關(guān)于應(yīng)用數(shù)學(xué)促進(jìn)信息化發(fā)展的思考

吳鎧耀 蔣永好

（中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)警官學(xué)院，四川成都 610200）

1 綜述

在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，一些專業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了信息技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)及人工智能的廣泛應(yīng)用。事實(shí)上，信息化不僅對(duì)我們當(dāng)下社會(huì)的文化軟環(huán)境產(chǎn)生了巨大變革，同時(shí)信息化更對(duì)許多具體的實(shí)體行業(yè)與虛擬行業(yè)，如互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了深刻的影響。更是推動(dòng)了理論學(xué)科——應(yīng)用數(shù)學(xué)的里程碑式發(fā)展，應(yīng)用數(shù)學(xué)在信息領(lǐng)域應(yīng)用的深化不僅包括網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)，同時(shí)包含了當(dāng)下熱門(mén)的人工智能領(lǐng)域和加密技術(shù)，還包括身份認(rèn)證、人臉識(shí)別、指紋識(shí)別和圖像處理、數(shù)據(jù)處理與整合等。通過(guò)應(yīng)用數(shù)學(xué)、研究應(yīng)用數(shù)學(xué)在信息領(lǐng)域的具體應(yīng)用，一方面可以優(yōu)化和改進(jìn)信息技術(shù)的應(yīng)用，另一方面信息技術(shù)的快速發(fā)展反過(guò)來(lái)還可以促進(jìn)應(yīng)用數(shù)學(xué)在各領(lǐng)域的深度融合。

應(yīng)用數(shù)學(xué)理論與網(wǎng)絡(luò)信息化是緊密聯(lián)系的，信息化對(duì)促進(jìn)我國(guó)信息和技術(shù)向更高層次發(fā)展尤為重要，反之亦然，此間，也可見(jiàn)得應(yīng)用數(shù)學(xué)對(duì)信息化的發(fā)展的重要作用。

應(yīng)用數(shù)學(xué)是比較抽象的數(shù)學(xué)理論和方法，根據(jù)應(yīng)用數(shù)學(xué)的不同的分支及領(lǐng)域——微分方程、數(shù)學(xué)模型等內(nèi)容不同，其不同內(nèi)容在不同的領(lǐng)域可以看到應(yīng)用數(shù)學(xué)的表現(xiàn)，使數(shù)學(xué)理論能夠?yàn)閷?shí)際工作提供應(yīng)用指導(dǎo)，如應(yīng)用于分析變化的問(wèn)題，信息處理與解決的問(wèn)題等，同時(shí)，應(yīng)用數(shù)學(xué)成為信息工程領(lǐng)域中解決問(wèn)題的重要工具，是在信息化進(jìn)程中的好幫手，另一方面信息化的發(fā)展也使應(yīng)用數(shù)學(xué)拓展了一個(gè)新的研究方向。

2 應(yīng)用數(shù)學(xué)和信息化概述

應(yīng)用數(shù)學(xué)與信息化密切相關(guān)。應(yīng)用數(shù)學(xué)解決了信息化建設(shè)中的許多數(shù)學(xué)問(wèn)題，信息化建設(shè)也為應(yīng)用數(shù)學(xué)提供了一個(gè)實(shí)用的平臺(tái)。應(yīng)用數(shù)學(xué)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模式識(shí)別、圖像處理、數(shù)據(jù)加密等方面發(fā)揮著重要作用，可以為我國(guó)信息化發(fā)展戰(zhàn)略提供技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)兩者的共同進(jìn)步。

什么是應(yīng)用數(shù)學(xué)？應(yīng)用數(shù)學(xué)作為理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)科，巧妙地運(yùn)用應(yīng)用數(shù)學(xué)方法，應(yīng)用數(shù)學(xué)思維，應(yīng)用數(shù)學(xué)理論與實(shí)際生活相結(jié)合，將其運(yùn)用于實(shí)踐之中，以通過(guò)實(shí)踐更好的促進(jìn)其發(fā)展。

應(yīng)用數(shù)學(xué)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活的各個(gè)方面，其作用日益突出，影響日益強(qiáng)烈，同時(shí)，應(yīng)用數(shù)學(xué)是一門(mén)涉及多種門(mén)類的學(xué)科，包括許多數(shù)學(xué)分支，其微分方程、數(shù)值分析等都是其涵蓋的范圍，同時(shí)應(yīng)用數(shù)學(xué)也是一門(mén)急需與實(shí)際相結(jié)合，不斷創(chuàng)新和發(fā)展的學(xué)科。其為信息過(guò)程中遇到的問(wèn)題提供有效的解決方案，使對(duì)問(wèn)題的分析、處理和解決提供可能。

3 應(yīng)用數(shù)學(xué)促進(jìn)信息化應(yīng)用的主要領(lǐng)域

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用也越來(lái)越深入，隨之而來(lái)的是數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)安全等問(wèn)題。如今，信息傳播媒介等都在不斷變化。我們經(jīng)常在應(yīng)用數(shù)學(xué)理論的幫助下，為解決新問(wèn)題提供新的思路和方法，努力提高效率。同時(shí)在新的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域的構(gòu)建中，應(yīng)用數(shù)學(xué)將在促進(jìn)信息技術(shù)的應(yīng)用方面發(fā)揮巨大的潛力。

4 應(yīng)用數(shù)學(xué)在信息化領(lǐng)域中的具體表現(xiàn)分析

應(yīng)用數(shù)學(xué)在信息分析領(lǐng)域的應(yīng)用具體表現(xiàn)為廣泛應(yīng)用于應(yīng)用數(shù)學(xué)信息化的各個(gè)領(lǐng)域，尤其是在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量激增的情況下，應(yīng)用數(shù)學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用范圍得到了擴(kuò)展，不斷深化和不斷創(chuàng)新，其次，在復(fù)雜的信息傳播媒體趨勢(shì)下，融入應(yīng)用數(shù)學(xué)相關(guān)模型，可以為信息技術(shù)的發(fā)展和方向提供新的思路。例如：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的新發(fā)展必須充分運(yùn)用相關(guān)數(shù)學(xué)理論和應(yīng)用數(shù)學(xué)方法，對(duì)拓?fù)渌惴ㄖ械膯?wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)分析和處理，計(jì)算出每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的確切位置、能量和其他信息，為了更好地優(yōu)化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，還解決網(wǎng)絡(luò)在傳輸速度、傳輸方法等方面的缺陷。

4.1 在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的應(yīng)用

信息的加速發(fā)展離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，兩者之間一直是互補(bǔ)的、相互促進(jìn)的關(guān)系。今天，中國(guó)已進(jìn)入信息時(shí)代。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)援助可以促進(jìn)信息化的更好發(fā)展。

隨著網(wǎng)絡(luò)信息量的增加，傳輸介質(zhì)不斷變化。同時(shí)，如何對(duì)我們需要的信息進(jìn)行匯總和組織也成為一個(gè)新的問(wèn)題。為了有效地解決這個(gè)問(wèn)題，我們需要應(yīng)用數(shù)學(xué)理論知識(shí)建立模型，優(yōu)化信息，組織流程，實(shí)現(xiàn)更快的信息收集和集成。例如，基于拓?fù)渌惴ǖ臒o(wú)線傳感器根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信息和位置優(yōu)化整個(gè)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，引入信息技術(shù)，可以更方便地調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

一方面，在中國(guó)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、網(wǎng)民用戶及智能手機(jī)保有量不斷擴(kuò)大的過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)模式等也在發(fā)生變化，并將變得越來(lái)越復(fù)雜。在信息大爆炸的時(shí)代為了使信息化得到更好的發(fā)展，需要通過(guò)基于應(yīng)用數(shù)學(xué)理論的先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)輔助。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上的信息量迅速增加，傳輸介質(zhì)不斷變化時(shí)，如何快速地對(duì)所需信息進(jìn)行匯總和整理，是我們需要面對(duì)的問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們需要把應(yīng)用數(shù)學(xué)理論知識(shí)運(yùn)用到數(shù)學(xué)中去，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型，可以實(shí)現(xiàn)更快速的信息采集和整理。

另一方面，信息的加速發(fā)展離不開(kāi)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，更離不開(kāi)應(yīng)用數(shù)學(xué)，三者之間一直是互補(bǔ)的、相互促進(jìn)的關(guān)系。今天，中國(guó)已進(jìn)入信息時(shí)代、人工智能時(shí)代，智能化、數(shù)字化的發(fā)展趨勢(shì)已成定局，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得越來(lái)越復(fù)雜。先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以促進(jìn)信息的更好發(fā)展。隨著網(wǎng)絡(luò)信息量的增加，信息的傳播媒介同時(shí)發(fā)生了變化，如何歸納和整理出他們需要的信息成為新的問(wèn)題，為了有效地解決這個(gè)問(wèn)題，需要應(yīng)用數(shù)學(xué)理論知識(shí)，建立模型，優(yōu)化信息化和整理過(guò)程，實(shí)現(xiàn)信息的更快收集和整理。例如，基于拓?fù)渌惴?，借助網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)信息和位置來(lái)優(yōu)化整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過(guò)引入信息技術(shù)，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以更方便地調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

最后，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷深入，加快了社會(huì)信息化的發(fā)展，我國(guó)各行各業(yè)逐步完成了信息化建設(shè)。通過(guò)應(yīng)用數(shù)學(xué)，我國(guó)已處于信息化建設(shè)的前沿，加快了信息系統(tǒng)的速度和效率。信息建設(shè)進(jìn)一步完善了數(shù)學(xué)加密算法的應(yīng)用、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)壓縮的使用范圍，提高了信息的廣度和深度。例如，應(yīng)用數(shù)學(xué)中的微分方程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制、系統(tǒng)互聯(lián)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等的信息化建設(shè)，給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的便利。應(yīng)用數(shù)學(xué)也可以應(yīng)用于更復(fù)雜的領(lǐng)域，大大提高了信息應(yīng)用的深度。

4.2 應(yīng)用數(shù)學(xué)對(duì)信息化發(fā)展的作用效果

當(dāng)前，我國(guó)各行各業(yè)逐步完成信息建設(shè)。通過(guò)應(yīng)用數(shù)學(xué)的運(yùn)用，使其在信息化建設(shè)中走在了前列，加快了信息化建設(shè)的步伐。信息化建設(shè)進(jìn)一步完善了數(shù)學(xué)加密算法、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)壓縮的應(yīng)用范圍，提高了信息化的廣度和深度。

再如，應(yīng)用數(shù)學(xué)的分支——微分方程在信息化中的應(yīng)用導(dǎo)致自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)交互網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等信息化建設(shè)的逐步成型，為人們的生產(chǎn)生活提供了極大的便利，應(yīng)用數(shù)學(xué)也可以應(yīng)用到更多的領(lǐng)域。對(duì)于復(fù)雜領(lǐng)域，它大大提高了信息應(yīng)用的深度。

5 應(yīng)信息技術(shù)也對(duì)應(yīng)用數(shù)學(xué)發(fā)展的影響

在信息技術(shù)快速發(fā)展和進(jìn)步的過(guò)程中，也為應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展提供了新的平臺(tái)和途徑，促進(jìn)了數(shù)學(xué)思維方式和數(shù)學(xué)研究方法的創(chuàng)新。例如，云計(jì)算的快速發(fā)展使多機(jī)分布式計(jì)算使海量數(shù)據(jù)計(jì)算成為可能，新的應(yīng)用數(shù)學(xué)模型也可以在此基礎(chǔ)上以更高的效率和更快的速度進(jìn)行演示，最終促進(jìn)了發(fā)展。以及應(yīng)用數(shù)學(xué)的繁榮。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，應(yīng)用數(shù)學(xué)在信息技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，它提高了信息系統(tǒng)及其應(yīng)用的運(yùn)行效率，對(duì)社會(huì)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。例如，改進(jìn)數(shù)據(jù)加密算法，優(yōu)化數(shù)據(jù)加密、壓縮和傳輸技術(shù)，使信息在一定情況下加速傳輸，為許多用戶提供個(gè)性化服務(wù)及業(yè)務(wù)，滿足不同用戶的需求。此外，在語(yǔ)音識(shí)別、醫(yī)療保健等方面，其運(yùn)用了數(shù)理統(tǒng)計(jì)和數(shù)學(xué)差異化的方法，在城市發(fā)展領(lǐng)域應(yīng)用數(shù)學(xué)也有廣闊的應(yīng)用空間。