科及領(lǐng)域較為廣泛，在建模過(guò)程中要借助大量的信息數(shù)據(jù)和多種計(jì)算方法。例如會(huì)涉及到管理學(xué)、人口學(xué)以及社會(huì)學(xué)等多方面內(nèi)容。在目前社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中數(shù)學(xué)建模的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在企業(yè)管理、環(huán)境保護(hù)以及城市規(guī)劃等方面都涉及到數(shù)學(xué)建模。相較于傳統(tǒng)的數(shù)理知識(shí)，數(shù)學(xué)建模更側(cè)重于處理現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際問(wèn)題，規(guī)劃并制定社會(huì)及人們生活中遇到的各類問(wèn)題并進(jìn)行針對(duì)性的處理。

二、計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)學(xué)建模中的運(yùn)用分析

（一）計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)學(xué)建模中的功能

美國(guó)為確定導(dǎo)彈飛行軌跡將數(shù)學(xué)建模與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)為數(shù)學(xué)建模提供先進(jìn)的計(jì)算方法，有效推動(dòng)了數(shù)學(xué)建模的創(chuàng)新和發(fā)展。計(jì)算機(jī)技術(shù)特有的超高的運(yùn)算能力能夠給數(shù)學(xué)建模創(chuàng)造有利的技術(shù)知識(shí)環(huán)境。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)技術(shù)具備的網(wǎng)絡(luò)通信與存儲(chǔ)空間能力進(jìn)一步促進(jìn)了數(shù)學(xué)建模的發(fā)展，增強(qiáng)了數(shù)學(xué)建模的效率和精準(zhǔn)性。現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，其存儲(chǔ)與計(jì)算能力都有著顯著的發(fā)展和創(chuàng)新。超級(jí)計(jì)算機(jī)的各項(xiàng)功能能夠?yàn)楸姸嘈袠I(yè)和領(lǐng)域創(chuàng)造良好的技術(shù)環(huán)境。計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠借助自身的各類功能為數(shù)學(xué)建模創(chuàng)造數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與計(jì)算的條件，為現(xiàn)階段航空航天及績(jī)效分析等諸多行業(yè)的數(shù)學(xué)建模提供廣泛有力的支持。目前隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的持續(xù)完善，人們可以借助計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行視頻、圖像及文字等多種內(nèi)容的應(yīng)用與存儲(chǔ)，極大提升信息傳遞效率。在相關(guān)行業(yè)的數(shù)學(xué)建模過(guò)程中，可以借助計(jì)算機(jī)技術(shù)為用戶開(kāi)展更為直觀具體的多媒體展示，充分提高數(shù)學(xué)建模結(jié)果表達(dá)的直觀性。在數(shù)學(xué)建模過(guò)程中，需要不斷查找并修復(fù)自身存在的諸多漏洞，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)的自動(dòng)化與智能化幫助建模人員查找并修復(fù)數(shù)學(xué)建模中存在的各種漏洞，甚至可以依照設(shè)定的相關(guān)程序及時(shí)準(zhǔn)確地修復(fù)各類漏洞[1]。比如，建模人員可以借助計(jì)算機(jī)技術(shù)的自動(dòng)化功能對(duì)數(shù)學(xué)模型當(dāng)中各類參數(shù)進(jìn)行針對(duì)性的修改;借助計(jì)算機(jī)技術(shù)的智能化功能完善整個(gè)修改過(guò)程，確保各項(xiàng)特定參數(shù)的統(tǒng)一性和連續(xù)性。

（二）計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)學(xué)建模中的具體運(yùn)用

數(shù)學(xué)建模的整體流程較為復(fù)雜，其中的難點(diǎn)在于數(shù)學(xué)計(jì)算。數(shù)學(xué)計(jì)算方式的選取直接關(guān)系著數(shù)學(xué)建模的運(yùn)算效率。人工數(shù)學(xué)運(yùn)算已經(jīng)很難滿足當(dāng)前日益龐大的存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)計(jì)算需求;隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)學(xué)建模中的應(yīng)用及創(chuàng)新，其超強(qiáng)的計(jì)算能力得到了建模人員的好評(píng)。例如，在氣象分析行業(yè)中需要結(jié)合現(xiàn)存的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算工作，傳統(tǒng)的人工運(yùn)算方法會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間不能及時(shí)有效的得出天氣預(yù)測(cè)結(jié)果，無(wú)法充分實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)天氣效果;而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)算能力的逐步運(yùn)用，極大提高氣象分析相關(guān)數(shù)據(jù)運(yùn)算的效率，縮短運(yùn)算周期，確保信息數(shù)據(jù)計(jì)算的精確性，使得相關(guān)行業(yè)人員能夠依照數(shù)學(xué)建模的結(jié)果準(zhǔn)確及時(shí)地預(yù)測(cè)貿(mào)易區(qū)域某個(gè)時(shí)段的具體天氣情況，為人們的工作、生活及社會(huì)發(fā)展提供重要保障[2]。數(shù)學(xué)建模過(guò)程中需要覆蓋大量的基礎(chǔ)數(shù)理思想以及龐大的數(shù)據(jù)信息和圖形，將原本復(fù)雜抽象的數(shù)學(xué)問(wèn)題進(jìn)行具象化與形象化。在這復(fù)雜的建模過(guò)程中，傳統(tǒng)的人工制圖方式很難保證效果，也不能完善立體化圖形;借助計(jì)算機(jī)技術(shù)的制圖能力能夠構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)的立體化圖像，降低數(shù)學(xué)建模的復(fù)雜程度難度并提升數(shù)學(xué)建模的效率。現(xiàn)階段，建模人員主要使用計(jì)算機(jī)C語(yǔ)言執(zhí)行繪圖工作，豐富數(shù)學(xué)建模的形象使其能夠更為切合實(shí)際并有效解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，相關(guān)技術(shù)人員研發(fā)了大量軟件，在數(shù)學(xué)微積分及代數(shù)運(yùn)算過(guò)程中使用相應(yīng)的高級(jí)可視化計(jì)算語(yǔ)言。同時(shí)借助先進(jìn)的圖像處理軟件為數(shù)學(xué)建模創(chuàng)造有利基礎(chǔ)條件支持。例如，CAD軟件能夠有效進(jìn)行三維繪圖，被廣泛運(yùn)用于工程設(shè)計(jì)及建筑設(shè)計(jì)等行業(yè)中，是數(shù)學(xué)建模過(guò)程中的重要工具。計(jì)算機(jī)技術(shù)除了可以解決分析數(shù)學(xué)建模的各類問(wèn)題，對(duì)于培養(yǎng)綜合素質(zhì)人才也有著重要意義。例如計(jì)算思維與人工智能技術(shù)能夠有效優(yōu)化各類人才的教育培養(yǎng)工作，引導(dǎo)學(xué)生建立計(jì)算機(jī)思維鍛煉其數(shù)學(xué)運(yùn)算能力。隨著先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)在各項(xiàng)領(lǐng)域中的持續(xù)應(yīng)用和推廣也為各類產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新打開(kāi)了更廣闊的思路。例如，阿里巴巴將計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)學(xué)建模進(jìn)行結(jié)合開(kāi)發(fā)智能機(jī)器人;華為利用數(shù)學(xué)建模中的計(jì)算機(jī)技術(shù)優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提升技術(shù)水準(zhǔn)，進(jìn)一步提高企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。

結(jié) 論

綜上所述，計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)于數(shù)學(xué)建模有著重要意義，為數(shù)學(xué)建模過(guò)程中的數(shù)據(jù)運(yùn)算及模型構(gòu)建提供有力支持，大幅提高數(shù)學(xué)建模的準(zhǔn)確性和運(yùn)算效率，充分整合各項(xiàng)資源，有效促進(jìn)社會(huì)各行業(yè)的發(fā)展與創(chuàng)新并加速產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

參考文獻(xiàn)

[1] 裴秀艷.計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)學(xué)建模中的應(yīng)用研究[J].信息記錄材料，2019，20（08）：117-119.

[2] 趙曉花.數(shù)學(xué)建模過(guò)程中計(jì)算機(jī)的應(yīng)用探究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018（12）：133.