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摘要：当今盛行的计算机信息网络，数学算法就是计算机数学，在计算机中充分地运用了数学的算法原理，利用好数学算法里面的算法原理可以适当地建立数学模型，再利用计算机转换成计算机编程，以此可以提升计算机编程的工作效率。
关键词：数学算法；计算机编程；探究；对比
1研究现状和发展趋势
自计算机科学诞生的那一刻，就与许多学科存在密切的关系，其中就包括数学，而且数学算是与其关系最为密切的。计算机方面的技术随科技的发展也得到更新和促进，并且呈现出一幅异彩纷呈的画面。计算机与数学之间的关系已经成为了当前计算机研究新领域的焦点，一名著名的国外数学家曾说过：计算机数学实际就是算法的数学。计算机科学在当前理论上的研究主要包括以下几点：可计算性理论、网络理论、算法与设计理论。这些理论看似种类繁多，但是它们彼此之间的各方面的理论内容都是互相联系的，许多研究出来的新课题都是依照这种基础而诞生。虽然当前计算机硬件和软件方面在不断地发展，但它始终脱离不了冯·诺依曼这种体系结构，所以当在解决现实上各类问题用计算机来解决的过程中，所借用的方法其实都是类似的。
2数学算法使用的目的、意义以及作用方式
2.1掌握好数学理论知识
能把数学当中的思维和观点运用好并且能够解决现实当中的问题，其实这就是在编程当中所构建好的数学模型，创建数学模型的意义就是将创建过程当中所遇见的问题简单化，一种数据结构就是通过抽象的思维转化得来。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆想要得到最终一项结论，最开始要去查阅大量的数据资料和许多调查证明，并且在此之后要对计算机编程自身能够追寻的规律进行研究，从而得出一个数量关系式，最后还要依靠数学的理论和算法进行不断的分析和研究，数学的理论知识是建立好数学模型和解决问题的首要条件。
2.2软件的诞生步骤和其条件
随着计算机网络的快速发展，现在许多菜单式的程序都是从数学计算和原理转换而来的，作为计算机程序当中的一类，先使用好程序设计语言来对程序进行编写，然后再依照计算机去自动的将问题解答出来，这就是计算机编程的目的。首先建立好一个科学、合理的数学模型，然后对实际出现的问题进行算法设计，再进行编程，这才是一个新的软件所诞生的步骤。将科学的数学模型建立好是编程的基础，而且是编程所必须进行的第一步骤。在数学模型的基础上还要对编程进行优化，优化编程的关键就是选择好的数学算法。
2.3数学算法的作用
高级语言编写的程序有一些因素会消耗编程时间，下面简单列举4种：（1）所出现问题规模的大小，比如求1500当中的质数；（2）选取策略依照算法来进行；（3）计算机内部执行命令的运算速度；（4）对程序进行编译之后所产生的计算机代码的质量等。效率不同的原因有以下两种情况，在面对不同的编译程序进行程序编译的时候以及不在相同的计算机上运行的时候。先将计算机当中的软硬件因素给隔开，能够这样去理解，运行一项特定的程序，其运行所选择的算法会被其工作量所依赖。因此，程序运行的时间能够依据优化算法去减少，执行的效率也能进行提高，这些工作都会被作为编程的核心。能够选择一项高效的运算方法是开始优化程序的一种前提。不同的算法可以去解决相同的问题，程序的效率也会被算法的质量所影响。根据时间复杂程度和空间复杂程度，要借用不同的算法对相同的问题进行解答。考虑算法的效率而选取算法是编程过程当中需要重视的，绝对不能因为程序的编写比较简单化从而去忽视了算法能够赋予它的作用，实际运算的要求在此情况可能无法得到满足。
3应用实例来对比各类算法
3.1逐层剥皮法
举个例子来讲，怎么算出1×2×3×…n这道公式当中数字末位有多少个0，以下讲构建出一类最合适的方法来计算结果。这种方法可以称作为逐层剥皮法，这种算法的功能是含0的数量利用含5的数量给推算出来。先进行一次循环，依靠5为步长来对其进行剥皮处理，5的个数从中得出。后面再以5的次方当作步长，二次循环剥皮，三次循环剥皮就按照5的3次方来进行，照此步骤进行，当步长大于或等于n值的时候退出循环。每一步求出来的5的次方进行综合就是最后的结果。
3.2判断算法和观察算法
在此之外还有两种算法，这种算法比较精准化，在每次算法运算的时候就要做一次判断，0的个数在这个期间也被记录好，前面的数值不用进行计算，把最开始和0不相关的数字给去掉，保留好那些有效的数字，这样可以防止计算机出现表示的范围，0的个数在1×…×n计算之下结果能够得出。还有一种算法是依照观察来进行的，依照观察上述公式可以知道0的生产途径有着2×5、4×5、6×5、8×5等等，在其中会发现，结构乘法都带有×5的特征，也可以得出5的倍数能够生产出0。根据其中多的倍数2和5来制定条件，将n分解出来，从而得出包含5的数量，若需进一步地去寻求优化的算法，就可以依照这种方法来进行。
3.3比较3种算法
但是下面描述的判断法和观察法优化的效果还是比不上逐层剥离法的。下面将使用一张统计图来体现出这3种方法效率。图1中y=n就足以体现3种方法的优化效率的高低，其中y=n这条曲线就体现了逐层剥离法的效率，y=n/5为判断算法的效率曲线，y=[log5n]为观察算法的效率曲线。这种类似的例子会在以后工作上、实际生活上会碰到，计算机程序运行的效率依照比较好的算法的话会大大提升，而计算机程序也是由计算机编程语言所编写，因此，对于这种类型的问题，要加大力度去进行分析和研究。
3.4重视计算机和数学之间的联系
根据对一些高校的初步了解，不论是什么类型的本科院校或部分专科院校，凡是设立了计算机这个专业，所开设的课程和数学专业课程都是相当的，并且两者之间所体现专业含义和所涉及范围都体现得很对等。在计算机编程当中所应用的数学知识就包括以下几个方面：数理逻辑、数据的处理、图论、概率分布、微分方程、参数估计等等。使用计算机进行软件开发不但要拥有过高的逻辑思维能力、空间想象能力、形象思维能力，还需有较高的数学基础。可见，在进行计算机编程中结合好数学知识的重要性。研究人员的建模能力可通过长期的学习和实践来巩固，在研究计算机程序当中数学算法的应用和作用的时候，可以依照以下步骤来进行：（1）数学模型要被首先建立好；（2）数学分析整个数学模型，判断模型的正确性确定；（3）算法的选取要科学且行之有效；（4）论证数学分析所决定的算法的有效性；（5）编制软件，进行调试；（6）数学分析和结果进行对比。按照这些步骤来将数学算法的过程分析好，从而选出最合适的算法。
参考文献
[1] 赵继周. 试论数学算法对计算机编程的优化[J]. 数码世界, 2017, 6(12):456-456.
论文作者:马畅
论文发表刊物:《文化研究》2018年第8月
论文发表时间:2018/8/28
标签：算法论文; 计算机论文; 数学论文; 程序论文; 效率论文; 数学模型论文; 步长论文; 《文化研究》2018年第8月论文;