計算機技術在數學建模中的運用分析

明銳

摘 要：計算機技術能夠有效推動數學建模的發展。本文將對數學建模的含義及特點進行概述，并重點探究計算機技術在數學建模中的運用，以期推動數學建模與計算機技術的飛速發展。

關鍵詞：數學建模;計算機技術;模型

引 言

現階段數學建模在全世界范圍內的各行業中有著越來越廣泛的運用。隨著計算機技術的普及和發展，其正逐漸數學建模的重要工具。因此，對于計算機技術在數學建模中應用的探究有著重要意義。

一、數學建模的含義及特點

數學知識能夠用來解決人們工作與生活中的諸多問題，全方位地整理有關數據信息，了解問題對象的特征及規律，將遇到的問題轉變為數學問題，這種過程即為數學建模。數學建模應考慮設計對象的各方面因素，借助數學方法和思維解決問題。數學建模進行主觀性的模型設定工作，依照遇到的實際問題建立并逐步完善模型并給出相應處理方案。因此，各建模人員對于相同問題在建模思路與建模方法等方面會有著顯著不同。為有效解決各類問題應不斷修改并完善數學模型，提升處理結果的精確性。數學建模所涉及的學科及領域較為廣泛，在建模過程中要借助大量的信息數據和多種計算方法。例如會涉及到管理學、人口學以及社會學等多方面內容。在目前社會發展進程中數學建模的應用越來越廣泛。在企業管理、環境保護以及城市規劃等方面都涉及到數學建模。相較于傳統的數理知識，數學建模更側重于處理現實中的實際問題，規劃并制定社會及人們生活中遇到的各類問題并進行針對性的處理。

二、計算機技術在數學建模中的運用分析

（一）計算機技術在數學建模中的功能

美國為確定導彈飛行軌跡將數學建模與計算機技術相結合，借助計算機技術為數學建模提供先進的計算方法，有效推動了數學建模的創新和發展。計算機技術特有的超高的運算能力能夠給數學建模創造有利的技術知識環境。與此同時，計算機技術具備的網絡通信與存儲空間能力進一步促進了數學建模的發展，增強了數學建模的效率和精準性。現階段，計算機技術經過長時間的發展，其存儲與計算能力都有著顯著的發展和創新。超級計算機的各項功能能夠為眾多行業和領域創造良好的技術環境。計算機技術能夠借助自身的各類功能為數學建模創造數據存儲與計算的條件，為現階段航空航天及績效分析等諸多行業的數學建模提供廣泛有力的支持。目前隨著計算機技術的持續完善，人們可以借助計算機技術進行視頻、圖像及文字等多種內容的應用與存儲，極大提升信息傳遞效率。在相關行業的數學建模過程中，可以借助計算機技術為用戶開展更為直觀具體的多媒體展示，充分提高數學建模結果表達的直觀性。在數學建模過程中，需要不斷查找并修復自身存在的諸多漏洞，借助計算機技術的自動化與智能化幫助建模人員查找并修復數學建模中存在的各種漏洞，甚至可以依照設定的相關程序及時準確地修復各類漏洞[1]。比如，建模人員可以借助計算機技術的自動化功能對數學模型當中各類參數進行針對性的修改;借助計算機技術的智能化功能完善整個修改過程，確保各項特定參數的統一性和連續性。

（二）計算機技術在數學建模中的具體運用

數學建模的整體流程較為復雜，其中的難點在于數學計算。數學計算方式的選取直接關系著數學建模的運算效率。人工數學運算已經很難滿足當前日益龐大的存儲與數據計算需求;隨著計算機技術在數學建模中的應用及創新，其超強的計算能力得到了建模人員的好評。例如，在氣象分析行業中需要結合現存的大量數據進行復雜的計算工作，傳統的人工運算方法會耗費大量的時間不能及時有效的得出天氣預測結果，無法充分實現預測天氣效果;而隨著計算機技術的運算能力的逐步運用，極大提高氣象分析相關數據運算的效率，縮短運算周期，確保信息數據計算的精確性，使得相關行業人員能夠依照數學建模的結果準確及時地預測貿易區域某個時段的具體天氣情況，為人們的工作、生活及社會發展提供重要保障[2]。數學建模過程中需要覆蓋大量的基礎數理思想以及龐大的數據信息和圖形，將原本復雜抽象的數學問題進行具象化與形象化。在這復雜的建模過程中，傳統的人工制圖方式很難保證效果，也不能完善立體化圖形;借助計算機技術的制圖能力能夠構建標準的立體化圖像，降低數學建模的復雜程度難度并提升數學建模的效率。現階段，建模人員主要使用計算機C語言執行繪圖工作，豐富數學建模的形象使其能夠更為切合實際并有效解決現實問題。隨著計算機技術的持續發展，相關技術人員研發了大量軟件，在數學微積分及代數運算過程中使用相應的高級可視化計算語言。同時借助先進的圖像處理軟件為數學建模創造有利基礎條件支持。例如，CAD軟件能夠有效進行三維繪圖，被廣泛運用于工程設計及建筑設計等行業中，是數學建模過程中的重要工具。計算機技術除了可以解決分析數學建模的各類問題，對于培養綜合素質人才也有著重要意義。例如計算思維與人工智能技術能夠有效優化各類人才的教育培養工作，引導學生建立計算機思維鍛煉其數學運算能力。隨著先進的計算機技術在各項領域中的持續應用和推廣也為各類產業創新打開了更廣闊的思路。例如，阿里巴巴將計算機技術與數學建模進行結合開發智能機器人;華為利用數學建模中的計算機技術優化產品結構，提升技術水準，進一步提高企業核心競爭力。

結 論

綜上所述，計算機技術對于數學建模有著重要意義，為數學建模過程中的數據運算及模型構建提供有力支持，大幅提高數學建模的準確性和運算效率，充分整合各項資源，有效促進社會各行業的發展與創新并加速產業升級。

參考文獻

[1] 裴秀艷.計算機技術在數學建模中的應用研究[J].信息記錄材料，2019，20（08）：117-119.

[2] 趙曉花.數學建模過程中計算機的應用探究[J].山東工業技術，2018（12）：133.