数学在计算机里的应用

数学在计算机中的应用

摘要：结合自身的学习经历和所接触的数学与计算机知识，来谈一下自己对计算机应用的理解和认识，在文章中针对不同的课程可能会谈到一些具体的应用，但重点想突出数学方法与思维对计算机应用的影响。

关键字：离散数学C语言数字逻辑算法设计与分析

上了是十几年学，数学可以说是我的老朋友了。从幼儿园的识数开始，到如今的高等数学，数学学习始终贯穿这我的学习历程，中我们也不难发现数学在教育中的地位。数学作为一门基础课程，它的身影可以说是无处不在的。作为一名计算机系的学生，本来以为可以摆脱数学的”噩梦”的，但是接下来的学习让我再一次失望了。原来学计算机，除了学习高数，线性代数，数理统计外，还要学习一科专门为计算机开设的《离散数学》。

记得在一节课上，一位老师说过：“一位从本科就是计算机专业的博士说：‘研究计算机就是研究数学’。”虽然我现在无法体会到这句话，也不论这就话是否完全正确，但它总能说明了一点：数学在计算机中必然会发挥巨大的作用。

作为一个大三的本科生也许我的知识不够全面，理解也不是那么透彻，我在此只想根据自己的学习经历来谈一下个人的见解—数学在计算机中的应用。

也许我们小的时候，只知道学习数学有趣。等我们慢慢长大，随着学习的深入，我们总是喜欢问这样一个问题：学数学有什么用呢？我们总是告诉自己，学会加减乘除就足以应付生活了，再学深入那些抽象的知识一点用处也没了。其实数学作为一门基础课程也许在现实中确实没有什么用处，但数学作为一种工具，它很好地锻炼了我们的思维，让我们的思维变得活起来。而在计算机中，大家也都有一个共识：学不好数学的人也很难学好计算机。虽然这个也有点片面，但我们不否认这其中总有一定道理的。计算机的知识也是相当抽象化的模型，需要我们具有良好的逻辑思维户外清晰地脉络，而数学好的人这种思维往往是比较突出的。因此，我们经常发现，现实中有非常多的搞计算机搞得比较好的，他们的前身是学数学专业的。从基础方面，数学思维为计算机的学习打下一个良好的基础，站在今天，我不再去抱怨以前的数学学习是多么的艰难，而是有一种风雨之后见彩虹的喜悦，我不能否认，数学确实对我在计算机中的学习产生了潜移默化的影响，而这种影响确实是那么的有益。

记得刚开始学习编程的时候，接触的《C语言程序设计》，程序里的许多样题都是一些小的数学案例。用计算机程序计算和1+2+…+100=，求1！+2！+…+10!=….等，我想大家都不会陌生。是的正是这些小的数学例题，把我们的计算机学习一步步的引向远方。这些样题虽然不难，但它却包含了许多的思想。编程确实是用一种计算机的语言来表达数学的思想。我们必须像往常一样有一个明确的条理性，找出其中的规律，然后一步步求解。不过不同的是，现在不再需要我们在纸上用笔一步步的演算，而是把我们的思维赋予计算机来演算。

接下来的学习，作为一名计算机的学生，总要接触一门《离散数学基础》。刚开始我们会产生一个疑问，我们学计算机的干嘛要学习那么多数学。但随着老师的介绍，我们只能默默接受计算机学子的命运，别抱怨了，埋头学吧！介绍说：离散数学是研究离散量的结构和相互关系的学科，它在计算复杂性理论，软件工程，算法和数据结构，数字逻辑电路等各领域都有广泛应用，同时也能适当培养学生的抽象思维和慎密逻辑推理能力。也许那时候还感觉软件工程，数据结构还很陌生，感觉到学习数学依旧痛苦，没有感到那些抽象的理论到底有什么用啊，不会是在吓唬我们吧？但接下来在以后的学习中，它的确得到了广泛应用。

当升入大二后，作为计算机四大核心基础课程的《数字逻辑》出现在了我们的面前，粗略的翻一下你不难发现里面除了电路图之外，剩下的是大量的数学逻辑运算。在这里似乎又是换了一身衣服的数学。数学作为一门工具课程，而计算机又为了更好的解决现实问题，这种结合不是偶然的，而一种必然的结果。计算机解决问题的最有效方式是把现实问题抽象化，因此，我们通过数学知识建立的大量的数学模型。在计算机应用中，数制是我们必须接触的知识，我们用0和1来表达电路的有无，电平的高低等，然后把复杂的电路用逻辑式表达，接着通过数学表达式对其进行化简，这有效地减轻了电路的复杂性，更利于我们现实中的应用与学习。具体而言：这正好与我们之前学到的‘或’，‘与’，‘非’门的运算，也许放在初高中的的学习阶段我是很难理解这些奇怪的数学知识的用处的，但真正在计算机中把他们应用于现实，我不仅对计算机应用有了更好的理解，对数学的作用也有了一个更好的认识。

要讲到数学思维在计算机中的应用，让人不得不提起《数据结构》和《算法设计与分析》，作为计算机核心课程。当接触到《数据结构》的时候，里面有非常多的敏感词汇，例如，矩阵，二叉树，哈希表等，这注定了计算机应该与数学的不解之缘。我们通过数学中的矩阵来实现计算机中对数据的压缩存储，利用数学中的二叉树知识来对计算机中的数据进行遍历，利用图论的知识来实现计算机的深度与广度优先搜索，利用哈希表处理冲突以及查找…..。像这样的数学知识在数据结构中的应用还有很多很多，我无法一一列举，但我们不难感受到数学方法在计算机应用中的优秀表现。

我的知识是有限的，所以理解难免有些片面。但是数学和计算机应用的紧密结合确实是不容置疑，有目共睹的。作为一个专业的计算机学生，以后将会努力学习的。把数学的优秀思维带入我的专业中，将来也发挥出自己的优势，更好的服务社会。

参考文献