計算機編程優(yōu)化中的數(shù)學(xué)算法作用淺談

關(guān)一鳴

（大慶鐵人中學(xué)，大慶 163411）

計算機技術(shù)已逐步成為影響科技進步的核心技術(shù)，當(dāng)前計算機編程也已經(jīng)由單純的程序編碼向程序的優(yōu)化與創(chuàng)新邁進，而在這一過程中數(shù)學(xué)算法起到非常重要的宏觀調(diào)控作用。當(dāng)前計算機技術(shù)的發(fā)展日新月異，要想創(chuàng)新必須從編程優(yōu)化的角度入手，深入分析程序生成途徑，并從算法層面的加深了解，這樣才可以有力地促進計算機軟件開發(fā)利用。數(shù)學(xué)是自然科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)的邏輯和思維對計算機編程有重要影響，對于計算機編程工作，數(shù)學(xué)算法屬于其中的關(guān)鍵一步。對計算機編程優(yōu)化中的數(shù)學(xué)算法的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 計算機編程方式概述

1.1 數(shù)學(xué)算法

算法是問題解決過程中所需要的清晰指令，是描述問題解決方案的有效策略。在數(shù)學(xué)上，算法又稱為規(guī)則，它代表著運算、邏輯、關(guān)系、傳輸?shù)纫幌盗袡C制，具有確切性、可行性、對應(yīng)性等特征。數(shù)學(xué)算法是學(xué)習(xí)中最基礎(chǔ)的知識，對算法的研究和分析可以幫助我們降低運算復(fù)雜度，以進一步提升運算的準確性和運算速度。

計算機是一臺精密的指令執(zhí)行終端，它其中容納了數(shù)以萬計的程序算法，對其中一項進行優(yōu)化升級，就會使計算機的運算速度提升一大截。進入高校學(xué)習(xí)計算機專業(yè)課程，也需要將學(xué)生的數(shù)學(xué)算法向上提升，讓學(xué)生在實踐中將自己的能力增強。所以掌握數(shù)學(xué)算法，進而提升問題處理的水平，解決一些矛盾問題，對一些專業(yè)課程學(xué)習(xí)以及專業(yè)知識應(yīng)用有很強的促進作用。

1.2 數(shù)學(xué)算法與計算機編程

計算機編程的原理與中學(xué)課本的函數(shù)相類似，通過計算機的語言和符合將對應(yīng)法則進行描述，生成數(shù)學(xué)算法模型，這時候只需要輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，就可以快速算出正確結(jié)論。所以要加強數(shù)學(xué)算法對計算機編程方式的優(yōu)化改進，進而將計算機編程方式的實用性與可靠性大大提升。在此基礎(chǔ)上探索其發(fā)展規(guī)律進而展開深度的研究分析，能夠?qū)⒁恍?fù)雜問題的關(guān)鍵部分進行提取論證。之后再利用數(shù)學(xué)思維以及專業(yè)理論就可以得出有效結(jié)論，提升問題研究與探索的效果。

在計算機編程方式優(yōu)化期間，數(shù)學(xué)計算的方法選擇與程序優(yōu)化有千絲萬縷的聯(lián)系。在開展計算機編程優(yōu)化期間，對一些實際性的問題處理，則需要采用更加簡易直接、優(yōu)質(zhì)化的數(shù)學(xué)算法，從而使計算機在實踐操作期間，能減少任務(wù)的執(zhí)行過程、時間耗費等成本、提高計算機的工作效率。

1.3 計算機語言

編程從本質(zhì)上來講就是計算機語言的拓展性應(yīng)用，換言之對計算機語言的排列組合不僅影響著計算機的程序輸出，更決定了計算機的綜合性能優(yōu)劣。同樣都是程序化的語言，簡潔流暢的語言更利于程序的精確表達，而且?guī)Ыo人們更好的使用體驗。對計算機語言翻譯并展開深度的研究與翻譯，再將其應(yīng)用于新的編程，可以使計算機的功能得到優(yōu)化，能夠?qū)⒂嬎銠C的運行效率與精準度提升，由此逐步提升計算機編程的實用性。所以計算機編程方式的優(yōu)化，是需要以保證計算機運算結(jié)果精準性為基礎(chǔ)，才能將計算機運算效率逐步提升。

2 優(yōu)化計算機編程方式的相關(guān)舉措

2.1 使用并行計算縮短計算機運行時間

學(xué)習(xí)物理我們都知道，在同一電路上并連的電阻越多，電路的總電阻越小，單位時間內(nèi)電阻做功越多。同樣的道理，對于計算機而言，并行可執(zhí)行程序越多，算法運行所消耗的時間就可以大大縮短，對于設(shè)備而言，其運行速度和反應(yīng)能力就可以大大改良。這也是為什么升級之后，大部分計算機都會采用四核心、八核心處理器的緣由。目前在計算機編程優(yōu)化方向，分布式系統(tǒng)應(yīng)用也逐漸增多，這也是在串行執(zhí)行的基礎(chǔ)上，接著算法優(yōu)化所采取的改良方法。將數(shù)學(xué)算法進行劃分，將可并行或不可并行的部分進行區(qū)別，并得出相應(yīng)的匯總結(jié)果。

2.2 對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的合理化設(shè)計應(yīng)用

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計對數(shù)學(xué)算法的性能高低有著關(guān)鍵影響作用，合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠讓數(shù)學(xué)算法對變量進行訪問，計算機運行速度就能大幅度提升，并將變量占用的空間容量縮減。采用聯(lián)合體的方法將一些共享變量進行深度的加工處理，讓多個變量都能在同一段空間之中產(chǎn)生，進而將數(shù)學(xué)空間的復(fù)雜性降低，提升數(shù)學(xué)算法的應(yīng)用效率。

2.3 加強對算法設(shè)計的趣味性研究

算法設(shè)計專業(yè)課程要求設(shè)計人員掌握扎實的數(shù)學(xué)知識，由此才能在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析時具備足夠的專業(yè)基礎(chǔ)知識。通過專業(yè)知識理論以及實踐操作之間的完美融合，能夠引導(dǎo)學(xué)生進行深度的算法設(shè)計。所以不僅僅是在校內(nèi)要掌握數(shù)學(xué)算法基礎(chǔ)，還需要在實踐期間緊抓學(xué)習(xí)機會，通過互聯(lián)網(wǎng)手段學(xué)習(xí)新型的數(shù)學(xué)算法知識，由此在算法學(xué)習(xí)和實踐需求的雙重引導(dǎo)之下，提升自己的計算機編程優(yōu)化水平。

3 結(jié)束語

計算機編程方式的分析與研究，需要結(jié)合實際情況做出相應(yīng)的優(yōu)化改進，所以要加強對合理化的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)應(yīng)用，縮減計算機執(zhí)行命令的時間，提升計算機工作效率，從而使計算機編程方式能夠得到優(yōu)化與個性化，有助于推進我國信息技術(shù)行業(yè)長遠發(fā)展。