数学在计算机科学中的重要性是什么?
数学从一开始就成为许多学生生活的祸根(包括我的!!!)。另一方面,计算机科学非常有趣,学生们学习它希望成为下一个编程神童!!!但是等等……真的那么简单吗?!!不,我的朋友们,不是……计算机科学实际上与数学密切相关。
多年来,关于数学在计算机科学中的重要性一直存在很多争论。一些人认为它在计算机科学中只增加了一点价值,而另一些人(主要是大多数人!)认为它是计算机科学的基础。根据牛津大学:
Mathematics is a fundamental intellectual tool in computing, but computing is also increasingly used as a key component in mathematical problem-solving.
即使数学具有这样的价值......问题仍然存在“为什么数学在计算机科学中如此重要? ” 所以让我们现在专注于此。
为什么数学在计算机科学中如此重要?
想象一下哈利法塔(世界上最高的建筑)。现在,这座建筑最重要的部分是什么?不,不是高度(好吧,那也是!),而主要是它的基础。如果哈利法塔没有坚固的地基,它会相当摇摇晃晃,而且倒塌的可能性比站立的可能性大!
现在,如果您想知道这个离题的故事,数学是建立计算机科学的基础(哈利法塔……明白了吗?!)。事实上,甚至可以说计算机科学是一般数学科学的子集。怎么会这样?好吧,下面给出了一些证明这一点的要点:
1.离散数学是计算机科学的基础
听说过逻辑符号、集合论、组合学、图论、概率、数论、代数等吗?不要不知所措,这些都是离散数学的一部分,也是编程和计算机科学的基本基础(这意味着你需要为计算机科学学习这些!!!)。
一个典型的例子是代数。逻辑门中使用布尔代数,而数据库中使用关系代数。如果您需要另一个例子,数论在密码学和密码分析中有多种应用。 (看到重要性了吗?!)
2.数学教算法的使用
算法是计算机科学的基本组成部分,你们所有人一定都以一种或另一种方式听说过它们(如果没有……你需要再学习一次!!!)。它们基本上是一组说明程序或应用程序实现的指令。
现在,你第一次在哪里使用算法?不是计算机科学课,而是数学课!不相信我?!!好吧,“2 + 3 = 5”是您在数学课上学习的基本算法,它展示了 2 和 3 的总和。数学实际上对于学习计算机科学中高级形式使用的算法的基本用法非常重要。
3. 数学提供了计算机科学所需的分析技能
分析技能是解决问题和数据分析所必需的。猜猜你第一次在哪里使用这些技能?数学!!!是的,数学总是迫使你分析你的方程并理解推导流程,以防出错。为了获得最终解决方案,需要修复此错误。
这提供了许多分析技能,可以在以后发现和修复错误时使用!!!尽管有现代工具可以自动完成这项工作,但获得的有关程序流程和调试的经验和知识是非常宝贵的。
4. 计算机科学的许多学科都需要数学概念
计算机科学是一个总称,包含许多学科,如操作系统、数据库、网络、人工智能、嵌入式系统、数据分析……我需要继续吗?!!!虽然有些学科你可以用最少的数学知识来处理,但其中大多数至少需要一定程度的能力。
例如,人工智能和机器学习等领域需要对线性代数、多元微积分、概率论等数学概念有透彻的了解(这使得数学非常重要!!!)
那么结论是什么?
数学真的需要计算机科学吗?好吧,有人会说这取决于工作。例如:创建一个关于食物的博客并不一定需要任何数学知识。但是创建一个成功的博客完全是另一回事。它需要关注受众偏好、主题流行度、文章评分等。猜猜看……所有这些都需要数学。
所以是的……数学存在于计算机科学的基础中。而且,如果您想在计算机科学的任何学科中取得成功,最好灌输对数学的热爱,因为这将对您有很大帮助。