数学算法对计算机编程优化的思考

分类：论文范文 发表时间：2019-04-11 11:06

　　随着我国经济的迅速发展，我们已经进入信息化时代，计算机已经逐步走进每家每户，与我们的生活息息相关，第三次科技革命为计算机的出现做了铺垫，计算机的历史并不久远，但却给人类社会的发展带来了巨大的改变，行业的发展依赖于计算机的应用。但是计算机的许多软件都是需要通过编程得以实现，计算机编程的优良影响着软件的工作效率，数学算法是计算机编程的基础，数学算法的充分应用才能优化计算机编程。

　　《计算机技术与发展》期刊，原名《微机发展》，中国计算机学会会刊，中国科技核心期刊、中国科技论文统计源期刊。中国学术期刊综合评价数据库统计源期刊，中国核心期刊数据库收录期刊，中国期刊全文数据库收录期刊，万方数据资源系统数字化期刊群上网期刊，中国学术期刊(光盘版)全文收录期刊。

　　计算机的编程实现了软件的开发，而数学算法是计算机编程的基础，确保软件的合格率，使计算机的编程达到创新的效果，数学算法运用到计算机编程中，根据效用，在编程过程中，数学算法已经成为一种高效的编程方式[1]。数学算法是通过研究进行归纳，总结数字之间的规律，减少工作量。编程学习人员在学习的过程中，要熟练掌握数学算法中关于函数以及微积分的学习，充分实现计算机编程的优化。

　　1 数学算法与计算编程

　　1.1 数学算法

　　数学算法是通过进行观察总结，寻找出规律减少工作量的一种方法，计算编程中应用数学计算可以化整为零，极少的成本就可以快速的换来很大的成功。数学算法是高效的，在计算机编程中普遍应用。很多高中院校在对学生的计算机教学中培养学生运用数学算法，提高数学算法的能力，并布置编写相关报告的课后作业，高中生通过实际操作更好的了解到数学算法的内涵，提高归纳总结的水平，对计算机编程的课程有着良好的影响。现如今在计算编程的过程中已经把数学算法作为重要的数据计算依据。

　　1.2 计算机编程

　　计算编程，编程即编写程序，通过计算机代解决一些问题，对计算机体系规定特定的运算方式，并最终得到相应的结果。计算机语言是计算机编程的基础，研究人员对计算机语言进行探索等相关工作，完善不同种类的计算机，从根本上讲，计算机的出现是通过繁多的数学计算为我们解决更加复杂高级的数据运算，并提供准确的结果。对计算机进行优化，提高计算编程的改良，最终提高计算机运算的准确性，使计算机更好的服务人类。

　　2 数学算法对计算编程优化

　　计算机编程与很多学科都有着紧密的联系，但是在这众多的学科中最为重要的就是数学学科，数学算法对计算编程有着优化的作用，在互联网+,的大背景下，计算机技术发展快速，目前，计算编程和数学算法之间的联系成为相关研究人员研究的着重点，计算机可以分为互联网、计算方法和计算设计理论等诸多方面的研究理论，与数学算法协调。

　　2.1 数学建模优化计算机语言编程

　　一般情况下，计算机处理问题是通过建立一个数学模型来得以实现的，应用计算机进行调节，解答问题，把具体的数学计算转变成计算机内部计算的过程，并得出结论。在计算编程的编排过程中，简化数学模型，选择适当的算法进行运算，解决规模问题，通过高级语言进行编写，解决在相同的测试编程操作中不同的计算机的速率问题，运用数学算法，优化计算编程中高级语言的编写。设计合理的数据结构，减少变量的存在，提高编程中算法的运算效率，我们以稀疏矩阵为例，在矩阵中变量较多的情況下，会对矩阵的整体存储空间造成影响，导致空间的浪费。

　　例如C语言，数学算法在C语言编程中有着重要的作用，基础的计算机编程语言，使用范围较大，在C语言作为程序语言的计算编程过程中最大的难点是编写和翻译，在编辑的过程中要认真自己的进行代码逻辑输入，这也是C语言独自拥有的优势[2]，但是C语言有局限性，而这一局限性需要运用数学算法对其进行完善。恰当地使用数学算法可以使C语言原本复杂的代码变得简单精确，使用中效率也会有所提高，精简编辑的语言，简化编程的设计流程。数学算法很抽象，基于这一特点可以使编程变得更加简练，时间也会得到有效地节省[3]。

　　计算机对专业性的要求极其的高，在计算机中广泛应用的就是编程，计算机的编程通过计算机语言完成编写，计算器中涉及的每一种运算方法通过计算机语言实现，在计算编程中，数学算法可以对其进行优化。例如C,，在C语言的基础上发展而出，在设计过程中进行封装，确保C语言中的纰漏可以成功地转变，提高编程的效率。

　　2.2 并行运算减少计算机算法执行时间

　　通过数学算法中的并行运算减少计算机算法执行时间，并行单机上的多核心和并行多机间。目前，计算机硬件设备的优化速度很快，计算机大多数为双核心和四核心，计算机软件也在不断地创新发展，促使分布式的系统受到关注，但是串行的执行方法无法满足计算机系统的改良。科技日新月异的当下，数学对社会的发展有着重要的推动力，数学服务于科学技术，而数学建模成为不可缺少的条件，数学建模，数学理论和实际问题之间的桥梁[4]：简略地说就是运用类比法、二分法、差分法、变分法、数学规划拟合、等各种方法或者思想把实际问题用数字语言抽象的进行总结和描述，在使用计算机加以运算，在运算中进行检测[5]。数学建模的大力深入研究提高了计算编程的效率。

　　例如，以高中数学题为例，1×2×3×4×5×6…×N最终的计算结果末尾会有多少个0一题中(备注：1000〈N〈10000)，解答方法：把N做成A×10Y，A是不能被10整除的正整数，在这一条件下Y的数值会是多少。计算的方法会有很多，但是我们要通过归纳总结出最最优的快速解决方法，0是5的倍数，所以可以借助5来逐一推断0的个数。

　　数学算法伴随着计算机的诞生得到了更好的延伸和发展，而计算编程在数学算法提高的基础上也得到了更好的优化，数学算法和计算机相辅相成，互联网、编程、算法他们看上去是独立的，但是却互相联系着，在它们相互作用相互联系的基础上研究人员才能够开发出更好的产品供人们使用。

　　3 如何提高编程学习人员的数学算法的掌握及运用能力

　　为了实现数学算法对计算机编程优化的充分价值，就一定要提高编程人员的数学算法的运用能力。科技的发展离不开编程人员的专业素养，为了实现提高编程人员对数学算法的运用能力，在数学的学习中，就要熟练掌握数学基础知识，尤其是涉及计算机编程的一些数学知识，例如，函数等。只有充分掌握了数学算法的基础知识，合理运用到计算机的编程中，才算真正实现计算机编程的优化。

　　3.1 编程学习人员要对数学算法及计算机的研究产生兴趣

　　在编写程序的学习中，学生们经常对枯燥的概率论、函数和线性代数的知识感到烦恼。计算机编程的学习过程是枯燥的、乏味的，各种编程的代码和大量的数字，使学生面对这样的学习是很难接受的。而计算机的编程工作，又要求编程人员熟练掌握编程的基础代码编写程序，在编写中还要熟练运用数学算法，同时还要拥有较为敏感的数据结构分析总结能力，高标准使学生很难对计算机编程产生兴趣。兴趣产生的时候学习动力自然出现，对于数学算法也应如此，激发学生的兴趣，使学生真正地进入到数学算法的世界中，感受其中的奇妙和精彩纷呈。学生在学习中，要积极地参与到教师在课堂上开展的活动中，通过教师授课，学习数学算法、计算机编程的基础知识，巩固加强编程的基本方法和基础知识，是实现计算机编程优化的關键一步。

　　3.2 编程学习人员要通过多种方式增强工作技能

　　互联网的发展，给人们的生活带来了很多的方便快捷。人们通过网络，可以实现购物、缴纳生活费等。由于网络信息更新速度快，编程学习人员要懂得利用这一优势，通过网络的学习，掌握时下最先进的编程方法，开拓编程学习的眼界，提高自己专业技能。在编程的学习过程中，始终依赖教师的授课，是很难有效提供自己的专业素养的。通过互联网等其他方式，例如有关于编程学习的微课、书本、讲座等，都是快速提高自己的专业水准，开拓编程方式多元化的有效方式。学生要善于利用科技带来的便捷，努力提高自己的专业素养，提高数学算法的学习和掌握，做好计算机编程优化工作。

　　4 总结

　　计算机编程是比较复杂的事情。一台好的计算机或者手机等，程序的编写不仅要符合使用人的使用感受，还要简单、明了。这对计算机编程人员的专业水平是有很大的考究的。在计算机编程中，数学算法是基础，更是关键因素。数学算法和计算机编程有着密不可分的联系，在计算机不断地进步发展中，数学算法的有效使用，才能够促进计算机编程得以优化。进而研究人员研究出高效快速的计算机，提高各项工作的工作效率。

　　参考文献：

　　[1] 祁俊，王璐，王晓青.基于数学思维与McCabc方法的编程优化问题研究[J].微型电脑应用，2016，5(5)：20-22.

　　[2] 王小琼，张帆，计算机编程方式优化的必要性与策略探究[J].产业与科技论坛，2015，11(23)：34-35.

　　[3] 廖克顺.数学方法在计算机算法中的应用[J].河南科技，2015，9(18)：19-20.

　　[4] 李文举.探讨数学算法对计算机编程优化作用[J].电子技术与软件工程，2016.12(12)：155.

　　[5] 简国明.地方高校建模数学模式的探索与实践[J].大学数学，2005(2)：35-38.

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