數(shù)學(xué)在信息領(lǐng)域的應(yīng)用淺析

明信

摘要：特別是隨著信息技術(shù)在社會(huì)生活中的廣泛應(yīng)用，人類社會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)的領(lǐng)域的探究正逐漸將我們帶入數(shù)學(xué)時(shí)代。無(wú)論是從代數(shù)的運(yùn)算結(jié)構(gòu)，還是從無(wú)限維空間，數(shù)學(xué)領(lǐng)域中的諸多理論在自身不斷發(fā)展與完善的同時(shí)，也在不斷地推進(jìn)其它相關(guān)學(xué)科的產(chǎn)生與發(fā)展，其中信息技術(shù)就是其非常重要的運(yùn)用領(lǐng)域之一。本文基于數(shù)學(xué)在信息領(lǐng)域的應(yīng)用表現(xiàn)，探究其在信息領(lǐng)域中的作用，希望能提高我們高中生的學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞：數(shù)學(xué)；信息領(lǐng)域；應(yīng)用

一、數(shù)學(xué)是人類文明發(fā)展的重要力量

人類文明的歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，從遠(yuǎn)古的農(nóng)耕時(shí)代到如今的信息時(shí)代，不斷的發(fā)展和進(jìn)步，在這個(gè)長(zhǎng)久的過(guò)程中，懂得運(yùn)用科學(xué)的人們以他們智慧的頭腦和勤奮的雙手一次次推動(dòng)著人類文明的前進(jìn)，數(shù)學(xué)這門抽象的科學(xué)成為一種深層次的動(dòng)力為人們研究和運(yùn)用，無(wú)數(shù)次證明其不可替代的作用和地位?？v觀歷史，整個(gè)人類文明的發(fā)展有著三次質(zhì)的飛躍，首先是以鋤頭為代表的農(nóng)耕文明，人類進(jìn)入知識(shí)時(shí)代；其次是以大機(jī)器流水線作業(yè)為代表的工業(yè)文明，科技水平大大提升；再次為以計(jì)算機(jī)為代表的信息文明，人類的交流方式進(jìn)入數(shù)字時(shí)代。在這三個(gè)層次中，數(shù)學(xué)都作為一種工具、一門技術(shù)、一種主要的文化力量體現(xiàn)其強(qiáng)大的推動(dòng)力和核心的價(jià)值。它不僅在科學(xué)研究、推理、工程設(shè)計(jì)中起到重要的作用，還影響著哲學(xué)思想的內(nèi)容和研究方法，摧毀和構(gòu)造了諸多宗教教義，為經(jīng)濟(jì)學(xué)和政治學(xué)提供依據(jù)，塑造了眾多流派的繪畫、音樂(lè)、建筑和文學(xué)風(fēng)格，創(chuàng)立了邏輯學(xué)等。數(shù)學(xué)漸漸滲透到社會(huì)科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，成為人們思想和行動(dòng)的指南，由于數(shù)學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用，使得社會(huì)的生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系不斷地得到改善和提高，一次次促進(jìn)著人類文明的飛躍。

二、數(shù)學(xué)在信息領(lǐng)域中的重要性

（1）數(shù)學(xué)在信息管理中的作用

數(shù)學(xué)在信息管理中的應(yīng)用研究，可以具體到系統(tǒng)運(yùn)用的過(guò)程分析中。在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)節(jié)的實(shí)踐分析環(huán)節(jié)，將決策的科學(xué)化、合理化、以及定量化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度，成為在信息管理環(huán)節(jié)，必須要明確的步驟環(huán)節(jié)。當(dāng)前，在對(duì)信息管理有效落實(shí)的過(guò)程中，對(duì)數(shù)據(jù)處理方法的簡(jiǎn)單追求以及基于數(shù)值計(jì)算功能基礎(chǔ)上的應(yīng)用，在實(shí)現(xiàn)人們對(duì)管理信息系統(tǒng)的具體要求方面，已經(jīng)表現(xiàn)出了較強(qiáng)的滯后性。為此，基于該發(fā)展要求的迫切性研究之上，解決半結(jié)構(gòu)化問(wèn)題成為管理信息系統(tǒng)極需解決的重點(diǎn)突破問(wèn)題。在這一過(guò)程，實(shí)現(xiàn)對(duì)半結(jié)構(gòu)化問(wèn)題解決效率的高標(biāo)準(zhǔn)追求，必須使其建立在一定的數(shù)學(xué)模型之上。例如，在實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)管理環(huán)節(jié)，通過(guò)對(duì)具體的訂單數(shù)量、確切的交貨日期、以及歷史銷售數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，提煉實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)發(fā)展規(guī)劃的物料需求預(yù)測(cè)模型的建立。而這一數(shù)學(xué)模型的建立，在實(shí)現(xiàn)企業(yè)采購(gòu)速率提高方面發(fā)揮了重要的作用，從而為有效規(guī)避庫(kù)存成本加大以及缺貨風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。

（2）數(shù)學(xué)在信息控制中的作用

在信息控制理論的成長(zhǎng)過(guò)程當(dāng)中，數(shù)學(xué)所具備的作用可以說(shuō)是不可以替換的。各種數(shù)學(xué)模型在現(xiàn)在自動(dòng)控制領(lǐng)域中的應(yīng)用都在顯示數(shù)學(xué)的重要作用。隨著我國(guó)著名的數(shù)學(xué)教授蔡自興提出的“四元結(jié)構(gòu)”在信息控制領(lǐng)域的普及，目前，我們比較熟悉的現(xiàn)代信息控制是信息理論與運(yùn)籌學(xué)理論以及自動(dòng)化與人工智能理論共同發(fā)展與作用的結(jié)果。在信息控制漸漸趨于智能化成長(zhǎng)的現(xiàn)在，數(shù)學(xué)中的相關(guān)理論也在逐漸的催生新的控制理論的成長(zhǎng)。當(dāng)前在信息控制中的一個(gè)非常重要的應(yīng)用是對(duì)信息的優(yōu)化處理與分析，從而做出比較科學(xué)的判斷與預(yù)測(cè)，這就需要數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用。這些現(xiàn)代數(shù)學(xué)建模的應(yīng)用一般會(huì)通過(guò)兩種主要的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。一方面是借助于經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行計(jì)算模型的構(gòu)建。另外一種方式是通過(guò)物理的一般規(guī)律來(lái)進(jìn)行數(shù)學(xué)分析模型的構(gòu)建。但是無(wú)論是何種方式所需要的數(shù)學(xué)原理以及所需要的數(shù)學(xué)工具從整體上來(lái)看是趨于一致的。例如，微分工程、李群代數(shù)以及各種數(shù)列的排列與組合、函數(shù)空間的分析等。

三、提高數(shù)學(xué)在信息領(lǐng)域中的措施

（1）不斷強(qiáng)化數(shù)學(xué)學(xué)科的價(jià)值

信息技術(shù)的發(fā)展需要的不僅僅是信息技術(shù)領(lǐng)域中的相關(guān)理論，數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)的應(yīng)用型學(xué)科在其中發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用。因此，我們應(yīng)該在信息控制的研究與應(yīng)用中，不斷地強(qiáng)化數(shù)學(xué)學(xué)科的價(jià)值。在充分發(fā)揮數(shù)學(xué)在模擬運(yùn)算，模型分析，優(yōu)化控制等方面的價(jià)值與作用。另外，各種與民生利益息息相關(guān)的信息領(lǐng)域，電子信息工程也在不斷的促進(jìn)數(shù)學(xué)應(yīng)用迅速的拓展，我們的手機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)邁進(jìn)了4G時(shí)代，云計(jì)算的大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)取得了更加出色的表現(xiàn)，所以，進(jìn)一步強(qiáng)化數(shù)學(xué)在信息領(lǐng)域的作用是現(xiàn)代化發(fā)展的必然要求。

（2）重視數(shù)學(xué)理論在實(shí)踐中的應(yīng)用

我國(guó)雖然在信息領(lǐng)域取得了一定的發(fā)展成就，但是在其它的基礎(chǔ)信息控制設(shè)施的發(fā)展等領(lǐng)域卻發(fā)展緩慢，特別是由于我國(guó)東西部經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展水平的不均衡，很多信息控制的現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用與推廣存在著很大的阻力。另外，在關(guān)鍵技術(shù)的科研攻關(guān)方面，我們的民族技術(shù)與自我創(chuàng)新能力面臨著很大的挑戰(zhàn)，我們信息方面的關(guān)鍵技術(shù)還存在著歐美國(guó)家的技術(shù)壟斷等方面的限制，因此，如何從政策等方面，加大對(duì)信息控制的科研攻關(guān)的扶持與引導(dǎo)力度，是我國(guó)在今后的很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行政策制定是需要側(cè)重的重要內(nèi)容。數(shù)學(xué)在社會(huì)生產(chǎn)等諸多領(lǐng)域中的應(yīng)用與實(shí)踐正在呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì)，因此，我們應(yīng)該在今后的數(shù)學(xué)研究中，加強(qiáng)數(shù)學(xué)理論與實(shí)踐的有效結(jié)合。在具體的應(yīng)有過(guò)程當(dāng)中，進(jìn)一步地完善數(shù)學(xué)中的相關(guān)應(yīng)用理論。同時(shí)，將理論在實(shí)踐中進(jìn)而轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，最終實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的共同發(fā)展。

四、結(jié)語(yǔ)

在以知識(shí)經(jīng)濟(jì)為基礎(chǔ)的21世紀(jì)，數(shù)學(xué)已廣泛滲透到科學(xué)技術(shù)以及現(xiàn)實(shí)世界的各個(gè)領(lǐng)域之中，數(shù)學(xué)衡量著一個(gè)國(guó)家的科學(xué)進(jìn)步，更有甚者成為未來(lái)全民整體素質(zhì)的重要組成部分。信息時(shí)代需要數(shù)學(xué)，無(wú)論是在生產(chǎn)和生活中，還是涉及生存和發(fā)展，我們都離不開數(shù)學(xué)，它處于一種極為關(guān)鍵的位置。隨著社會(huì)的發(fā)展，信息領(lǐng)域紛紛對(duì)數(shù)學(xué)提出了新的要求，這使得我們必須對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)和態(tài)度提升到一個(gè)新的高度，從數(shù)學(xué)的研究、數(shù)學(xué)的教育，以至全民數(shù)學(xué)素質(zhì)的提高等都要加大努力和投入，從而來(lái)迎接未來(lái)更多的機(jī)遇和挑戰(zhàn)！

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（作者單位：麓山國(guó)際實(shí)驗(yàn)學(xué)校）