计算机数学的主要特征与发展探析

马立典

摘要：数学作为自然学科的基础，在很多学科和各行各业都有着广泛的应用。当然，计算机也不例外。与传统数学学科相比，计算机数学有着明显的不同。计算机数学是将所有需要计算机处理的东西进行数学化，其根本研究就是对算法的研究。计算机数学算法的研究是极具逻辑性和理论性的，有着十分严谨的计算结构。随着对计算机数学理论研究的深入，人们对计算机数学的发展也提出了更高的要求。

关键词：计算机;数学;发展

（一）什么是计算机数学

提到计算机，相信很多人都不会陌生，那么提到计算机数学，很多人就会十分疑惑，数学就是数学，为什么会和计算机产生联系？这是因为计算机就好比人的大脑，他执行的每一项指令都是人们提前输入好的逻辑运算，正因为有了严谨的逻辑运算，计算机才能够按照人们的指令一步一步的进行下去[1]。而这种指令就是计算机数学。它实际上是一种算法，就像最简单的电子计算器一样，加减乘除就是人们提前输入好的算法。想要计算机严密的执行人们的指令，计算机数学提供的算法必须做到结构缜密、逻辑严谨，这样计算机在执行我们的指令时，才不会出现错误[2]。在计算机数学算法研究中，作为工具的数学提供的是一种离散数学。顾名思义，这种算法的研究对象是离散的，主要包括抽象代数图论、集合论以及组合数学等[3]。而离散数学与传统数学的根本区别在于，离散数学更侧重于对相关算法的研究，这与传统数学研究对象是结构与分类是有差别的。

计算机数学早已应用在各行各业，就拿汽车领域来说，现在很多汽车厂家都在研发自动驾驶技术。这项技术的底层逻辑就是计算机数学[4]。自动驾驶离不开摄像头或者毫米波雷达对汽车前方障碍物的捕获，摄像头或毫米波雷达可以将捕捉到的信号进行数学离散化处理，并将处理后的信息进行快速的计算，根据自动驾驶计算机数学算法的处理可以准确的判别捕捉到的信号究竟何种障碍物。根据对障碍物类别进行分析，进而决定汽车是否应该进行立刻停止。假如根据计算机算法计算出前方突然出现的障碍物是一个人，那么算法就会紧接着发出停指令指令，在计算机的执行下就可以使汽车停住。在畜牧业领域，同样能够应用得到计算机数学。就拿养鸡场来说，人们可以利用自动化生产线对母鸡生出的鸡蛋是否为受精卵进行筛选。人们将母鸡生出的鸡蛋放在传送带上，在传送带的一端会有一个探照灯，探照灯会不断向鸡蛋进行照射，然后将照射的结果反馈给计算机。此时计算机数学的算法就会对反馈结果进行分析，输入变量就是照射鸡蛋产生的不同影像，根据不同影像就可以判断出哪枚鸡蛋是受精卵，哪枚鸡蛋不是受精卵。如果判定为不是受精卵，那么机械手臂就会自动的将这枚鸡蛋拿出，而剩下的鸡蛋就都是受精卵，就可以孵出小鸡。由此可见，利用计算机数学可以极大地方便人们的生产和生活。

（二）计算机数学的学习与发展

计算机数学是极其复杂的，想要学好它，就必须要具备极强的数学基础，同时还有具备极强的耐心和恒心，最重要的是还要有坚持刻苦的决心。计算机数学不仅包含我常规数学的导数、积分、微分与极限，还包括了向量代数、空间几何解析、微分法、线性代数、重积分以及曲线积分等。就拿线性代数这部分来说，不但包含了线性方程、行列式矩阵，还包括了线性变换、特征向量、向量空间与二次型等内容。由此可见，想要学好计算机数学，是需要下很大的功夫的。不过随着计算机科技技术的发展，越来越多的高校已经开展了计算机数学这门课程，越来越多的高中毕业生开始关注到这门学科。同时国家和社会越来越重视对计算机技术的发展，相信不久的将来，计算机数学方面的人才会越来越多，他们会在社会的各行各业贡献出自己非凡的力量。在学习计算机数学的时候，我们要转变观念，不能以传统的学习方式来进行学习，我们要把理论知识与实际进行连接，在实际操作与实践中不断强化自己的计算机数学基础。

计算机数学的发展已经如火如荼的进行了。计算机数学的发展包括了计算机控制、计算机模拟研究和生产过程设计。其中计算机控制衍生出了两种方向，分别是工况控制和参数控制。其中工况控制就是利用计算机数学技术设计出一种算法，将生产时的最优工况寻找出来。这样工厂自动化生产线就能时刻以最高的效率进行生产。同理，参数控制就是利用计算机数学找到最优的参数使生产效率达到最高。计算机模拟研究就是学生在掌握了理论基础知识以后，可以通过各种参数之间的关系来进行数学建模，在这种模型下对各种生产工艺进行模拟，并根据模拟结果对工艺参数进行优化，从而找到最适合生产的工艺。生产过程设计其实是一个静态的过程，它的根本就在于可以将生产流程和生产设备提前进行安排，并将工艺参数提前输入到计算机当中进行模拟，在模拟过程中以此来判定生产的稳定性。计算机数学的发展离不开不断的学习，只有不断的学习，才能充分的掌握这门技术。

结语

本文主要对什么是计算机数学和计算机数学的学习与发展进行了阐述。计算机数学早已应用在了各行各业，利用计算机数学技术我们可以实现很多功能，解够决很多问题。计算机数学与计算机技术相结合，极大的提高了人们的生产劳动力，为社会的进步起到了促进作用。因此国家才大力推进计算机数学的学科建设。 但是计算机数学具有极其复杂的特性以至于特别难以学习，这就要求我们高校学生在学习这门课的时候必须不断的努力，要比其他人多掌握更多的数学方面的知识。在计算机数学学科建设上，高校应理论联系实际，在学生完成理论基础知识的学习后，要进行实践操作训练。实践操作的训练需要政府和社会提供场所，需要企业来提供必要的设备和技术支持。因此，计算机数学想要发展，就必须依靠学生、老师、社会和企业共同来完成。相信随着计算机技术的发展，计算机数学领域的人才必定会越来越多。

参考文献：

[1]金雨书.数学教学与计算机数学实验研究[J].信息与电脑（理论版），2020，32（12）：241-243.

[2]武静.关于高校计算机数学改革与发展策略的研究思考[J].科技展望，2015，25（23）：286.

[3]高小山.計算机数学的发展与展望[J].中国科学院院刊，2012，27（02）：189-196.

[4]黎玲.案例教学法在高职计算机数学教学中的应用[J].教育观察（下半月），2017，6（04）：75-77.

成都理工大学  四川  成都  610000