淺析數學與應用數學在大數據中的應用

徐恩立

摘 ?要：大數據是當今時代快速發展之下的必然產物，而數學和應用數學則是著重培養學生對于數學知識的實際應用能力，將數學和應用數學應用到大數據處理中，對于數學知識的實際應用和發揮以及提升數據的處理效率都有相當不錯的效果。該文從大數據著手分析，探討數學和應用數學在大數據中的應用。

關鍵詞：數學和應用數學 ?大數據 ?應用

中圖分類號：TP31 ? 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）12（c）-0248-02

1 ?大數據概述

大數據概念：大數據指的是不能在一定時間內用我們的常規軟件對其進行抓取、管理和處理，在各色各樣的數據中，快速地抓取到一些有較多價值的信息，適用于數據庫、計算機云計算等一些常見的存儲系統。隨著計算機網絡以及互聯網技術的快速發展，對于社會的各個行業都起到了極大的促進作用，更是在多數行業中產生了大量的“生產數據”，比如在光學觀測、監控技術、醫療等方面，更是產生了一個“無限數據”的說法。因為在大多數領域之中，由于數據本身的巨量性以及源源不斷，很大程度上造成了“數據災害”，于是在這種歷史發展環境之下，大數據這一概念逐漸被人們所重視。隨著它在各個行業中的作用不斷凸顯，終于也逐漸出現在人們的視野中，在新時代的大數據發展需求當中，建立全新的構架勢在必行，以此來滿足大規模數據的傳輸、儲存和分析。

特征：大數據具有4個特征：一是數據量巨大;二是數據的類型多樣化;三是數據處理的速度快;四是它的價值密度較低。

處理方式：一是采集。大數據的采集指的是利用多個不同的數據庫來接收從客戶端發過來的數據，用戶可以通過訪問數據庫來查詢這些數據。比如說電商就可以通過MySQL來將數據儲存起來，還有其他的一些數據庫如NoSQL等亦可以用于大數據的采集。在大數據的采集過程中，它的一大特點之一就是并發數較高，這是因為在同時可能有很多個用戶對其進行訪問，如淘寶購物和火車票的購買等，他們的并發量有時候甚至能高達數百萬，所以這就意味著需要采用更大的數據庫才能容納下如此龐大的數據。二是數據的導入和預處理。在采集端本身就已經有很多的數據，然而要想對如此大量的數據進行分析，仍是需要見這些數據導入到一個較為集中的大數據庫中，在導入過程中，還可以對這些數據進行一些清洗和預處理等操作。三是分析和統計。數據的統計和分析就要用到分布式數據庫，利用分布式數據庫來進行存儲和匯總，只有這樣才能滿足客戶的需求。四是挖掘。挖掘和之前的分析統計的不同之處就在于在挖掘前就要首先設計好主題，主要表現為在計算機上進行一定的計算，進而起到一個預測的效果。較為典型的計算為Kmenas、SVM等，主要用到的工具有Hapdoop和Mahout等。這一過程的挑戰性比較大且比較復雜，一般是以單程線為主。

2 ?數學與應用數學的發展現狀

2.1 純數學專業

數學是一門理工學的基礎學科，不管是在過去還是在未來都會受到各類高校的高度重視，如國內北大清華等高校都開設了數學研究中心進而開展對純數學領域的研究。然而隨著時代的不斷進步，數學領域的研究和應用將會更加豐富，從牛頓的微積分發展到如今，數學專業的研究方向不斷擴展，但是隨著研究領域的不斷擴大以及數學專業的逐漸趨向于成熟，要想高屋建瓴已經十分困難。我國近幾十年的發展十分迅速，但是人均經濟發展還有極大的發展空間;由于受到經濟等方面的限制，我國的多數領域研究方向更加偏向于實際應用，這使得數學領域遭到較大的沖擊，純數學的應用被移向邊緣化。總體而言，數學專業在我國當前所有的專業中，地位并不十分有利。但是隨著大數據時代的來臨，對于數據的分析以及研究，數學專業能夠提供足夠的理論和方法支持，利用數學研究成果滿足大數據處理和相應的算法優化，在未來的應用中未必不能實現，或許還能產生意想不到的效果。

2.2 數學與應用數學

數學與應用數學已經有原來的純數學上升到理論和方法的應用中，作為由數學衍生的學科，在復合類學科成為主流的背景下，發展更加受到業內人士的重視。比如北京大學就開設了信息科學、統計學以及計算機科學等應用數學的方向學科，而這些新的復合性較強的學科也不斷受到學界的追捧。數學與應用數學和傳統的純數學專業有所不同，不僅僅只是研究數學理論，而是上升到和實際應用相關的數學以及作為一種解決問題的工具，利用數學理論和方法解決理工科或者人文科學等方面存在的難題，并與其進行學科交叉研究。數學與應用數學主要的方向還是在計算機領域，而這個領域又包括傳統的信息學以及新興的大數據科學（大數據以及人工智能），隨著計算機技術的快速發展，數學與應用數學需要為這兩類學科提供基礎的理論知識，還要在大數據分析階段提供算法的優化支持，這些數學與應用數學在大數據方面的應用都在說明大數據已經和應用數學密不可分。另一方面就是金融經濟學，現代的經濟學分為兩個分支，理論和實證研究，當經濟學家完成了相應的理論研究或者經濟模型之后，就需要利用到數據進行實證，比如經濟學中的計量經濟學，就是將應用數學理論知識和經濟學知識相結合，以此解決實際中遇到的問題。隨著計量經濟學不斷地受到重視，數學與應用數學將和經濟學更加難舍難分。

3 ?數學與應用數學在大數據中的應用

3.1 醫療大數據的應用

數學與應用數學在大數據目前在很多方面都有應用，首先是在醫療大數據方面的應用。通常而言，醫院部門可以通過覆蓋全國的患者的病例進行分析從而全面掌握病疫情況。在美國，五千多萬的美國人通過數據的分析，成功做出了較為準確的預測。而且學術界將流感情況繪成圖，并以此禽流感的感染區域，有效地控制了禽流感的繼續惡化。通過基于人類基因的大數據分析，醫生還可以根據人體體質不同對癥下藥。在醫藥的研發方面，利用數學與應用數學的邏輯分析方法，對醫療衛生的采集進而進行專業的處理，通過對人類情緒的測量，找到更加適合病癥的藥品。醫藥研發部門在新藥研發的階段內，通過分析大多數病人對藥品的需求方向，確定出更加有效的產品，除了大大降低研發成本以外，還能獲取更好的回報。在健康危險因素分析方面，數學與應用數學在互聯網、物聯網的普遍使用中，可以更好地收集哪些是有危險的因素，比如說環境因素、人為因素等，通過大數據分析對危險因素的對比，根據不同區域，不同人群篩選出相關的危險因素從而制作出健康監測圖也是可能的，通過數學與應用數學進行大數據分析，全面提升居民的健康水平。

3.2 企業大數據的應用

在企業的層面上，大數據也受到了廣泛的應用，2017年習近平總書記提出了大數據戰略，全面加快在數字基礎設施方面的建設，數學與應用數學在大數據分析中又有了用武之地，利用數學與應用數學的邏輯思維方法以及理論基礎，實現數據的整合和開發共享，保障數據安全，總結出企業大數據的發展趨勢，實現企業更好地發展。

4 ?結語

大數據時代的到來，對于算法優化以及邏輯思維方面的需求不斷增長，數學與應用數學將為大數據分析帶來更好的算法，而大數據將全面帶動數學與應用數學的快速發展。數學與應用數學只有做好學科交叉，將有關數學理論更好地應用在數據的處理和數學模型上，全面發揮方法論的優勢，才能進一步提升應用數學的前景。當下數學與應用數學在大數據中取得了相當不錯的應用，比如大數據的分析、大數據的算法優化等，在新時代的發展中，數學與應用數學還賦予了大數據的管理作用，具有十分巨大的發展空間，所以，應當給予數學與應用數學足夠的重視，讓其在大數據中起到更重要的作用。

參考文獻

[1] 蔡皓宇.淺析數學與應用數學在大數據中的應用[J].數碼設計，2017，6（10）：278-279.

[2] 張程稀.關于應用數學促進信息化發展的思考[EB/OL].（2019-05-22）[2019-09-01].https：//doi.org/10.15989/j.cnki.hbnjzzs.20190522.001.

[3] 崔世坤.探究數學與應用數學的學習方法[J].數學學習與研究，2019（15）：9-10.