计算机科学技术在数学思想中的应用

文/赵树欣

计算机科学所依托的基础为数学理论，也就是说，数学思想对计算机的产生和发展，具有十分重要的作用，反之，越来越完善的计算机科学，也在某种程度上推动了数学的进步，只有以数学思想为切入点，对计算机科学中数学思想的具体应用进行深入了解，才能系统、准确的认识计算机科学，在遇到问题时，自然可以将计算机科学作为出发点，制定并落实相应的解决方案，避免由此而带来不利影响的进一步扩大，本文所探究内容的现实意义不言而喻。

1 计算机科学与数学思想间的联系

计算机科学要想实现持续发展的目标，数学思想是前提也是关键，这是因为计算机技术在诞生之初，其作用主要是为数学问题的计算提供服务，自然科学理论的验证需要进行大量计算，人力计算无论是在效率还是准确性上，都难以满足自然科学提出的要求，计算机正是在这样的背景下诞生并得到发展的。由此可见，对计算机科学来说，数学思想的地位和重要性都是无法撼动的，无论计算机科学处于哪一发展阶段，其核心均为数学思想，数学思想的作用主要体现在向计算机提供思维工具的方面，与此同时，计算机科学同样给数学思想的发展带来了影响，相关人员可以将计算机科学作为依托，拓宽数学问题的分析和解决途径，提高解决效率。综上，对计算机科学中数学思想的应用进行深入的了解和学习，有助于人们掌握利用相关科学对实际问题加以解决的方法。

2 计算机科学中数学思想的具体应用

2.1 在数学模型中的应用

数学模型的特点是用符号系统对事物特征、数量关系进行描述及表现，数学化已然成为科学发展的主要趋势，因此，利用计算机对问题进行处理的前提是解决大量的非数值计算。在利用软件编程的方式，对实际问题进行解决时，工作人员首先应当建立其符合问题描述的数学模型，但是对非数值计算来说，要想保证所建立数学模型的有效性，除了对所掌握的数学方程式加以应用，还需要加入大量的图表，只有这样，才能建立起完成的符号系统，由此可见，建立数学模型是对计算机科学加以应用的前提。

2.2 在离散数学中的应用

随着计算机科学的进步和离散数学的出现，连续数学在计算机科学中占据的主导地位受到了明显的威胁，离散数学的重要性开始引起工作人员的重视。计算机系统是用二进制方式对相关数据进行表现，也就是说，任何信息数据在计算机系统中都会被转化成由0和1构成的组合，出现上述情况的原因，主要是电子器件的功能在诞生之初，便存在着诸多的局限，数字式计算机表现数据的方式为电信号，在诸多方式中，只有二进制才能将相关数据更加完整、准确的表现出来，由此可见，连续性数学和计算机的关联微乎其微，离散数学则被视为计算机科学产生和发展的基石。计算机系统由软件和硬件构成，二者同样属于离散结构，换句话说，计算机所依托的软件和硬件，拥有等效的逻辑功能。作为现代数学不可或缺的一部分，离散数学被广泛应用在以计算机科学为代表的诸多领域中，并且发挥着重要的作用。

2.3 在模糊数学理论中的应用

目前，计算机系统仍旧无法对人类大脑神经的运作进行完全模拟，这既体现了人工智能的复杂性，也突出了人工智能在社会发展道路上的重要性。由于并非日常生活中的每件事都可以利用简单的动作或是语言进行描述，因此，人工智能的模拟对象始终停留在较为简单的一些操作上，与计算机相比，人类大脑对模糊信息进行处理的能力更加优秀，正是因为这样，人类才具有了判断、解决模糊信息的能力，基于此，围绕着模糊集展开研究就显得很有必要。只有将与模糊集相关的现代理论向收集模糊集理论进行扩展，掌握存在模糊关系的元素的表现方法，才能加强计算机系统具有的可操作性，使系统掌握对人类思想进行模拟的方式，很多科学难题都会迎刃而解，通过上文的分析可以看出，模糊数学理论是推动人工智能发展的中坚力量。

2.4 在关系理论中的应用

作为近几年兴起的一项技术概念，大数据所依托的主要是对计算机数据进行管理与存储的技术，在对计算机数据进行处理时，大数据技术可以在计算机中构建便于人们对数据进行提取、使用的系统。研究表明，已经得到广泛应用的数据库系统，与最初的文件管理系统相比，在共享效率、结构化水平等方面均具有明显的提高，另外，数据库系统在存储数据时依托的方式，以相互关联为主，这一点同样需要引起重视，在设计数据库时，工作人员需要利用最优方式，在特定系统中对多个数据元素进行建立，以此来保证管理、存储工作的高效完成。数据库的设计需要应用到关系理论，常见的关系理论有两种，分别是关系规范方式、实体联系法，关系规范方法是指利用关系规范法，对关系模型存在的问题加以解决，例如，插入数据冗余，为后续关系模型、数据库结构的设计提供便利，实体联系法是指以实体联系模型为依据，对现实数据进行描述，在此基础上，建立简单图形并向数据模型进行转化。

3 结论

综上所述，信息时代，计算机的出现不仅降低了人类的劳动强度，还使劳动效率得到了提高，可以说，计算机科学对社会的高速发展具有无法被替代的重要作用。目前，在各个领域都能够看到计算机的“身影”，围绕着被视为计算机科学产生的前提的数学思想展开探究，具有十分突出的现实意义，越来越完善的数学思想，加快了计算机性能的提升速度，而计算机科学的发展，也在无形中推动了数学思想的前进，二者间存在着无法被割裂的紧密联系。