数学对计算机人工智能发展的重要性研究

冯慧明

摘要：本文中首先分析了数学在计算机人工智能发展中重要性，其次讲述了当前人工智能发展过程中一些特点。然后再通过对计算机人工智能在发展中存在一些问题进行分析，最后结合实际情况对数学在计算机人工智能发展中具体应用进行探析。

关键词：数学;计算机人工智能;发展过程

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）11-0224-02

0 引言

计算机人工智能在学术界中的Darmouth协会中又被称为机器智能，科学家们通过数学理论知识将多种学科进行综合性的累积，进而对人工智能进行综合性的发展。在人工智能的发展过程中，科学家将计算机科学技術、信息理论技术、心理学知识、人类神经生理学知识和多种语言学知识进行相互融合，从而利用计算机中的应用系统对人工智能进一步进行开发。其目的是为了让人工智能通过自身的智能系统从而获得和人类相近似的智能活动能力和大部分的仿生能力，进而通过数学理论知识对计算机人工智能的科学化进行进一步的延伸。

1 数学在计算机人工智能发展中的重要性

数学是一项具备极强科研型和工具性的学科，数学这门学科在具体工作过程中具有极强的抽象性能。因此在科研工作过程中，科研工作者可以利用数学的抽象性与计算机进行结合，从而在科学研究领域发挥出更大的作用。伴随着人工智能的发展，通过将数学理论在人工智能中进行运用，从而更好地对计算机人工智能中的几何进行分析，并且利用离散数学对计算机人工智能的仿生技术进行计算，还可以利用有限单元方法对计算机人工智能的数值进行具体的求解。同时计算机人工智能在发展过程中离不开软件的编程。而数学这门学科却恰恰正好是计算机科学的发展基础，在计算机科学中可以利用离散数学中的学科理论、方法和技术，对计算机中的软件编程进行精确的描述，从而可以对计算机内部各种应用程序进行全方面的考察。同时利用数学理论知识还可以对计算机上运行的程序进行改造，由于计算机人工智能中的运行程序大多数都是由数据进行组合，因此利用数学理论知识中逻辑和代数的方法，可以将数据进行离散化，从而更有利于提高计算机运行程序和算法的效率。

2 当前计算机人工智能发展过程中的特点及目的

当前计算机人工智能在发展过程中正朝着社交化的方向进行发展，这一观点是由腾讯公司董事马化腾提出的。在我们的日常生活过程中，不论是我们的衣食住行还是日常生活所需，都存在着人工智能技术的身影。通过计算机人工智能技术，人们可以更方便的进行页面的交流，同时通过计算机人工智能技术还可以在网络上搭建人与物进行交流的平台。而计算机网络人工智能技术正是网络平台中人与人和人与物进行无缝交流的纽带之一。

计算机人工智能技术在发展过程中其根本目的就是通过人工智能让人类生活更加健康，现如今我们身边的计算机人工智能渗透进我们生活中的方方面面，很多地方应用人工智能都改变了当地简单的劳动生产力，并且通过计算机人工智能平衡了个别地区社会生产和人类生活工作的矛盾问题。

3 当前计算机人工智能在发展过程中存在的问题

当前计算机人工智能技术在发展过程中主要存在的问题有计算机人工智能技术在语言理解能力上较弱和计算机人工智能在具体应用过程中识别能力较差。

3.1 计算机人工智能的语言理解能力较弱

计算机人工智能技术在实际的生产过程中，由于计算机对语言理解能力存在着一定的不足。因此计算机在实际工作过程中并不能对语言进行充分的理解，同时也区分不了语言种类之间的复杂性。目前在市场上发售的计算机语言翻译器，正处于初步研制阶段。这些计算机语言翻译器通过数学算法对人类的语言进行进一步规范，可以利用数学知识将人类的语言进行进一步的造句和理解。但是在实际应用过程中计算机语言翻译器却远不能去理解人类语言句子之中的意思。因此计算机人工智能语言理解能力在发展的过程中还未取得明显的成就。

3.2 计算机人工智能的模式识别较差

目前计算机人工智能技术，在研究和开展模式识别的过程中可以初步通过数学理论的方法对外部物体进行一定的智能识别。但在具体的应用过程中，计算机人工智能的模式识别与人类的感官识别远远不能相比，由于人类是通过自身的形象思维能力和具体的识别手段对外物进行识别，而计算机人工智能的识别模式只是通过数学理论中的模糊分析算法和计算机内部的数据对外部进行简单的模式识别。

4 数学在计算机人工智能发展中的具体应用

数学理论知识在计算机人工智能发展中的具体应用有通过数学理论知识可以在计算机人工智能中利用符号进行计算，同时还可以通过数学理论知识加强计算机人工智能的网络安全。

4.1 在计算机人工智能中利用符号计算

利用数学理论知识，在计算机人工智能中进行符号计算的主要手段有具体两种。第1种是通过纯数值的方式进行计算，在计算机人工智能技术中进行求函数值计算，这种计算方法就是通过符号对具体的数值进行代数运算。第2种是通过C语言代码进行计算，随着近些年计算机网络技术以及人工智能的不断发展和普及，在人工智能具体代数系统运算过程中多种计算机软件也相应的出现。例如，Maple和Mathematic的c语言运算软件，利用这些软件就可以在计算机人工智能的运用过程中进行数学符号计算。

4.2 通过数学加强计算机人工智能的网络安全

通过数学理论知识和技术方法在计算机人工智能中的运用，可以进一步加强计算机人工智能技术中的模式识别以及自动处理功能。由于计算机人工智能中的模式识别是研发人工智能机器基础，从而通过数学理论知识可以将人类的具体思维和行为方式转化成数据代码从而储存在计算机中，这样计算机就可以在具体的运行过程中通过对数据代码进行分析，从而达到、更准确、更高效的识别语音和面孔。同时利用数学理论知识内部的模糊算法和离散型知识可以对计算机网络安全管理中的入侵检测技术和防火墙技术进行加强。计算机网络安全中防火墙技术是保护计算机人工智能技术在运行过程中网络安全的基础，利用数学理论知识，对防火墙内部ssl中的数据进行加密，这样防火墙就可以更高效地阻止外部应用程序对人工智能内部系统进行攻击。

4.3 在程序运算中应用数学知识

人工智能技术的程序设计过程中，通常越是复杂的程序就需要运用各种不同的数学知识。例如，在程序设计过程中运用数学知识中的逻辑思维、数据结构和数学算法等等。数学知识在人工智能程序中最经常被应用的主要有以下三种，枚举、递归和排序。由于人工智能计算机的程序是一个过程或是函数在其定义上用来直接或间接调节自身的一种手法，并且计算机程序还是一个被命名的整型常数集合，因此通过枚举可以对计算机程序进行归纳推理，运用递归可以对计算机程序进行再次定义。此外，排序功能还可以在程序中选择一个衡量因素，然后在程序中按照这个因素进行排列。

参考文献

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