Реферат математика в профессии программиста
Обновлено: 05.07.2024
План
1) Математика в программирование.
2) Области математики
3) Логика
4) Комбинаторика
5) Теория вероятностей
6)Теория вероятностей в играх
7) Математическая статистика
8) Линейная алгебра
9) Алгебра для игр
10) Теория графов
11) Теория сложности
12) Итоги
Области математики
Многие интересуются, можно ли стать программистом, не зная математики.
Разумеется, можно. Программист - это не тот человек, который идеально решает
уравнения и возводит числа в степень, а тот, который знает несколько языков
программирования и способен создавать программы. Математические знания
решают то, насколько человек будет компетентен в своей сфере работы. Изучать
приведенные в статье разделы математики до самых глубин не нужно. Достаточно
знать основы и свободно в них разбираться. Если понадобятся более углубленные
знания, их всегда можно получить из интернета.
Какие разделы математики нужны программисту? Речь идет в основном о
дискретной. Важно разбираться в логике, комбинаторике, теории вероятности,
математической статистике, линейной алгебре, теории графов и сложности. Как
видим, все они развивают человека и рассчитаны на улучшение гибкости
мышления. Далее рассмотрим каждую дисциплину отдельно.
В 30-х годах 19 века появились первые идеи вычислительной машины. Тогда
логика стала одной из фундаментальных структур. Сам математический
раздел начал стремительно развиваться в начале 20 века. Исследования,
которые тогда были проведены, положили начало всем языка
программирования, основанным на алгоритмическом выполнении команд.
На сегодняшний момент этот раздел изучается для того, чтобы программист
мог самостоятельно разрабатывать программы, не опираясь на созданные
шаблоны. Однако успешное освоение логики будет развивать нестандартное
мышление, которое является важным для любого программиста. В принципе,
все сферы точной науки должны быть направлены именно на эту цель.
Именно такую играет роль математика. В профессии программиста она
является неотъемлемой частью.
Теория вероятностей в играх
Если программист собирается разрабатывать игры, а не сидеть в аналитическом отделе
компании, ему все равно придется разобраться с теорией вероятности. Чтобы было понятно,
зачем это нужно, рассмотрим простой случай. К примеру, объектом разработки является
шутер. Механика стрельбы – практически главный элемент в таком программном проекте. Те
шутеры, где оружие стреляет максимально точно, вряд ли понравится большинству игрокам.
Поэтому следует добавлять разброс. Сделать точки максимально рандомными не следует. Это
повлечет за собой проблемы с точной настройкой и нарушит игровой баланс. Если
использовать знания из теории вероятности, то можно взять случайные показатели, а по их
распределению сделать анализ того, как будет работать то или иное оружие с заданным
разбросом. Так можно откорректировать игру.
Разбирая, какая роль математики в профессии программиста, относительно теории вероятности
следует сказать, что благодаря этой науке создаются нейросети, биржевые торговые роботы,
крипто-анализ и алгоритмы шифрования. Кроме того, машинное обучение – сфера, где
использована математическая статистика и теория вероятности. Без них не обойтись.
Математическая статистика
Следует отметить, что статистика и теория вероятности взаимосвязаны. Первый раздел
базируется на втором. Как правило, в вузах они изучаются обязательно. Сначала преподаются
вероятности, потом уже благодаря полученным данным можно выучить статистику.
Используется этот раздел также часто, как и теория вероятности. Он нужен практически в тех
же сферах.
Математическая статистика – важная наука для любого программиста. Чтобы разобраться с ней,
нужно иметь гибкое мышление и быть усидчивым. Мало просто походить на курсы,
позаниматься с репетитором. Этого будет достаточно, чтобы выучить основы и базу. Чтобы
действительно начать разбираться в этой теме – нет. В программировании она играет огромную
роль. Именно благодаря статистике создаются динамические программы. Не всегда можно
знать конечную цифру в выполняемом цикле, так как все данные вводятся с клавиатуры. Здесь
поможет именно статистика. В любых неоднозначных задачах следует прибегать к помощи
этого раздела математики. Для программистов она - как волшебная палочка. Главное - уметь ею
пользоваться.
Линейная алгебра
Этот раздел математики поможет освоить языки программирования.
Важные темы: матрицы и векторы, а также базовые операции над
матрицами. Почему они так важны? В любом языке
программирования при выполнении сложной задачи создается
матрица значений. Она работает таким же образом, как и в
математике. Чтобы уметь правильно оперировать функциями языка
программирования, нужно как следует подучить математику.
Алгебра для игр
Этот раздел математики для программистов будет полезен, если они
собираются разрабатывать игры. Тогда стоит подучить дополнительно темы
про векторы. Если в приложении есть экранные кнопки, можно обращаться к
камере и ее направлению, но в любом случае придется воспользоваться
знаниями из линейной алгебры. Вектор нужен для того, чтобы запоминать
местоположение, направление и скорость объекта. Для движения машинки
или другого персонажа придется использовать сложение векторов. Для
стрельбы оружия понадобятся знания о том, как вычитать векторы. Этот же
раздел математики необходим в играх, где происходят взрывы. Чтобы
рассчитать расстояния между ними и персонажем, а также подсчитать
ущерб, следует уметь рассчитать вектор, который находится между ними.
Теория графов
Специальности математик и программист связаны, как уже было сказано ранее. При этом любой
успешный знаток точной науки сможет, подучив программирование, создавать программы. Что
касаемо теории графов, то ее следует знать поверхностно. Она нужна для того, чтобы понимать,
как устроены те или иные детали, программы и так далее. Благодаря данному разделу
математики реализуются алгоритмы поиска решений. Речь идет, например, о кратчайшем пути
по маршруту, расположении дорожек на микросхеме, поиске победной игровой стратегии.
Кроме того, нередко для работы с программой и ее отладкой необходимо использовать AST.
Если программист не понимает основ графов, то ему будет легко запутаться в git. Для анализа и
разрешения различных задач тоже понадобится этот раздел дискретной математики. Для
нахождения путей и определения цикличностей, которые используются не так уж редко
(социальные сети, навигаторы, абстракции в компьютерных играх), используется теория графов.
Изучать в этом разделе советуем графы и все, что с ними связано (вершины, ребра, подграфы).
Также нужно обратить внимание на пути, циклы и маршруты. Следует разобраться с тем, какие
операции могут совершаться над графами.
Теория сложности
Рассматривая,
какие
нужно
изучать
разделы
математики
программистам, советы опытных айтишников о теории сложности
никак нельзя обойти стороной. Этот раздел математики необходим для
того, чтобы описывать базовые и простые элементы, которые в
дальнейшем влияют на систему в целом и помогают решать сложные
задачи. Чтобы с ними не возникало проблем, следует изучать
логарифмы и экспоненту. Нередко в работе используются знания из
понятия арифметической суммы. Скорость роста алгоритмов и их
анализ тоже понадобятся.
Итоги
В докладе дан ответ на вопрос, какая математика нужна
программисту. Без нее не получится составить программу, которая не
будет занимать всю оперативную память и одновременно решать
сложные задачи. В вузах преподают все из перечисленных разделов
математики. При обучении стоит обратить внимание именно на них,
а не отдавать предпочтение дифференциальным уравнениям,
сложным интегралам и так далее. Математика для программистов
очень важна не столько для написания программ, сколько для
понимания машинных методов, нейронных систем.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Описание презентации по отдельным слайдам:
Руководитель:
учитель математики
Воронкова О.И.
Автор :
ученик 8в класса
Каптюшин Михаил
Мате
ПРОГРАММИСТ
Математика в профессии.
ПЛАН
Коротко о профессии программиста
преимущества профессии и её всевозрастающая роль в современном мире
Сферы использования программирования в науке и технике.
Где и как можно успешно освоить высокое искусство программирования
Востребованность программистов и их зарплата
Трудности в программировании
Перечень дополнительных навыков, необходимых программисту для работы
Моё личное отношение к моей будущей замечательной и наиблагороднейшей профессии программиста
Преимущества профессии
Нет сомнений в том, что в наш век информационных технологий наибольшее преимущество получает не столь тот, кто умеет просто пользоваться компьютером, применяя уже готовые программы, а тот, кто способен совершенствовать старые программы и создавать новые. Сейчас все развитые страны осуществляют переход на компьютерный автоматизм, как в промышленной сфере, так и в оборонной. В связи с этим всё большую роль занимает защита автоматизированных систем и информации, борьба с попытками несанкционированного доступа к ним. Я считаю, что программист – одна из самых перспективных профессий не только в настоящем, но и обозримом будущем.
Нажмите на эту картинку, чтобы вернуться в план.
Сферы использования программирования в науке и технике
На сегодняшний день компьютер помогает людям в работе в ряде многих отраслей промышленности, в бухгалтерском деле, в сфере компьютерного искусства. Благодаря компьютеру человечество вступило на новый этап развития. Искуснейшие трюки в фильмах, корректирование голоса на звукозаписи, быстрый и точный перевод с любого языка мира, - всё это стало возможно лишь благодаря достижениям современных компьютерщиков.
Где и как можно обучиться высокому искусству программирования
Государство, конечно же, понимает, сколь важно иметь в сегодняшнем мире информационное превосходство и всячески поощряет развитие высококвалифицированных кадров среди местного населения, устраивая различные конкурсы и семинары по информатике.
В каждом ВУЗе появляются и развиваются факультеты информатики. Российское образование программистов считается одним из самых лучших. Наши специалисты ценятся во всём мире.
Перечень дополнительных навыков, необходимых программисту для работы.
Кроме всего прочего, программисту в его работе необходимо глубокое понимание высшей математики, психологии, арт-дизайна. Математика и логика помогают программисту в создании короткой и бытродействующей программы; психология и арт-дизайн – в создании удобств пользователя. Но если написанием программы занимается целая контора, то программисту уже не придётся совмещать в себе все три вышеперечисленные профессии, но он должен понимать объяснения специалистов по различным проблемам, т.е. всё равно обладать хотя бы минимальным познанием в этих сферах науки.
Моё личное отношение к моей замечательной и наиважнейшей будущей профессии.
Лично я считаю, что программист – не только нужная и высокооплачиваемая профессия, но и единственно-правильный путь в развитии моей будущей жизни. Ведь человеку не столь важно, насколько перспективна его работа, сколько то, насколько она ему нравится, чтобы, не дай Бог, не завязнуть в пучине рутинных и однообразных дней. В будущем я не представляю себя кем-либо иным, кроме как программистом. Я сделал свой выбор и считаю его единственно-верным.
Презентация о применении математики в профессии програмиста.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| matematika_v_professii._avtor_kaptyushin_mihail_uchenik_8_v_klassa.ppt | 1.62 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Руководитель: учитель математики Воронкова О.И. Автор : ученик 8в класса Каптюшин Михаил Мате ПРОГРАММИСТ Математика в профессии.
Коротко о профессии программиста преимущества профессии и её всевозрастающая роль в современном мире Сферы использования программирования в науке и технике. Где и как можно успешно освоить высокое искусство программирования Востребованность программистов и их зарплата Трудности в программировании Перечень дополнительных навыков, необходимых программисту для работы Моё личное отношение к моей будущей замечательной и наиблагороднейшей профессии программиста
Нет сомнений в том, что в наш век информационных технологий наибольшее преимущество получает не столь тот, кто умеет просто пользоваться компьютером, применяя уже готовые программы, а тот, кто способен совершенствовать старые программы и создавать новые. Сейчас все развитые страны осуществляют переход на компьютерный автоматизм, как в промышленной сфере, так и в оборонной. В связи с этим всё большую роль занимает защита автоматизированных систем и информации, борьба с попытками несанкционированного доступа к ним. Я считаю, что программист – одна из самых перспективных профессий не только в настоящем, но и обозримом будущем. Нажмите на эту картинку, чтобы вернуться в план.
На сегодняшний день компьютер помогает людям в работе в ряде многих отраслей промышленности, в бухгалтерском деле, в сфере компьютерного искусства. Благодаря компьютеру человечество вступило на новый этап развития. Искуснейшие трюки в фильмах, корректирование голоса на звукозаписи, быстрый и точный перевод с любого языка мира, - всё это стало возможно лишь благодаря достижениям современных компьютерщиков.
Государство, конечно же, понимает, сколь важно иметь в сегодняшнем мире информационное превосходство и всячески поощряет развитие высококвалифицированных кадров среди местного населения, устраивая различные конкурсы и семинары по информатике. В каждом ВУЗе появляются и развиваются факультеты информатики. Российское образование программистов считается одним из самых лучших. Наши специалисты ценятся во всём мире.
Кроме всего прочего, программисту в его работе необходимо глубокое понимание высшей математики, психологии, арт-дизайна. Математика и логика помогают программисту в создании короткой и бытродействующей программы; психология и арт-дизайн – в создании удобств пользователя. Но если написанием программы занимается целая контора, то программисту уже не придётся совмещать в себе все три вышеперечисленные профессии, но он должен понимать объяснения специалистов по различным проблемам, т.е. всё равно обладать хотя бы минимальным познанием в этих сферах науки.
Лично я считаю, что программист – не только нужная и высокооплачиваемая профессия, но и единственно-правильный путь в развитии моей будущей жизни. Ведь человеку не столь важно, насколько перспективна его работа, сколько то, насколько она ему нравится, чтобы, не дай Бог, не завязнуть в пучине рутинных и однообразных дней. В будущем я не представляю себя кем-либо иным, кроме как программистом. Я сделал свой выбор и считаю его единственно-верным.
Приветствую. Я занимаюсь программированием и 3D-дизайнером, а также относительно недавно приступил к изучению основ кибербезопасности. Сейчас в процессе учебы столкнулся с интересной ситуацией, когда необходимо применять сложные математические алгоритмы для решения разных задач. Кроме того, подумал, о том, что раньше я по-другому смотрел на математику и не любил её. Следовательно, моё мнение об этом предмете изменилось, и я решил, что это может пригодиться другим, кто решил идти в программирование. Статья будет больше теоретической, но если будет интересно, пример подтверждения на практике сделаю в будущих статьях.
Основная мысль
Один из самых частых вопросов, который задают новички, люди, далёкие от программирования, и один из самых больших стереотипов современности: нужна ли математика программисту? И ведь точно на этот вопрос никто не даст полного ответа. Это связанно с тем, что направлений в программировании очень много.
Современные языки программирования, которые и очень популярны одновременно, сейчас, способны решать многие задачи очень быстро, а их инструментарий специально сделан таким образом, чтобы не вызывать дискомфорта у разработчиков в процессе разработки.
Конечно, большинство современных разработчиков предпочитают уходить больше в Frontend, Backend и не создавать себе проблем с изучением языков никого уровня.
И другое дело, когда такие же разработчики, которые работают только с высоким уровнем и программируют сайты, отвечаю на такой же вопрос. Говорят, что математика вообще не нужна. Максимум-это сложение, вычитание, деление и умножение. И что дальше сочетательного закона идти не стоит.
Вполне логично. Однако стоит подумать про одну важную деталь, которую почти никто никогда не озвучивает. Дело в том, что ведь все компьютеры и ЭВМ работают с помощью математики. И что у истоков всего программирования стоит математика.
Вся программная арифметика связана с числами. В компьютерах используется бинарный код (1 и 0). Именно на этом коде и работают системы, начиная от операционных и заканчивая нейронными сетями. Всё, что связанно с вычислениями, всегда взаимодействует и цифрами.
Когда приходилось делать сложные вычисления, использовали карандаш, бумагу и ум. Но в процессе прогресса, понимая, что подобные решения требуют много времени. Потому и начали создавать ЭВМ для автоматизации определённых процессов. А чтобы эти процессы были автоматизированы, необходимо было разработать шаблоны. Ведь все компьютеризированные аппараты работают на основе созданных ранее паттернов. Так и вышло, что созданное сегодня информационное пространство - модернизированные шаблоны прошлого.
Вспомним, что все люди, которые создавали подобные вещи в вычислительных науках, всегда имели хорошие знания во всеми нелюбимом школьном предмете. А ведь современные компьютерные технологии никуда эту науку не убрали.
Все сложные низкоуровневые языки программирования базируются на математике, да и современные высокоуровневые тоже, ведь в них заложена основа из никого уровня. А ведь, чем выше уровень языка, тем тяжелее создать что-то сложное и большое.
Поэтому зачастую все стараются избежать изучения С/С++, Java и других подобных языков, а предпочитают уходить в веб-разработку, где процесс понимания направления и технологий более легкий, и платят не хуже.
Вывод
Задумайтесь, все сложные вещи пишутся на низких языках и включают математические знания. Конечно, нет необходимости учить весь курс вышмата, но если вы серьёзно захотите создать, например, свою ОС, написать крутой фреймворк, или уникальный искусственный интеллект, то без хороших математических знаний и соответствующих навыков в ЯП это будет сделать почти невозможно.
Нельзя пренебрегать этой наукой, и уж точно нельзя говорить, что достаточно будет знать только сложения, вычитания, умножения и деления. А как вы считаете?
Читайте также: