數(shù)學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)的融合

鮑海峰

（長治職業(yè)技術(shù)學(xué)院 山西省長治市 046000）

自人類進(jìn)入到信息時(shí)代之后，原本單純的由理論層面進(jìn)行的數(shù)學(xué)研究也逐漸發(fā)展至通過信息技術(shù)等手段進(jìn)行技術(shù)層面研究的全新階段。數(shù)學(xué)技術(shù)在當(dāng)前也給信息技術(shù)發(fā)展和完善提供了技術(shù)方面的有力支撐，并且它也是推動(dòng)信息技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的核心要素，而信息技術(shù)同樣也給數(shù)學(xué)和數(shù)學(xué)技術(shù)發(fā)展及進(jìn)步創(chuàng)造了一個(gè)極為便捷的理想化平臺(tái)。由于社會(huì)以及科學(xué)技術(shù)在當(dāng)前仍舊表現(xiàn)出飛速發(fā)展的趨勢，因此當(dāng)前不論是信息技術(shù)或者是數(shù)學(xué)技術(shù)，僅憑借自身一種技術(shù)很難發(fā)揮出較為顯著的作用，為此探索二者融合切入點(diǎn)，促使兩種技術(shù)有機(jī)融合成為了目前較為重要的一個(gè)問題。

1 信息技術(shù)與數(shù)學(xué)技術(shù)的基本闡述

1.1 信息技術(shù)

所謂信息技術(shù)即在信息采集、信息傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)加工以及信息交流和應(yīng)用過程中所使用到的各種手段以及方法體系。按照實(shí)際表現(xiàn)的形態(tài)可以把信息技術(shù)分成兩大類，分別為硬技術(shù)以及軟技術(shù)兩種。所謂硬技術(shù)即實(shí)在的多種類型的專業(yè)信息裝備，其本質(zhì)即一種物化技術(shù)。與前者不同，軟技術(shù)通常是指有關(guān)于信息獲取以及信息處理等不同類型的專業(yè)技能、方法以及理論知識(shí)，也就是一類智能化技術(shù)。前者實(shí)際上就是把人類所有信息都借助計(jì)算機(jī)中的語言即0 或1 以二進(jìn)制的形式進(jìn)行表達(dá)，而這也是人類文明以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)所進(jìn)行的一次前所未有的科學(xué)整合，它是一項(xiàng)關(guān)乎著人類生存以及未來發(fā)展科學(xué)成就，其中最有代表價(jià)值的人物即設(shè)計(jì)出計(jì)算機(jī)這一人類偉大發(fā)明的上個(gè)世紀(jì)最為著名的馮?諾依曼；而后者則指獲取和處理信息的知識(shí)、技能與方法均和數(shù)學(xué)技術(shù)存在著極為緊密的聯(lián)系，二者不可分割，就某種意義上而言，其實(shí)際上就是一個(gè)特殊的數(shù)學(xué)化過程。

1.2 數(shù)學(xué)技術(shù)

通常情況下，數(shù)學(xué)技術(shù)大多指的是完成數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)學(xué)推理以及數(shù)學(xué)應(yīng)用等功能的信息技術(shù)，因?yàn)閿?shù)學(xué)技術(shù)以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，所以它通常會(huì)跟隨數(shù)學(xué)的發(fā)展而發(fā)展。將數(shù)學(xué)原理、數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)方法以及技術(shù)進(jìn)行完美整合之后所形成的技術(shù)即數(shù)學(xué)技術(shù)，它的本質(zhì)實(shí)際上屬于一類高科技，一旦脫離數(shù)學(xué)技術(shù)，那么信息技術(shù)便會(huì)變成無源之水，很難繼續(xù)生存更不要談及進(jìn)一步的發(fā)展。

通過巧妙的方式將數(shù)學(xué)和技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合便形成了所謂的數(shù)學(xué)技術(shù)，在這種組合方式下，數(shù)學(xué)與技術(shù)變?yōu)榱艘粋€(gè)無法被分割的有機(jī)整體。站在某些角度上看，所有數(shù)學(xué)重大突破和發(fā)展其本質(zhì)即數(shù)學(xué)技術(shù)發(fā)展或進(jìn)步的提前表現(xiàn)，就目前來看，技術(shù)發(fā)現(xiàn)在絕大多數(shù)情況下都會(huì)稍稍滯后于數(shù)學(xué)的發(fā)展。而不管是技術(shù)的發(fā)展還是數(shù)學(xué)追求目標(biāo)，二者目標(biāo)的實(shí)質(zhì)相同，它們都傾向于更為簡單、更為便捷且便于掌控、清晰且可操縱性。實(shí)際上，現(xiàn)階段數(shù)學(xué)是任何一個(gè)計(jì)算機(jī)的仿真核心，借助數(shù)學(xué)技術(shù)能夠給復(fù)雜且抽象的現(xiàn)象做仿真建模處理，同時(shí)還能夠通過計(jì)算機(jī)技術(shù)完成數(shù)據(jù)流可視化以及縮成，以此來促使人們更快、更為便利以及更為安全的完成對應(yīng)的任務(wù)。當(dāng)前造我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)方面均能夠發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)的存在。例如在進(jìn)行身體檢查時(shí)所做的CT，飛機(jī)模擬、金融業(yè)中的估算技術(shù)、電子自動(dòng)化設(shè)計(jì)、氣象預(yù)測技術(shù)等核心均為數(shù)學(xué)技術(shù)。計(jì)算機(jī)是數(shù)學(xué)技術(shù)作用得以展現(xiàn)的主要載體，而數(shù)學(xué)技術(shù)也是計(jì)算機(jī)技術(shù)得以更新與工作的基礎(chǔ)。

2 數(shù)學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)融合的可行性分析

2.1 信息技術(shù)為數(shù)學(xué)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提供了平臺(tái)

在當(dāng)前信息技術(shù)以及其它現(xiàn)代化技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代背景下，數(shù)學(xué)通過技術(shù)化的方式變成了人們生活中極為重要的一個(gè)組成部分，讓數(shù)學(xué)在科學(xué)技術(shù)以及社會(huì)發(fā)展方面具有的推動(dòng)作用得到了有效展現(xiàn)，同時(shí)也使得科學(xué)技術(shù)得到了一定進(jìn)步。不管是圖形計(jì)算器還是數(shù)學(xué)軟件功能都隨著數(shù)學(xué)技術(shù)發(fā)展而取得了顯著增長，在計(jì)算、圖像繪制、因式分解、符號(hào)演算、數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)以及圖像演示和思維實(shí)驗(yàn)等領(lǐng)域均可以實(shí)現(xiàn)更為快捷且準(zhǔn)確進(jìn)行，另外計(jì)算機(jī)驗(yàn)證功能、聯(lián)網(wǎng)以及編程等功能也因此得到了顯著強(qiáng)化。因?yàn)閿?shù)字經(jīng)濟(jì)、信息處理和諸多探索性的數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)、觀察、分析以及模擬等和計(jì)算機(jī)技術(shù)之間存在著極為緊密的聯(lián)系，所以導(dǎo)致數(shù)學(xué)同時(shí)擁有了科學(xué)以及技術(shù)雙重身份，而這也由另一方面表現(xiàn)出了數(shù)學(xué)實(shí)質(zhì)性的內(nèi)涵。因?yàn)橛?jì)算機(jī)在近些年實(shí)現(xiàn)了飛速發(fā)展，從而讓人們能夠較為快速的處理一些難度較高的非線性類問題，借助計(jì)算機(jī)提供支撐可以揭示出數(shù)學(xué)原本的現(xiàn)象，從而為數(shù)學(xué)發(fā)展提供充足動(dòng)力。

就數(shù)學(xué)的本質(zhì)而言，它實(shí)際上是對當(dāng)前現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行的一種特殊描述、思考、解釋以及理解，它最終的目的是要探索在現(xiàn)實(shí)世界之中蘊(yùn)含的數(shù)和形之間的規(guī)律，從而給社會(huì)發(fā)展以及人類進(jìn)步所服務(wù)。通過信息技術(shù)的支撐使得數(shù)學(xué)思想以及方法得以不斷突破。大量新學(xué)科，例如近代數(shù)學(xué)技術(shù)、信息論以及模糊識(shí)別也隨之而生。將數(shù)學(xué)技術(shù)以及信息技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，讓數(shù)學(xué)領(lǐng)域得到了進(jìn)一步拓寬，變成了數(shù)學(xué)探索新型平臺(tái)。

2.2 信息技術(shù)以及數(shù)學(xué)技術(shù)二者相互促進(jìn)

數(shù)字技術(shù)實(shí)際上是和信息技術(shù)同時(shí)出現(xiàn)的一門科學(xué)技術(shù)，數(shù)字技術(shù)能夠?qū)D、文、聲以及像等轉(zhuǎn)換成電子計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的二進(jìn)制的數(shù)字，即“0”和“1”，從而使得借助信息技術(shù)對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行加工或傳播。數(shù)學(xué)技術(shù)的轉(zhuǎn)換功能為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、資料檢索、數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)操作等信息技術(shù)提供了有力保障，而信息技術(shù)的發(fā)展同樣也為數(shù)字技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化創(chuàng)造了條件。

盡管信息技術(shù)在數(shù)學(xué)技術(shù)的作用下取得了極大發(fā)展，但是數(shù)學(xué)世界同樣也因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)的進(jìn)步而產(chǎn)生了極大的改變，并且還對世界產(chǎn)生了極為深遠(yuǎn)的影響。由于信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用時(shí)的當(dāng)前數(shù)學(xué)變得更為顯示，而且也讓數(shù)學(xué)模型這一思想達(dá)到了一個(gè)較高水平。借助信息技術(shù)，數(shù)學(xué)家能夠?qū)㈩^腦之中抽象的“數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)”轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，而且也可以模擬復(fù)雜且難以理解的理論概念與過程。雖然幾何關(guān)系復(fù)雜多變，但是借助計(jì)算機(jī)的動(dòng)態(tài)繪圖功能便可以進(jìn)行快速表示?？偠灾?，信息技術(shù)讓數(shù)學(xué)思想得到了充分展現(xiàn)，讓數(shù)學(xué)方法實(shí)現(xiàn)難度得到了極大程度降低，而數(shù)學(xué)以及數(shù)學(xué)技術(shù)的發(fā)展也反作用于信息技術(shù)，推動(dòng)了它進(jìn)一步的完善、優(yōu)化和發(fā)展。

2.3 數(shù)學(xué)技術(shù)和信息技術(shù)二者緊密結(jié)合

所謂數(shù)學(xué)技術(shù)，它又被稱作數(shù)碼技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)字技術(shù)以及數(shù)字控制字?jǐn)?shù)，它是一項(xiàng)和電子計(jì)算機(jī)相伴而生的科學(xué)技術(shù)，因此它和信息技術(shù)之間存在著極為緊密的聯(lián)系。而信息技術(shù)主要的功能就是對信息以及數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、檢索和傳輸，這些功能都需要借助數(shù)字技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。例如其中的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)，實(shí)際上就是借助數(shù)字技術(shù)將對應(yīng)的文字、視頻或者圖片進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換處理，使其變成0 和1 兩個(gè)數(shù)字，同時(shí)將所得到的數(shù)字寫入到對應(yīng)的存儲(chǔ)裝置內(nèi)。倘若需要對信息進(jìn)行讀取處理，則可以進(jìn)行反編譯，將數(shù)字還原為原本的文字、視頻以及圖片。

應(yīng)用信息技術(shù)能夠有效調(diào)動(dòng)人們對于數(shù)學(xué)研究、探索的興趣，從而使人們能夠積極主動(dòng)地進(jìn)行思考和探索，以此使數(shù)學(xué)以可視化以及人文化等新形態(tài)展示在大眾面前。通過計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠展現(xiàn)出更為優(yōu)質(zhì)、更為豐富且更為直觀的幾何內(nèi)容，例如可以將分型模型以及動(dòng)態(tài)化較為復(fù)雜的曲線進(jìn)行展現(xiàn)。計(jì)算機(jī)中最為基礎(chǔ)的一項(xiàng)功能即科學(xué)計(jì)算，借助該項(xiàng)功能能夠在較短的一段時(shí)間中對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行有效收集以及處理，同時(shí)做出對應(yīng)的判斷并形成公式，進(jìn)而構(gòu)建出相關(guān)的理論。在數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)同樣具有極大作用，例如在火箭發(fā)射、軍事演習(xí)、核彈爆炸以及汽車橋梁的設(shè)計(jì)工作中都需要利用計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。隨著計(jì)算機(jī)介入深度不斷增加，從而讓數(shù)學(xué)應(yīng)用以及普及程度得到了有效提升，當(dāng)前信息技術(shù)已經(jīng)逐漸被融入到各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域之中，而且均取得了較為理想的成績，由于數(shù)學(xué)技術(shù)價(jià)值和功能不斷的被發(fā)掘，從而導(dǎo)致人們對于數(shù)學(xué)認(rèn)知也更為全面以及深刻。

就目前來看，信息技術(shù)以及數(shù)字技術(shù)的融合內(nèi)容主要包括以下幾方面。首先是信息存儲(chǔ)數(shù)字化。在傳統(tǒng)的信息傳輸過程中極易受到距離和噪聲影響，但是基于數(shù)字技術(shù)以及信息技術(shù)的新型傳輸方式則能夠有效避免上述因素影響，其能夠重復(fù)再生，借助檢錯(cuò)能夠有效消除傳輸過程中因噪聲干擾所致的錯(cuò)誤信息，從而增強(qiáng)信息抗噪聲以及抗干擾等能力，極大提升了信息傳輸?shù)乃俣取Ｆ浯问切畔⒆詣?dòng)化處理。數(shù)學(xué)技術(shù)會(huì)在一定程度上依賴數(shù)字壓縮技術(shù)，在信息傳輸以及存儲(chǔ)過程之中，對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效壓縮極為關(guān)鍵。由于信息數(shù)據(jù)間存在著一定聯(lián)系，因此極易產(chǎn)生信息冗雜等問題，此時(shí)便可以記住數(shù)學(xué)技術(shù)來壓縮數(shù)據(jù)信息，從而保證信息的完整性和流暢性。

3 信息技術(shù)以及數(shù)學(xué)技術(shù)發(fā)展前景

自上個(gè)世界八九十年代之后，我國便將信息以及計(jì)算科學(xué)中的數(shù)學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)劃分至數(shù)學(xué)專業(yè)之中，其主要的研究方向即通過現(xiàn)代化的計(jì)算設(shè)備處理實(shí)際工程以及科學(xué)問題的數(shù)學(xué)方法和理論基礎(chǔ)。由于科學(xué)技術(shù)在前些年取得了質(zhì)的飛躍，因此當(dāng)前我們已經(jīng)進(jìn)入到信息時(shí)代，人們通過發(fā)掘、整理以及收集和分析信息技術(shù)能夠讓社會(huì)發(fā)展進(jìn)程得到有效增強(qiáng)，但是在針對所收集到的信息進(jìn)行專業(yè)化處理時(shí)往往需要借助一些具體化的計(jì)算數(shù)學(xué)以及統(tǒng)計(jì)分析手段來系統(tǒng)化的統(tǒng)計(jì)與整理上述冗雜信息，以此來增強(qiáng)信息準(zhǔn)確性。隨著信息技術(shù)和數(shù)學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展以及融合，未來二者的側(cè)重點(diǎn)也會(huì)發(fā)生一定轉(zhuǎn)變，優(yōu)化基本的信息操作將變成兩種技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)，因此我們一定要對信息采集、密碼技術(shù)以及遙感技術(shù)等做進(jìn)一步的優(yōu)化。在當(dāng)前發(fā)展過程之中，必須要強(qiáng)化人才自身思維的靈感以及機(jī)械思維之間的對接，當(dāng)開展與探索信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展途徑是需要將思維盡可能拓展、開闊視野、發(fā)揮想象以及提高認(rèn)識(shí)深度。要將信息技術(shù)和數(shù)學(xué)技術(shù)通過合理的形式進(jìn)行融合并應(yīng)用至當(dāng)前較為熱門的人工智能、信息論研究和計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域中，利用逐步完善的方式強(qiáng)化信息與數(shù)學(xué)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域中的研究質(zhì)量，同時(shí)還可以根據(jù)設(shè)備具體情況和控制裝置做對應(yīng)的設(shè)計(jì)與研制，基于全面智能化和自動(dòng)化，最大程度緩解人腦負(fù)擔(dān)，從而有效提升人類生存質(zhì)量，并且使得人類認(rèn)識(shí)與改造自然等能力得到有效強(qiáng)化。

就目前來看，想要讓信息資源具有的作用得到充分發(fā)揮，就必須要利用具備專業(yè)數(shù)學(xué)計(jì)算方法和統(tǒng)計(jì)分析方式的人才針對信息做展業(yè)傳輸和處理，然而在當(dāng)前實(shí)際發(fā)展過程之中，我國還缺少與信息技術(shù)和數(shù)學(xué)技術(shù)相關(guān)的人才，為此我國在前些年在各個(gè)高校之中設(shè)立了計(jì)算科學(xué)與信息專業(yè)，借此來系統(tǒng)且科學(xué)的培養(yǎng)精通數(shù)學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)的專業(yè)型人才。通過這種方式讓數(shù)學(xué)技術(shù)良好發(fā)展得到了有效保障同時(shí)還讓信息技術(shù)和數(shù)學(xué)技術(shù)發(fā)展質(zhì)量與效率得到了顯著增強(qiáng)。

4 結(jié)束語

綜上所述，在當(dāng)前時(shí)代背景下，將數(shù)學(xué)技術(shù)與信息技術(shù)進(jìn)行有效融合有著極為關(guān)鍵的作用和意義。信息技術(shù)為數(shù)學(xué)理解以及數(shù)學(xué)技術(shù)的探索提供了良好的平臺(tái)，讓數(shù)學(xué)理解難度得到了顯著降低，從而使數(shù)學(xué)走進(jìn)了生活與現(xiàn)實(shí)，變得更為情景化。通過信息技術(shù)與數(shù)學(xué)技術(shù)的融合可以實(shí)現(xiàn)技術(shù)交互，有助于二者共同發(fā)展。在現(xiàn)階段，信息革命和信息以及計(jì)算科學(xué)專業(yè)不斷發(fā)展創(chuàng)造出了一個(gè)相對出色的發(fā)展前景，而信息技術(shù)和數(shù)學(xué)技術(shù)也借助社會(huì)發(fā)展實(shí)現(xiàn)了不斷優(yōu)化與完善，并且開始對人們生活產(chǎn)生影響，以此有效刺激了當(dāng)前社會(huì)發(fā)展與進(jìn)步過程中對于信息技術(shù)和數(shù)學(xué)人才的需求。在未來發(fā)展過程中一定要加大對于數(shù)學(xué)技術(shù)以及信息技術(shù)綜合型人才培養(yǎng)的力度，以此來促使計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)學(xué)技術(shù)應(yīng)用范圍、發(fā)展速度的提高，并保證我國社會(huì)發(fā)展緊跟時(shí)代發(fā)展腳步，以此保證信息技術(shù)和數(shù)學(xué)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)良好融合與進(jìn)一步發(fā)展。