应用数学对促进信息化发展的探讨

何雨蔚

[摘要]现代进入到信息化的社会，互联网、大数据渗透到各个领域，应用数学体现出现代信息化发展中不可替代的作用和意义，要全面分析应用数学在信息化中的表现，明晰应用数学对于推动信息化应用的重大意义和作用，充分利用应用数学分析和解决不断变化的信息化新问题，推动信息化向更高的层次发展和迈进。

[关键词]应用数学;信息化;发展

[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1671-5918（2019）01-0160-02

doi：10.3969/j.issn.1671-5918.2019.01.071 [本刊网址]http：//www.hbxb.net

应用数学是相对抽象的数学理论和方法，涵盖微分方程、复变分析、数值方法、数学模型等不同内容，在信息化不同领域可以看到应用数学的具体表现，并对不断变化的信息化问题进行分析、处理和解决，使数学理论能够为实际工作提供应用指导，成为信息化工程领域中解决问题的工具，另一方面也使应用数学拓展出新的研究方向。

一、应用数学与信息化概述

应用数学是将数学理论与实践应用相结合的一种研究方法，它以数学相关理论为依托，对社会现象和事物进行科学合理、深刻的分析和研究，运用微积分方程、向量分析、矩阵、复变分析、数学模型等工具发现和分析生活领域中的各种问题，对其加以科学合理的解决。

信息化的快速发展离不开应用数学理论和方法的支撑，它是通过智能信息化工具进行信息采集、处理、传输、存储、分析和利用，涵盖数据安全和系统安全等信息安全内容，可以充分利用应用数学这一数据处理媒介，实现对相关信息化数据问题的分析和处理，推动应用数学与信息安全的有效链接，确保了信息来源、方向和内容的真实准确性和完整性，避免了信息在使用过程中的泄露和扩散。

二、应用数学在信息化领域中的具体表现分析

应用数学广泛地应用于信息化各个领域，尤其是在当前网络数据流量激增的态势下，应用数学的应用范围、领域正在不断延伸和深化，并在信息传播媒介不断创新和复杂化的趋势下，引入应用数学相关模型，可以為信息化发展提供全新的思路和方向。例如：新型无线传感器网络的开发使用必须充分运用应用数学的相关数学理论和方法，对拓扑算法中的问题进行数学解析和处理，计算出各个网络节点的具体位置、能量等信息，更好地优化拓扑结构，解决网络在传输速度、传输方法的缺陷和问题。

（一）应用数学在网络科技中的应用。网络科技是基于一定的程序语言，生成虚拟图片、图像及动画，实现网络共享、服务和利用，它是通过物理链路连接各个孤立的工作站或主机，组成数据链路，通过网络协议、信息互换、网络操作系统等实现网络资源共享，使社会生活向信息化、网络化的方向发展。在当前网络结构日益复杂的发展趋势下，网络技术必须引入更加先进的科技手段，将应用数学的理论和方法应用于复杂网络体系之中，创建新型的问题结构模型，成为网络科技的有力支撑。如：可以将应用数学的几何原理应用于新型无线传感系统网络之中，以合理的假设分析和解决网络传输及方程式方面的问题，更好地推进科技进步和创造。

（二）应用数学在模式识别和图像处理中的应用。网络世界蕴含大量的文字、图像、声音等信息，要对这些信息进行有效的模式识别和图像处理必须依赖于科学识别系统，要充分运用应用数学的函数理论和方法，鉴别和归纳各种网络信息，并运用数学统计理论和方法分析处理非数学化的信息，较好地实现高匹配率的数字化处理和鉴别。同时，在模式识别和图像处理中的各种关键性问题也要引入应用数学的相关理论和方法，如：基于脉冲噪声检测的图像滤波方法、彩色图像区域分割应用、基于不变矩方法的图像特征提取等，在模式识别和图像处理的关键性问题之中都要运用应用数学的理论和方法加以分析，如：模糊识别、统计识别、人工神经网络识别、句法结构识别等，并将模式识别方法应用于指纹识别、医学图像识别、工业检测等领域，有效地提升信息处理速度和价值。

（三）应用数学在网络安全中的应用。应用数学还可以广泛应用于网络安全领域，如：身份认证和数据加密等，数据加密是通过计算机程序对特定信息进行机密处理，使之成为无法直接读取的数据代码，必须经由解密的方式才能破译，较好地保障网络信息安全。数据加密主要采用私用密钥加密技术和公开密钥加密技术，寻求基于密钥的新算法，实现一次非线性变换，体现出高加密强度、快速的特点。尤其是在金融交易领域之中，网络安全的意义更加突显，必须运用身份认证和数据加密技术，实现对金融用户数据的安全保护，要不断运用应用数学理论和方法，创新支付信息、账户信息等安全机密手段和技术，利用矩母函数、特征函数、概率母函数、算法函数为数据加密提供强大的技术支撑，更好地保障用户交易安全。

（四）应用数学在数据挖掘中的应用。网络信息数据挖掘是在庞大的网络数据库中找寻关键性的信息并加以合理利用，在数据挖掘活动中要进行数据简化、数据转化、数据清理，这就需要运用应用数学理论和方法，可以将应用数学应用于数据挖掘之中，具体包括有：（1）探索数据分析。利用简易统计参数以及图形演示观察和分析数据集，了解和把握数据模式和变化趋势;（2）描述模型。可以运用密度估算、从属模型、聚类分析及算法，实现对数据模型的描述;（3）预测模型。可以运用分类和复原的数学方法进行预测，建构可以通过其他变量价值推断一个变量价值的模型;（4）发现模式和规则。在交易数据库之中通常会应用到关联规则，它是基于数据控制软件产品算法支持下的一种规则，包括有顺序、关联、连接分析等，例如：在超市中的消费者可能会在购买牛奶的同时，也会同时购买橙汁、果酸等饮品。另外，还有一些统计分析、聚类分析、决策树等应用数学方法，也可以较好地应用于数据挖掘和二次利用之中，不断推进数据挖掘的深化与创新。

（五）应用数学在信息管理中的应用。应用数学也可以较好地应用于信息管理之中，重点解决半结构化的问题，基于一定的数学模型提升信息管理效能，使信息管理决策更加科学化、合理化。如：可以建构企业物料需求预测模型，定量、准确地分析订单数量、交货日期、历史销售数据，据此进行企业经营数据管理决策，降低库存成本，提升采购速率。其应用途径可以采用建构经济模型资源平台的方式，采集经济信息管理中的各种数据，提升数学应用的有效性，规避模型变量不可预测性的缺陷。另外，还可以通过对SPSS、SAS、JAVA等知识的熟练掌握，才能更好地促进经济模型信息化的实现。

三、应用数学对信息化发展的促进作用分析

（一）扩大了信息化范畴

应用数学在信息化发展和扩张的过程中起到了不可小觑的作用，使各行各业进入到信息化建设的“快车道”，为不同领域提供了科学先进的理论方法支撑和全新的研究思路。例如：在企业信息化建设过程中，可以引入应用模糊集合论和主成分分析方法，综合评判企业信息化建设水平，量化企业信息化建设的各指标权重，建构企业信息化指标体系，包括有信息资源与装备类指标、信息技术普及及发展类指标、信息技术利用率指标等，使之覆盖企业信息化的界定范围，实现各类评价指标数据的无量纲化，较好地实现企业信息化指标的定量化数值及评价，用于企业纵横向的比较和分析，使之成为企业信息化建设的发展方向和决策依据。又如：在图书馆信息化建设进程中，也可以充分运用应用数学的相关理论和方法，将多层次模糊数学模型应用于图书馆服务质量评价，建构以LibQUAL+为主流的服务质量评价模式，运用模糊数学中的模糊综合评判法，建构数学相关模型并进行因素权重分析，科学准确地获悉图书馆服务质量评价结果。同时，在高校图书馆信息化建設过程中，还可以采用层次分析法建构评价模型，计算各个评价指标的权重系数，科学评判高校图书馆信息化建设水平。

（二）优化信息化价值

随着互联网、大数据技术的不断发展，衍生出容量日益增多的各种结构性、半结构性、非结构性数据，显示出信息化系统数据内容复杂、无序的一种状态，对此必须引入应用数学相关理论和方法，对信息化系统进行优化，可以采用信息挖掘技术，提取信息数据库的有价值信息，减少信息混乱、冗长的无序现象，使用户能够快速有效地获取自己所需的有价值信息，为社会发展和进步提供强劲的信息支撑，充分突显信息化的现实应用价值和效能。例如：可以运用数据挖掘技术，挖掘网站日志信息，获取并分析网站的目录、页面抓取信息，全面准确地分析网站的状态码信息，从而较好地帮助网站的优化与完善。又如：可以将数据挖掘技术应用于信息化系统架构之中，利用可视化分析和表达方式，为用户呈现出文字、图表、专题地图、OLAP报表等，较好地促进信息化决策的准确性和科学性。

（三）实现应用数学与信息化的协同进步和发展

在应用数学不断促进信息化发展和优化的过程中，同时也在不断对应用数学进行反复推敲、实验和测试，通过信息化实践发现应用数学理论体系中存在的缺陷和不足，更好地推动应用数学学科的发展。例如：数据加密算法就在信息化应用实践中不断优化和创新，原有的数据加密算法主要有公开秘钥密码、DES算法等，而多步加密算法是一种崭新的加密算法，它是基于信息化发展实践中而生成的，运用一系列的数字产生可重复性、伪随机化的数字序列，可以较好地保证信息安全和使用。另外，信息化技术还极大地推动了数学思维模式和数学研究方法的创新，在云计算技术快速发展的背景下，分布式计算是更优于集中式计算的一种方法，它可以将需要进行大量计算的项目数据进行小块分割，由多台计算机分别计算，最后统一归总运算结果，获取最终的数据结论，可以较好地节约整体计算时间，提升计算效率。

综上所述，应用数学可以应用于信息化网络的各个领域，成为信息化系统不断优化创新的技术支撑，同时，应用数学也借由信息化平台和载体快速发展，获取更多的思维模式和研究方法，体现出两者相得益彰的效果。