数学技术和信息技术的融合

 数学技术和信息技术的融合

方必清

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摘 要：自人类进入到信息时代之后，原本单纯的由理论层面进行的数学研究也逐渐发展至通过信息技术等手段进行技术层面研究的全新阶段。本文主要对数学技术和信息技术二者融合相关的信息进行了深入分析。就目前来看，数学领域逐渐由最初纯理论层面的研究开始向着技术应用层面所转变，在这一过程之中耗费了大量时间和资源。自上个世纪开始，信息技术便取得了飞速发展，其中数学被当作一类专业技术，为科学研究以及工程实践等提供服务。在近些年间的科学研究过程中，数学技术以及信息技术融合发挥了十分关键的作用。为此对信息和计算科学技术融合的可行性进行分析和讨论，对于深化此领域的理解有着极为重要的作用，有助于培养出具有当前时代特点的顶尖人才。

关键词：信息技术；融合探究；数学技术

数学技术在当前也给信息技术发展和完善提供了技术方面的有力支撑，并且它也是推动信息技术进一步发展的核心要素，而信息技术同样也给数学和数学技术发展及进步创造了一个极为便捷的理想化平台。由于社会以及科学技术在当前仍旧表现出飞速发展的趋势，因此当前不论是信息技术或者是数学技术，仅凭借自身一种技术很难发挥出较为显著的作用，为此探索二者融合切入点，促使两种技术有机融合成为了目前较为重要的一个问题。

1 信息技术与数学技术的基本阐述

1.1 信息技术

所谓信息技术即在信息采集、信息传输、数据存储加工以及信息交流和应用过程中所使用到的各种手段以及方法体系。按照实际表现的形态可以把信息技术分成两大类，分别为硬技术以及软技术两种。所谓硬技术即实在的多种类型的专业信息装备，其本质即一种物化技术。与前者不同，软技术通常是指有关于信息获取以及信息处理等不同类型的专业技能、方法以及理论知识，也就是一类智能化技术。前者实际上就是把人类所有信息都借助计算机中的语言即0 或1 以二进制的形式进行表达，而这也是人类文明以数学为基础所进行的一次前所未有的科学整合，它是一项关乎着人类生存以及未来发展科学成就，其中最有代表价值的人物即设计出计算机这一人类伟大发明的上个世纪最为著名的冯•诺依曼；而后者则指获取和处理信息的知识、技能与方法均和数学技术存在着极为紧密的联系，二者不可分割，就某种意义上而言，其实际上就是一个特殊的数学化过程。

1.2 数学技术

通常情况下，数学技术大多指的是完成数学运算、数学推理以及数学应用等功能的信息技术，因为数学技术以数学为基础，所以它通常会跟随数学的发展而发展。将数学原理、数学思想、数学方法以及技术进行完美整合之后所形成的技术即数学技术，它的本质实际上属于一类高科技，一旦脱离数学技术，那么信息技术便会变成无源之水，很难继续生存更不要谈及进一步的发展。

通过巧妙的方式将数学和技术进行有机结合便形成了所谓的数学技术，在这种组合方式下，数学与技术变为了一个无法被分割的有机整体。站在某些角度上看，所有数学重大突破和发展其本质即数学技术发展或进步的提前表现，就目前来看，技术发现在绝大多数情况下都会稍稍滞后于数学的发展。而不管是技术的发展还是数学追求目标，二者目标的实质相同，它们都倾向于更为简单、更为便捷且便于掌控、清晰且可操纵性。实际上，现阶段数学是任何一个计算机的仿真核心，借助数学技术能够给复杂且抽象的现象做仿真建模处理，同时还能够通过计算机技术完成数据流可视化以及缩成，以此来促使人们更快、更为便利以及更为安全的完成对应的任务。当前造我们日常生活的各个方面均能够发现数学技术和信息技术的存在。例如在进行身体检查时所做的CT，飞机模拟、金融业中的估算技术、电子自动化设计、气象预测技术等核心均为数学技术。计算机是数学技术作用得以展现的主要载体，而数学技术也是计算机技术得以更新与工作的基础。

2 数学技术与信息技术融合的可行性分析

2.1 信息技术为数学技术的应用和发展提供了平台

在当前信息技术以及其它现代化技术飞速发展的时代背景下，数学通过技术化的方式变成了人们生活中极为重要的一个组成部分，让数学在科学技术以及社会发展方面具有的推动作用得到了有效展现，同时也使得科学技术得到了一定进步。不管是图形计算器还是数学软件功能都随着数学技术发展而取得了显著增长，在计算、图像绘制、因式分解、符号演算、数据分析统计以及图像演示和思维实验等领域均可以实现更为快捷且准确进行，另外计算机验证功能、联网以及编程等功能也因此得到了显著强化。因为数字经济、信息处理和诸多探索性的数据实验、观察、分析以及模拟等和计算机技术之间存在着极为紧密的联系，所以导致数学同时拥有了科学以及技术双重身份，而这也由另一方面表现出了数学实质性的内涵。因为计算机在近些年实现了飞速发展，从而让人们能够较为快速的处理一些难度较高的非线性类问题，借助计算机提供支撑可以揭示出数学原本的现象，从而为数学发展提供充足动力。

就数学的本质而言，它实际上是对当前现实世界进行的一种特殊描述、思考、解释以及理解，它最终的目的是要探索在现实世界之中蕴含的数和形之间的规律，从而给社会发展以及人类进步所服务。通过信息技术的支撑使得数学思想以及方法得以不断突破。大量新学科，例如近代数学技术、信息论以及模糊识别也随之而生。将数学技术以及信息技术进行有机结合，让数学领域得到了进一步拓宽，变成了数学探索新型平台。

2.2 信息技术以及数学技术二者相互促进

数字技术实际上是和信息技术同时出现的一门科学技术，数字技术能够将图、文、声以及像等转换成电子计算机可以识别的二进制的数字，即“0”和“1”，从而使得借助信息技术对信息数据进行加工或传播。数学技术的转换功能为数据存储、资料检索、数据传输以及数据操作等信息技术提供了有力保障，而信息技术的发展同样也为数字技术进一步优化创造了条件。

尽管信息技术在数学技术的作用下取得了极大发展，但是数学世界同样也因为信息技术的进步而产生了极大的改变，并且还对世界产生了极为深远的影响。由于信息技术的发展和应用时的当前数学变得更为显示，而且也让数学模型这一思想达到了一个较高水平。借助信息技术，数学家能够将头脑之中抽象的“数学实验”转变为现实，而且也可以模拟复杂且难以理解的理论概念与过程。虽然几何关系复杂多变，但是借助计算机的动态绘图功能便可以进行快速表示。总而言之，信息技术让数学思想得到了充分展现，让数学方法实现难度得到了极大程度降低，而数学以及数学技术的发展也反作用于信息技术，推动了它进一步的完善、优化和发展。

2.3 数学技术和信息技术二者紧密结合

所谓数学技术，它又被称作数码技术、计算机数字技术以及数字控制字数，它是一项和电子计算机相伴而生的科学技术，因此它和信息技术之间存在着极为紧密的联系。而信息技术主要的功能就是对信息以及数据进行存储、检索和传输，这些功能都需要借助数字技术来实现。例如其中的数据信息存储，实际上就是借助数字技术将对应的文字、视频或者图片进行编码转换处理，使其变成0 和1 两个数字，同时将所得到的数字写入到对应的存储装置内。倘若需要对信息进行读取处理，则可以进行反编译，将数字还原为原本的文字、视频以及图片。

应用信息技术能够有效调动人们对于数学研究、探索的兴趣，从而使人们能够积极主动地进行思考和探索，以此使数学以可视化以及人文化等新形态展示在大众面前。通过计算机技术能够展现出更为优质、更为丰富且更为直观的几何内容，例如可以将分型模型以及动态化较为复杂的曲线进行展现。计算机中最为基础的一项功能即科学计算，借助该项功能能够在较短的一段时间中对大量数据进行有效收集以及处理，同时做出对应的判断并形成公式，进而构建出相关的理论。在数学实验过程中应用计算机技术同样具有极大作用，例如在火箭发射、军事演习、核弹爆炸以及汽车桥梁的设计工作中都需要利用计算机辅助实验进行。随着计算机介入深度不断增加，从而让数学应用以及普及程度得到了有效提升，当前信息技术已经逐渐被融入到各个学科领域之中，而且均取得了较为理想的成绩，由于数学技术价值和功能不断的被发掘，从而导致人们对于数学认知也更为全面以及深刻。

就目前来看，信息技术以及数字技术的融合内容主要包括以下几方面。首先是信息存储数字化。在传统的信息传输过程中极易受到距离和噪声影响，但是基于数字技术以及信息技术的新型传输方式则能够有效避免上述因素影响，其能够重复再生，借助检错能够有效消除传输过程中因噪声干扰所致的错误信息，从而增强信息抗噪声以及抗干扰等能力，极大提升了信息传输的速度。其次是信息自动化处理。数学技术会在一定程度上依赖数字压缩技术，在信息传输以及存储过程之中，对数据进行有效压缩极为关键。由于信息数据间存在着一定联系，因此极易产生信息冗杂等问题，此时便可以记住数学技术来压缩数据信息，从而保证信息的完整性和流畅性。

3 信息技术以及数学技术发展前景

自上个世界八九十年代之后，我国便将信息以及计算科学中的数学技术与信息技术划分至数学专业之中，其主要的研究方向即通过现代化的计算设备处理实际工程以及科学问题的数学方法和理论基础。由于科学技术在前些年取得了质的飞跃，因此当前我们已经进入到信息时代，人们通过发掘、整理以及收集和分析信息技术能够让社会发展进程得到有效增强，但是在针对所收集到的信息进行专业化处理时往往需要借助一些具体化的计算数学以及统计分析手段来系统化的统计与整理上述冗杂信息，以此来增强信息准确性。随着信息技术和数学技术不断发展以及融合，未来二者的侧重点也会发生一定转变，优化基本的信息操作将变成两种技术的发展目标，因此我们一定要对信息采集、密码技术以及遥感技术等做进一步的优化。在当前发展过程之中，必须要强化人才自身思维的灵感以及机械思维之间的对接，当开展与探索信息技术和计算机技术发展途径是需要将思维尽可能拓展、开阔视野、发挥想象以及提高认识深度。要将信息技术和数学技术通过合理的形式进行融合并应用至当前较为热门的人工智能、信息论研究和计算机科学领域中，利用逐步完善的方式强化信息与数学技术在各个领域中的研究质量，同时还可以根据设备具体情况和控制装置做对应的设计与研制，基于全面智能化和自动化，最大程度缓解人脑负担，从而有效提升人类生存质量，并且使得人类认识与改造自然等能力得到有效强化。

就目前来看，想要让信息资源具有的作用得到充分发挥，就必须要利用具备专业数学计算方法和统计分析方式的人才针对信息做展业传输和处理，然而在当前实际发展过程之中，我国还缺少与信息技术和数学技术相关的人才，为此我国在前些年在各个高校之中设立了计算科学与信息专业，借此来系统且科学的培养精通数学技术与信息技术的专业型人才。通过这种方式让数学技术良好发展得到了有效保障同时还让信息技术和数学技术发展质量与效率得到了显著增强。

4 结束语

综上所述，在当前时代背景下，将数学技术与信息技术进行有效融合有着极为关键的作用和意义。信息技术为数学理解以及数学技术的探索提供了良好的平台，让数学理解难度得到了显著降低，从而使数学走进了生活与现实，变得更为情景化。通过信息技术与数学技术的融合可以实现技术交互，有助于二者共同发展。在现阶段，信息革命和信息以及计算科学专业不断发展创造出了一个相对出色的发展前景，而信息技术和数学技术也借助社会发展实现了不断优化与完善，并且开始对人们生活产生影响，以此有效刺激了当前社会发展与进步过程中对于信息技术和数学人才的需求。在未来发展过程中一定要加大对于数学技术以及信息技术综合型人才培养的力度，以此来促使计算机技术和数学技术应用范围、发展速度的提高，并保证我国社会发展紧跟时代发展脚步，以此保证信息技术和数学技术能够实现良好融合与进一步发展。

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