淺析數學算法在計算機編程優化中的應用

張濤

摘要：在現代社會，計算機的發展非常迅速，過去社會發展的中心已經從工業轉向高科技，計算機在社會發展中發揮了非常重要的作用。本文章重點分析了數字算法對程序設計的影響以及程序設計基礎的優化，希望對數字算法和計算機程序的研究具有一定的意義。

關鍵詞：數學算法;計算機編程;優化

由于計算機技術的不斷進步與發展，計算機系統科學技術廣泛應用于社會工作、日常生活和教育的各個方面。對于計算機程序，它的出現為很多人的日常生活提供了方便和快捷。但是，具有相同基本功能的計算機程序的分布卻大不相同。造成這個問題的主要原因是在模塊編程的過程中，軟件為人們的日常生活提供了便利，而軟件編程技術讓人們更容易擺脫日常生活。不同的計算機程序之間存在相同的邏輯數學算法。合理利用算法的數理邏輯規則，可以優化計算機程序的設計，進一步提高常規程序列表的邏輯性和效率。

一、數學算法和計算機編程的基本概述

（一）?數學算法概述

算法是數學研究中最基本、最重要的部分。它在計算機程序的開發和編程中的意義十分重要。它可以讓死板的程序變得更加靈活具備人性化。編程基于數學原理和數值算法，采用最低成本和最低計算量的數學規律，以最快的方式獲得最準確的結果[1]。其基本思想是觀察事物的發展，歸納其規律，應用基本的算術規律，大大減輕計算機工程的負擔。

今天，信息技術正在迅速和創新地發展。數學算法對計算機編程起到的影響也日益見長。數學算法正逐漸成為程序員所需要的基本功能。在大多數高等教育機構中，計算機課程旨在指導學生發展數學算法作為基本教學理念。為了開發和改進數學算法，學生需要理解和掌握各種數學算法和編程技能。可以說，數字算法在生活中的作用越來越重要。

（二）編程設計的簡要概述

編程主要是用計算機語言設計的。計算機功能可以通過學習和翻譯計算機語言在幾種不同類型的計算機上實現。事實上，使用計算機的目的是解決許多數學上難以解決的復雜數據，并提供最精確的結果。計算機的創新和改進不僅大大提高了計算的效率和精度，也提高了編程的可行性[2]。因此，我們需要更加關注編程方法，特別是數字算法的改進和優化，不斷提高計算機運算的準確性和計算運算的效率。

二、計算機編程水平和現狀

（一）計算機編程現狀

目前，基于科學規律的軟件編寫與其他現有學科之間存在明確的聯系。此列表中最明顯的主題是用于數學和邏輯的遠程控制系統。在這種可持續發展和進一步創新設計的環境中，科技的進一步發展與現代中國社會的進步息息相關。計算機控制系統是伴隨著快速增長和變化的相對科學技術應用，在這一時期編程與數學算法的關系成為社會地位和社會關注的中心和焦點。計算機系統基礎研究的數學理論可分為網絡與計算機運行理論、算法規則理論和結構設計理論，這些理論不是獨立的而是協調的[3]。作為高科技產品，計算機系統未來的發展方向和趨勢將直接影響到社會的未來。就計算機系統信息技術的發展而言，首先需要一個有用且實際的應用領域，功能和安全是整個計算機系統開發的基本要素。計算機系統編程設計科學技術使計算機系統能夠開發數字化、便攜化、智能化和個人發展信息系統，以對未來社會經濟發展的四個層次保持警惕。

（二）一些計算機系統軟件編程的發展

近年來，在計算機編程技術的不斷發展中，殺毒軟件和防火墻都升級到了最新版本的計算機系統，為現有的應用程序提供了更大的安全和保護，計算機系統信息系統受到保護。同時，為了進一步明確計算機技術和信息技術的內部結構，可以將信息技術劃分為若干信息處理系統，有利于信息技術在軟件系統中的更廣泛應用。盡管計算機編程控制系統和信息技術在目前的應用中存在諸多局限性，但計算機控制系統信息技術的具體效果還沒有達到預期的水平[4]。不斷的軟件優化和計算機系統信息技術的實際應用正在逐步提高數據處理器的實際應用，大力促進計算機系統信息技術的長期發展，可以為計算機系統信息技術的可持續發展提供更大的空間。

三、數理邏輯算法在軟件設計中的應用

隨著計算機技術以及計算機互聯網的不斷前進，編程技術對人類來說并不陌生。通過對基礎軟件模塊的深入科學研究，人們也特別關注數理邏輯算法的模式和具體思維。所謂數學建模的特殊思想是首先了解科學數據（信息學）的相關對象，系統地分析它們的基本內在規律，實現基本的相關功能，創建概念建模，計算機系統的模擬和使用使之成為可能。計算機程序以編程語言為基礎，翻譯和編程語言來執行一些基本功能。編程C語言一般是基礎程序或高級程序語言的核心，常用于現代語言的范疇。用匯編語言編寫編程語言的過程需要基本的邏輯計算和集成的邏輯門。因此，考慮到編程語言的局限性，討論了開發數理邏輯算法和優化程序、重新編程設備的重要性，以及四種工作方法的基本編程功能。算法的邏輯和數學規則決定了相關程序的內部結構和主要功能。

四、用數學邏輯算法優化計算機編程設計

人們使用的各種軟件都在不斷更新和優化，常用軟件列表的演變取決于計算機編程語言。開發軟件的結構和合理開發，需要創建一個可行的數學模型，以補充算法邏輯規則的實際應用。將實際應用問題與數學模型相結合，可以實現完全不同的計算機編程語言發展方向。其中，數理邏輯算法的規則發揮了最重要的作用。

（一）C語言編程優化

作為一種可持續的高科技編程語言，C語言需要針對數理邏輯算法的特殊解決方案。在編程中使用數理邏輯算法的規則會使源代碼的深度和邏輯變得復雜，避免混淆數理邏輯和算法軟件的規則。這種簡化可以進一步提高計算機程序員和對象的生產力，并提高編程語言的可用性。在計算機編程中使用算法規則時，首先要分析邏輯推理系統，按照具體的實現過程對算法框圖進行排序，使計算機編程的步驟更加清晰。

（二）通過并行計算，減少算法操作時間

通過并行計算縮短正常操作時間的方法有兩種。一種方法是在一臺計算機上同時運行多個計算機內核，另一種是在多臺機器上進行并行計算。目前，計算機技術優化的速度非常快，大多數計算機使用兩到四個內核。此外，計算機編程以及軟件的發展，使分布式計算機系統受到廣泛關注。

然而，大多數計算機算法沒有多核計算，分布式計算機系統并沒有隨著時間的推移進行優化或改進，仍然使用并行實現方法來阻礙計算過程，但是數學算法就可以很好的解決這個問題。根據對數學算法的研究和分析，該算法分為兩個部分：一是并行算部分，二是非并行算部分。兩個不同的部分用于在不同的計算機中分配不同的內核，最后總結一下，就可以得到相應的準確結果，數字算法可以優化計算機編程并有助于提高效率。

（三）C++編程語言優化

C++?語言的結構設計結合了屬于各個類的思想和基本概念。這兩種編程的具體思想必須優化數理邏輯算法的規則。正確執行數學算法規則有助于進一步有效地集成類和內存，并且原則上可以進一步優化軟件。C++編程時，需要定義類和類之間的操作。許多大型項目會繼承大型子程序和大量工作。在某種思維方式下，數學算法的規則可以增加程序中的變量數量，大大減少總的計算次數。

（四）?數據結構優化

在編程過程中，數據結構規劃非常重要。數據結構是否合理直接影響決定算法準確性以及算法的運行。良好的數據類型可以輕松快速地處理程序，適當的數學算法讓計算機編程中的訪問變量變得更加方便計算，不僅提高了變量的使用空間，還有效提高了計算機的工作效率。另外，對于一些常見的變量，一個合理的數據算法可以同時為多個使用同一內存空間的變量提供更加合理有效的數學算法結構，從而提高計算效率，減少內存空間消耗。因此，對數理邏輯算法規則進行抉擇和改進非常重要。

結語

在社會經濟和科技飛速發展的今天，國與國之間的技術發展水平不斷提高，計算機應用是國與國之間競爭最大的領域之一。計算機編程工作能力以及相關水平效率如何最大限度的提高，已成為科學研究的重要課題。編程技術是基于一種編程語言，在計算機編程中運用數理邏輯算法規則，使編程更加優化、更有條理、更加多層次，提高編程效率。根據與信息處理系統和計算機系統相關的科學技術數學理論，可以將它們分為計算機技術和其他相關領域中算法的基本規則。對于各種軟件工具和工具，不斷改進數理邏輯算法的規則可以優化計算機編程。計算機編程的升級已經適應了計算機技術的發展前線，在編程中使用數學算法并不僅僅是為了分解并幫助舊算法不能解決的難題，還提高了計算機編程的工作效率。因此，數學算法對于優化編程是必不可少的。

參考文獻

[2]李海洋，侯雅雅.基于數學算法在計算機編程優化中的運用分析[J].佳木斯教育學院學報，2019，000（007）：292-293.

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[3]張琳娜.基于數學算法的計算機編程優化設計與實踐[J].自動化技術與應用，2019，038（008）：38-40，58.

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[5]周玉斌，劉海飛，麻選東.數學算法對計算機編程優化策略分析[J].網絡安全技術與應用，2020.