應(yīng)用數(shù)學(xué)在信息化中的應(yīng)用及展望

曹志馨

(山西師范大學(xué)現(xiàn)代文理學(xué)院，山西 臨汾 041000)

現(xiàn)代社會(huì)是一個(gè)信息爆炸的時(shí)代，我們的一言一行都產(chǎn)生著信息。信息增長(zhǎng)的速率也是愈來(lái)愈快，完全超出了我們的想象。為了采取行之有效的辦法讓信息更加流通，也讓我們得到信息更加便捷，人們便將應(yīng)用數(shù)學(xué)與信息化結(jié)合起來(lái)，為信息化建設(shè)提供了有效的途徑。

一、應(yīng)用數(shù)學(xué)與信息化的概述

應(yīng)用數(shù)學(xué)是數(shù)學(xué)理論和方法的總稱，它最主要的作用是如何將數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用到其他領(lǐng)域，是數(shù)學(xué)領(lǐng)域的分支之一。應(yīng)用數(shù)學(xué)包括了微分方程、向量分析、數(shù)值方法、復(fù)變分析、概率論、運(yùn)籌學(xué)等。隨著社會(huì)的發(fā)展，應(yīng)用數(shù)學(xué)也隨之革新變動(dòng)，特別是在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、信息技術(shù)等方方面面扮演者不可或缺的角色。而信息化是指利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決各個(gè)領(lǐng)域中一些常見(jiàn)問(wèn)題的智能化的一項(xiàng)技術(shù)，它代表著一個(gè)國(guó)家的生產(chǎn)力水平，代表著一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展的方向，同樣也代表著一個(gè)國(guó)家的未來(lái)。

二、應(yīng)用數(shù)學(xué)在信息化中的應(yīng)用

(一)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使得人們的生活、工作更加便利，幫助人類解決一系列繁瑣復(fù)雜的工作，同時(shí)也促進(jìn)了人們之間信息傳遞的速度，縮短了人與人之間的距離，它不再只是一項(xiàng)冷冰冰的技術(shù)，而是成為了連接信息與信息，信息與社會(huì)，信息與人類的橋梁。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)影響著人類生活的各個(gè)方面，近幾年來(lái)更是向著更高、更快速、更高性能的方向發(fā)展，但是由于現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還存在技術(shù)和功能上的不足、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度越來(lái)越高、網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模越來(lái)越大、傳輸介質(zhì)變得更加復(fù)雜、以及用戶數(shù)量猛增所產(chǎn)生的信息流量使得現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不堪重負(fù)等原因，想要實(shí)現(xiàn)信息化的高速發(fā)展也愈加困難。

應(yīng)用數(shù)學(xué)所發(fā)揮的作用便顯得尤為重要，人們利用應(yīng)用數(shù)學(xué)相關(guān)的理論構(gòu)建出新的問(wèn)題結(jié)構(gòu)模型，為解決上述問(wèn)題提供了更加科學(xué)的思路與方法，用以實(shí)現(xiàn)更快速地交換和路徑的選擇，使得人們能更高效、且最大化的去利用信息資源。

(二)在模式識(shí)別與圖像處理中的應(yīng)用

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及AI的發(fā)展，模式識(shí)別擔(dān)任著將人們無(wú)法直接應(yīng)用的信息進(jìn)行提取、加工、處理。而圖像處理的作用是進(jìn)行圖像信息與數(shù)字信息之間的轉(zhuǎn)換，同樣通過(guò)計(jì)算機(jī)的處理，將其變成人們可以直接使用的信息的一項(xiàng)技術(shù)。模式識(shí)別與圖像處理為人們進(jìn)行信息識(shí)別發(fā)揮了巨大的貢獻(xiàn)。

此外，圖像處理技術(shù)給人們的學(xué)習(xí)、生活、工作帶來(lái)便利的同時(shí)，也將面臨信息爆炸等問(wèn)題。面對(duì)這些問(wèn)題，模式識(shí)別和圖像處理的工作便是將這些大量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信息系統(tǒng)能夠識(shí)別的信息，以便于人們更方便的使用。

模式識(shí)別主要應(yīng)用到的應(yīng)用數(shù)學(xué)的方法有統(tǒng)計(jì)學(xué)、向量算法等，通過(guò)對(duì)這些算法的有效結(jié)合，對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行推理、分析、解決，讓計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確的識(shí)別非數(shù)字化的信息，降低信息輸出的錯(cuò)誤率，提高用戶的認(rèn)同感。

(三)在身份識(shí)別和數(shù)據(jù)加密中的應(yīng)用

隨著通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)信息的需求量逐漸增大，信息安全系統(tǒng)也因此被各個(gè)行業(yè)使用。網(wǎng)絡(luò)信息安全系統(tǒng)的功能不僅僅局限于信息加密，還可以抵抗他人的主動(dòng)攻擊。它不僅可以識(shí)別接收信息的真實(shí)性，驗(yàn)證用戶的身份，獲得信用證。

數(shù)據(jù)加密是計(jì)算機(jī)安全的重要部分，數(shù)據(jù)加密技術(shù)的方法分為傳統(tǒng)方法和現(xiàn)代方法：現(xiàn)代加密技術(shù)有非對(duì)稱加密算法和對(duì)稱加密算法，在對(duì)稱加密算法中，DES和IDEA算法被廣泛使用在信息加密中，而RSA則是非對(duì)稱加密技術(shù)中被大量使用的算法；傳統(tǒng)方法有置換法和易位法。1998年，出現(xiàn)了一種稱為多步加密的算法，在出現(xiàn)的眾多加密算法中被廣泛應(yīng)用。比如，在金融交易中，大多數(shù)的數(shù)據(jù)都需要進(jìn)行加密，為了確保交易信息不被其他人竊取，交易雙方會(huì)通過(guò)加密以及認(rèn)證等技術(shù)來(lái)保護(hù)交易正常進(jìn)行。這其中為保護(hù)信息所用到的數(shù)據(jù)安全系統(tǒng)以及身份認(rèn)證系統(tǒng)所用到的算法函數(shù)都是通過(guò)應(yīng)用數(shù)學(xué)來(lái)進(jìn)行提供，以確保保證用戶的個(gè)人信息、賬戶信息以及支付信息的安全。當(dāng)然，隨著信息化社會(huì)的發(fā)展，應(yīng)用數(shù)學(xué)也會(huì)提供更新穎、更安全的算法去支持?jǐn)?shù)據(jù)加密技術(shù)的創(chuàng)新變更。

三、未來(lái)的展望

應(yīng)用數(shù)學(xué)的方法和理論將得到進(jìn)一步的發(fā)展，它會(huì)在更多的新興領(lǐng)域中嶄露頭角，比如，生態(tài)環(huán)境、生命科學(xué)等不同的領(lǐng)域。一方面，應(yīng)用數(shù)學(xué)在這些領(lǐng)域中發(fā)揮的作用不容小覷，另一方面，科技的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步同樣也會(huì)促進(jìn)應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展。在將來(lái)，從超速計(jì)算機(jī)、到微觀的分子、細(xì)菌世界，再到宏觀的宇宙奧秘的飛速發(fā)展，同樣都會(huì)運(yùn)用到應(yīng)用數(shù)學(xué)的知識(shí)。它與各個(gè)領(lǐng)域相互交叉作用，并達(dá)到自身的進(jìn)步。

綜上所述，應(yīng)用數(shù)學(xué)在信息化發(fā)展的當(dāng)前社會(huì)下顯得尤為重要，在它提升信息化價(jià)值的同時(shí)，信息化也同樣促進(jìn)著應(yīng)用數(shù)學(xué)的發(fā)展，它的出現(xiàn)也會(huì)推動(dòng)我們國(guó)家信息化發(fā)展的腳步，讓我國(guó)信息化科技更上一層樓。