計算機科學(xué)技術(shù)在數(shù)學(xué)思想中的應(yīng)用

文/趙樹欣

計算機科學(xué)所依托的基礎(chǔ)為數(shù)學(xué)理論，也就是說，數(shù)學(xué)思想對計算機的產(chǎn)生和發(fā)展，具有十分重要的作用，反之，越來越完善的計算機科學(xué)，也在某種程度上推動了數(shù)學(xué)的進步，只有以數(shù)學(xué)思想為切入點，對計算機科學(xué)中數(shù)學(xué)思想的具體應(yīng)用進行深入了解，才能系統(tǒng)、準確的認識計算機科學(xué)，在遇到問題時，自然可以將計算機科學(xué)作為出發(fā)點，制定并落實相應(yīng)的解決方案，避免由此而帶來不利影響的進一步擴大，本文所探究內(nèi)容的現(xiàn)實意義不言而喻。

1 計算機科學(xué)與數(shù)學(xué)思想間的聯(lián)系

計算機科學(xué)要想實現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的目標，數(shù)學(xué)思想是前提也是關(guān)鍵，這是因為計算機技術(shù)在誕生之初，其作用主要是為數(shù)學(xué)問題的計算提供服務(wù)，自然科學(xué)理論的驗證需要進行大量計算，人力計算無論是在效率還是準確性上，都難以滿足自然科學(xué)提出的要求，計算機正是在這樣的背景下誕生并得到發(fā)展的。由此可見，對計算機科學(xué)來說，數(shù)學(xué)思想的地位和重要性都是無法撼動的，無論計算機科學(xué)處于哪一發(fā)展階段，其核心均為數(shù)學(xué)思想，數(shù)學(xué)思想的作用主要體現(xiàn)在向計算機提供思維工具的方面，與此同時，計算機科學(xué)同樣給數(shù)學(xué)思想的發(fā)展帶來了影響，相關(guān)人員可以將計算機科學(xué)作為依托，拓寬數(shù)學(xué)問題的分析和解決途徑，提高解決效率。綜上，對計算機科學(xué)中數(shù)學(xué)思想的應(yīng)用進行深入的了解和學(xué)習(xí)，有助于人們掌握利用相關(guān)科學(xué)對實際問題加以解決的方法。

2 計算機科學(xué)中數(shù)學(xué)思想的具體應(yīng)用

2.1 在數(shù)學(xué)模型中的應(yīng)用

數(shù)學(xué)模型的特點是用符號系統(tǒng)對事物特征、數(shù)量關(guān)系進行描述及表現(xiàn)，數(shù)學(xué)化已然成為科學(xué)發(fā)展的主要趨勢，因此，利用計算機對問題進行處理的前提是解決大量的非數(shù)值計算。在利用軟件編程的方式，對實際問題進行解決時，工作人員首先應(yīng)當(dāng)建立其符合問題描述的數(shù)學(xué)模型，但是對非數(shù)值計算來說，要想保證所建立數(shù)學(xué)模型的有效性，除了對所掌握的數(shù)學(xué)方程式加以應(yīng)用，還需要加入大量的圖表，只有這樣，才能建立起完成的符號系統(tǒng)，由此可見，建立數(shù)學(xué)模型是對計算機科學(xué)加以應(yīng)用的前提。

2.2 在離散數(shù)學(xué)中的應(yīng)用

隨著計算機科學(xué)的進步和離散數(shù)學(xué)的出現(xiàn)，連續(xù)數(shù)學(xué)在計算機科學(xué)中占據(jù)的主導(dǎo)地位受到了明顯的威脅，離散數(shù)學(xué)的重要性開始引起工作人員的重視。計算機系統(tǒng)是用二進制方式對相關(guān)數(shù)據(jù)進行表現(xiàn)，也就是說，任何信息數(shù)據(jù)在計算機系統(tǒng)中都會被轉(zhuǎn)化成由0和1構(gòu)成的組合，出現(xiàn)上述情況的原因，主要是電子器件的功能在誕生之初，便存在著諸多的局限，數(shù)字式計算機表現(xiàn)數(shù)據(jù)的方式為電信號，在諸多方式中，只有二進制才能將相關(guān)數(shù)據(jù)更加完整、準確的表現(xiàn)出來，由此可見，連續(xù)性數(shù)學(xué)和計算機的關(guān)聯(lián)微乎其微，離散數(shù)學(xué)則被視為計算機科學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展的基石。計算機系統(tǒng)由軟件和硬件構(gòu)成，二者同樣屬于離散結(jié)構(gòu)，換句話說，計算機所依托的軟件和硬件，擁有等效的邏輯功能。作為現(xiàn)代數(shù)學(xué)不可或缺的一部分，離散數(shù)學(xué)被廣泛應(yīng)用在以計算機科學(xué)為代表的諸多領(lǐng)域中，并且發(fā)揮著重要的作用。

2.3 在模糊數(shù)學(xué)理論中的應(yīng)用

目前，計算機系統(tǒng)仍舊無法對人類大腦神經(jīng)的運作進行完全模擬，這既體現(xiàn)了人工智能的復(fù)雜性，也突出了人工智能在社會發(fā)展道路上的重要性。由于并非日常生活中的每件事都可以利用簡單的動作或是語言進行描述，因此，人工智能的模擬對象始終停留在較為簡單的一些操作上，與計算機相比，人類大腦對模糊信息進行處理的能力更加優(yōu)秀，正是因為這樣，人類才具有了判斷、解決模糊信息的能力，基于此，圍繞著模糊集展開研究就顯得很有必要。只有將與模糊集相關(guān)的現(xiàn)代理論向收集模糊集理論進行擴展，掌握存在模糊關(guān)系的元素的表現(xiàn)方法，才能加強計算機系統(tǒng)具有的可操作性，使系統(tǒng)掌握對人類思想進行模擬的方式，很多科學(xué)難題都會迎刃而解，通過上文的分析可以看出，模糊數(shù)學(xué)理論是推動人工智能發(fā)展的中堅力量。

2.4 在關(guān)系理論中的應(yīng)用

作為近幾年興起的一項技術(shù)概念，大數(shù)據(jù)所依托的主要是對計算機數(shù)據(jù)進行管理與存儲的技術(shù)，在對計算機數(shù)據(jù)進行處理時，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以在計算機中構(gòu)建便于人們對數(shù)據(jù)進行提取、使用的系統(tǒng)。研究表明，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，與最初的文件管理系統(tǒng)相比，在共享效率、結(jié)構(gòu)化水平等方面均具有明顯的提高，另外，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在存儲數(shù)據(jù)時依托的方式，以相互關(guān)聯(lián)為主，這一點同樣需要引起重視，在設(shè)計數(shù)據(jù)庫時，工作人員需要利用最優(yōu)方式，在特定系統(tǒng)中對多個數(shù)據(jù)元素進行建立，以此來保證管理、存儲工作的高效完成。數(shù)據(jù)庫的設(shè)計需要應(yīng)用到關(guān)系理論，常見的關(guān)系理論有兩種，分別是關(guān)系規(guī)范方式、實體聯(lián)系法，關(guān)系規(guī)范方法是指利用關(guān)系規(guī)范法，對關(guān)系模型存在的問題加以解決，例如，插入數(shù)據(jù)冗余，為后續(xù)關(guān)系模型、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供便利，實體聯(lián)系法是指以實體聯(lián)系模型為依據(jù)，對現(xiàn)實數(shù)據(jù)進行描述，在此基礎(chǔ)上，建立簡單圖形并向數(shù)據(jù)模型進行轉(zhuǎn)化。

3 結(jié)論

綜上所述，信息時代，計算機的出現(xiàn)不僅降低了人類的勞動強度，還使勞動效率得到了提高，可以說，計算機科學(xué)對社會的高速發(fā)展具有無法被替代的重要作用。目前，在各個領(lǐng)域都能夠看到計算機的“身影”，圍繞著被視為計算機科學(xué)產(chǎn)生的前提的數(shù)學(xué)思想展開探究，具有十分突出的現(xiàn)實意義，越來越完善的數(shù)學(xué)思想，加快了計算機性能的提升速度，而計算機科學(xué)的發(fā)展，也在無形中推動了數(shù)學(xué)思想的前進，二者間存在著無法被割裂的緊密聯(lián)系。