何雨蔚

[摘要]現(xiàn)代進入到信息化的社會，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)滲透到各個領域，應用數(shù)學體現(xiàn)出現(xiàn)代信息化發(fā)展中不可替代的作用和意義，要全面分析應用數(shù)學在信息化中的表現(xiàn)，明晰應用數(shù)學對于推動信息化應用的重大意義和作用，充分利用應用數(shù)學分析和解決不斷變化的信息化新問題，推動信息化向更高的層次發(fā)展和邁進。

[關鍵詞]應用數(shù)學;信息化;發(fā)展

[中圖分類號]G642 [文獻標識碼]A [文章編號]1671-5918（2019）01-0160-02

doi：10.3969/j.issn.1671-5918.2019.01.071 [本刊網(wǎng)址]http：//www.hbxb.net

應用數(shù)學是相對抽象的數(shù)學理論和方法，涵蓋微分方程、復變分析、數(shù)值方法、數(shù)學模型等不同內(nèi)容，在信息化不同領域可以看到應用數(shù)學的具體表現(xiàn)，并對不斷變化的信息化問題進行分析、處理和解決，使數(shù)學理論能夠為實際工作提供應用指導，成為信息化工程領域中解決問題的工具，另一方面也使應用數(shù)學拓展出新的研究方向。

一、應用數(shù)學與信息化概述

應用數(shù)學是將數(shù)學理論與實踐應用相結合的一種研究方法，它以數(shù)學相關理論為依托，對社會現(xiàn)象和事物進行科學合理、深刻的分析和研究，運用微積分方程、向量分析、矩陣、復變分析、數(shù)學模型等工具發(fā)現(xiàn)和分析生活領域中的各種問題，對其加以科學合理的解決。

信息化的快速發(fā)展離不開應用數(shù)學理論和方法的支撐，它是通過智能信息化工具進行信息采集、處理、傳輸、存儲、分析和利用，涵蓋數(shù)據(jù)安全和系統(tǒng)安全等信息安全內(nèi)容，可以充分利用應用數(shù)學這一數(shù)據(jù)處理媒介，實現(xiàn)對相關信息化數(shù)據(jù)問題的分析和處理，推動應用數(shù)學與信息安全的有效鏈接，確保了信息來源、方向和內(nèi)容的真實準確性和完整性，避免了信息在使用過程中的泄露和擴散。

二、應用數(shù)學在信息化領域中的具體表現(xiàn)分析

應用數(shù)學廣泛地應用于信息化各個領域，尤其是在當前網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量激增的態(tài)勢下，應用數(shù)學的應用范圍、領域正在不斷延伸和深化，并在信息傳播媒介不斷創(chuàng)新和復雜化的趨勢下，引入應用數(shù)學相關模型，可以為信息化發(fā)展提供全新的思路和方向。例如：新型無線傳感器網(wǎng)絡的開發(fā)使用必須充分運用應用數(shù)學的相關數(shù)學理論和方法，對拓撲算法中的問題進行數(shù)學解析和處理，計算出各個網(wǎng)絡節(jié)點的具體位置、能量等信息，更好地優(yōu)化拓撲結構，解決網(wǎng)絡在傳輸速度、傳輸方法的缺陷和問題。

（一）應用數(shù)學在網(wǎng)絡科技中的應用。網(wǎng)絡科技是基于一定的程序語言，生成虛擬圖片、圖像及動畫，實現(xiàn)網(wǎng)絡共享、服務和利用，它是通過物理鏈路連接各個孤立的工作站或主機，組成數(shù)據(jù)鏈路，通過網(wǎng)絡協(xié)議、信息互換、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)等實現(xiàn)網(wǎng)絡資源共享，使社會生活向信息化、網(wǎng)絡化的方向發(fā)展。在當前網(wǎng)絡結構日益復雜的發(fā)展趨勢下，網(wǎng)絡技術必須引入更加先進的科技手段，將應用數(shù)學的理論和方法應用于復雜網(wǎng)絡體系之中，創(chuàng)建新型的問題結構模型，成為網(wǎng)絡科技的有力支撐。如：可以將應用數(shù)學的幾何原理應用于新型無線傳感系統(tǒng)網(wǎng)絡之中，以合理的假設分析和解決網(wǎng)絡傳輸及方程式方面的問題，更好地推進科技進步和創(chuàng)造。

（二）應用數(shù)學在模式識別和圖像處理中的應用。網(wǎng)絡世界蘊含大量的文字、圖像、聲音等信息，要對這些信息進行有效的模式識別和圖像處理必須依賴于科學識別系統(tǒng)，要充分運用應用數(shù)學的函數(shù)理論和方法，鑒別和歸納各種網(wǎng)絡信息，并運用數(shù)學統(tǒng)計理論和方法分析處理非數(shù)學化的信息，較好地實現(xiàn)高匹配率的數(shù)字化處理和鑒別。同時，在模式識別和圖像處理中的各種關鍵性問題也要引入應用數(shù)學的相關理論和方法，如：基于脈沖噪聲檢測的圖像濾波方法、彩色圖像區(qū)域分割應用、基于不變矩方法的圖像特征提取等，在模式識別和圖像處理的關鍵性問題之中都要運用應用數(shù)學的理論和方法加以分析，如：模糊識別、統(tǒng)計識別、人工神經(jīng)網(wǎng)絡識別、句法結構識別等，并將模式識別方法應用于指紋識別、醫(yī)學圖像識別、工業(yè)檢測等領域，有效地提升信息處理速度和價值。

（三）應用數(shù)學在網(wǎng)絡安全中的應用。應用數(shù)學還可以廣泛應用于網(wǎng)絡安全領域，如：身份認證和數(shù)據(jù)加密等，數(shù)據(jù)加密是通過計算機程序對特定信息進行機密處理，使之成為無法直接讀取的數(shù)據(jù)代碼，必須經(jīng)由解密的方式才能破譯，較好地保障網(wǎng)絡信息安全。數(shù)據(jù)加密主要采用私用密鑰加密技術和公開密鑰加密技術，尋求基于密鑰的新算法，實現(xiàn)一次非線性變換，體現(xiàn)出高加密強度、快速的特點。尤其是在金融交易領域之中，網(wǎng)絡安全的意義更加突顯，必須運用身份認證和數(shù)據(jù)加密技術，實現(xiàn)對金融用戶數(shù)據(jù)的安全保護，要不斷運用應用數(shù)學理論和方法，創(chuàng)新支付信息、賬戶信息等安全機密手段和技術，利用矩母函數(shù)、特征函數(shù)、概率母函數(shù)、算法函數(shù)為數(shù)據(jù)加密提供強大的技術支撐，更好地保障用戶交易安全。

（四）應用數(shù)學在數(shù)據(jù)挖掘中的應用。網(wǎng)絡信息數(shù)據(jù)挖掘是在龐大的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫中找尋關鍵性的信息并加以合理利用，在數(shù)據(jù)挖掘活動中要進行數(shù)據(jù)簡化、數(shù)據(jù)轉化、數(shù)據(jù)清理，這就需要運用應用數(shù)學理論和方法，可以將應用數(shù)學應用于數(shù)據(jù)挖掘之中，具體包括有：（1）探索數(shù)據(jù)分析。利用簡易統(tǒng)計參數(shù)以及圖形演示觀察和分析數(shù)據(jù)集，了解和把握數(shù)據(jù)模式和變化趨勢;（2）描述模型?？梢赃\用密度估算、從屬模型、聚類分析及算法，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)模型的描述;（3）預測模型。可以運用分類和復原的數(shù)學方法進行預測，建構可以通過其他變量價值推斷一個變量價值的模型;（4）發(fā)現(xiàn)模式和規(guī)則。在交易數(shù)據(jù)庫之中通常會應用到關聯(lián)規(guī)則，它是基于數(shù)據(jù)控制軟件產(chǎn)品算法支持下的一種規(guī)則，包括有順序、關聯(lián)、連接分析等，例如：在超市中的消費者可能會在購買牛奶的同時，也會同時購買橙汁、果酸等飲品。另外，還有一些統(tǒng)計分析、聚類分析、決策樹等應用數(shù)學方法，也可以較好地應用于數(shù)據(jù)挖掘和二次利用之中，不斷推進數(shù)據(jù)挖掘的深化與創(chuàng)新。

（五）應用數(shù)學在信息管理中的應用。應用數(shù)學也可以較好地應用于信息管理之中，重點解決半結構化的問題，基于一定的數(shù)學模型提升信息管理效能，使信息管理決策更加科學化、合理化。如：可以建構企業(yè)物料需求預測模型，定量、準確地分析訂單數(shù)量、交貨日期、歷史銷售數(shù)據(jù)，據(jù)此進行企業(yè)經(jīng)營數(shù)據(jù)管理決策，降低庫存成本，提升采購速率。其應用途徑可以采用建構經(jīng)濟模型資源平臺的方式，采集經(jīng)濟信息管理中的各種數(shù)據(jù)，提升數(shù)學應用的有效性，規(guī)避模型變量不可預測性的缺陷。另外，還可以通過對SPSS、SAS、JAVA等知識的熟練掌握，才能更好地促進經(jīng)濟模型信息化的實現(xiàn)。

三、應用數(shù)學對信息化發(fā)展的促進作用分析

（一）擴大了信息化范疇

應用數(shù)學在信息化發(fā)展和擴張的過程中起到了不可小覷的作用，使各行各業(yè)進入到信息化建設的“快車道”，為不同領域提供了科學先進的理論方法支撐和全新的研究思路。例如：在企業(yè)信息化建設過程中，可以引入應用模糊集合論和主成分分析方法，綜合評判企業(yè)信息化建設水平，量化企業(yè)信息化建設的各指標權重，建構企業(yè)信息化指標體系，包括有信息資源與裝備類指標、信息技術普及及發(fā)展類指標、信息技術利用率指標等，使之覆蓋企業(yè)信息化的界定范圍，實現(xiàn)各類評價指標數(shù)據(jù)的無量綱化，較好地實現(xiàn)企業(yè)信息化指標的定量化數(shù)值及評價，用于企業(yè)縱橫向的比較和分析，使之成為企業(yè)信息化建設的發(fā)展方向和決策依據(jù)。又如：在圖書館信息化建設進程中，也可以充分運用應用數(shù)學的相關理論和方法，將多層次模糊數(shù)學模型應用于圖書館服務質量評價，建構以LibQUAL+為主流的服務質量評價模式，運用模糊數(shù)學中的模糊綜合評判法，建構數(shù)學相關模型并進行因素權重分析，科學準確地獲悉圖書館服務質量評價結果。同時，在高校圖書館信息化建設過程中，還可以采用層次分析法建構評價模型，計算各個評價指標的權重系數(shù)，科學評判高校圖書館信息化建設水平。

（二）優(yōu)化信息化價值

隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術的不斷發(fā)展，衍生出容量日益增多的各種結構性、半結構性、非結構性數(shù)據(jù)，顯示出信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)內(nèi)容復雜、無序的一種狀態(tài)，對此必須引入應用數(shù)學相關理論和方法，對信息化系統(tǒng)進行優(yōu)化，可以采用信息挖掘技術，提取信息數(shù)據(jù)庫的有價值信息，減少信息混亂、冗長的無序現(xiàn)象，使用戶能夠快速有效地獲取自己所需的有價值信息，為社會發(fā)展和進步提供強勁的信息支撐，充分突顯信息化的現(xiàn)實應用價值和效能。例如：可以運用數(shù)據(jù)挖掘技術，挖掘網(wǎng)站日志信息，獲取并分析網(wǎng)站的目錄、頁面抓取信息，全面準確地分析網(wǎng)站的狀態(tài)碼信息，從而較好地幫助網(wǎng)站的優(yōu)化與完善。又如：可以將數(shù)據(jù)挖掘技術應用于信息化系統(tǒng)架構之中，利用可視化分析和表達方式，為用戶呈現(xiàn)出文字、圖表、專題地圖、OLAP報表等，較好地促進信息化決策的準確性和科學性。

（三）實現(xiàn)應用數(shù)學與信息化的協(xié)同進步和發(fā)展

在應用數(shù)學不斷促進信息化發(fā)展和優(yōu)化的過程中，同時也在不斷對應用數(shù)學進行反復推敲、實驗和測試，通過信息化實踐發(fā)現(xiàn)應用數(shù)學理論體系中存在的缺陷和不足，更好地推動應用數(shù)學學科的發(fā)展。例如：數(shù)據(jù)加密算法就在信息化應用實踐中不斷優(yōu)化和創(chuàng)新，原有的數(shù)據(jù)加密算法主要有公開秘鑰密碼、DES算法等，而多步加密算法是一種嶄新的加密算法，它是基于信息化發(fā)展實踐中而生成的，運用一系列的數(shù)字產(chǎn)生可重復性、偽隨機化的數(shù)字序列，可以較好地保證信息安全和使用。另外，信息化技術還極大地推動了數(shù)學思維模式和數(shù)學研究方法的創(chuàng)新，在云計算技術快速發(fā)展的背景下，分布式計算是更優(yōu)于集中式計算的一種方法，它可以將需要進行大量計算的項目數(shù)據(jù)進行小塊分割，由多臺計算機分別計算，最后統(tǒng)一歸總運算結果，獲取最終的數(shù)據(jù)結論，可以較好地節(jié)約整體計算時間，提升計算效率。

綜上所述，應用數(shù)學可以應用于信息化網(wǎng)絡的各個領域，成為信息化系統(tǒng)不斷優(yōu)化創(chuàng)新的技術支撐，同時，應用數(shù)學也借由信息化平臺和載體快速發(fā)展，獲取更多的思維模式和研究方法，體現(xiàn)出兩者相得益彰的效果。