浅析数学算法在计算机编程优化中的应用

张涛

摘要：在现代社会，计算机的发展非常迅速，过去社会发展的中心已经从工业转向高科技，计算机在社会发展中发挥了非常重要的作用。本文章重点分析了数字算法对程序设计的影响以及程序设计基础的优化，希望对数字算法和计算机程序的研究具有一定的意义。

关键词：数学算法;计算机编程;优化

由于计算机技术的不断进步与发展，计算机系统科学技术广泛应用于社会工作、日常生活和教育的各个方面。对于计算机程序，它的出现为很多人的日常生活提供了方便和快捷。但是，具有相同基本功能的计算机程序的分布却大不相同。造成这个问题的主要原因是在模块编程的过程中，软件为人们的日常生活提供了便利，而软件编程技术让人们更容易摆脱日常生活。不同的计算机程序之间存在相同的逻辑数学算法。合理利用算法的数理逻辑规则，可以优化计算机程序的设计，进一步提高常规程序列表的逻辑性和效率。

一、数学算法和计算机编程的基本概述

（一） 数学算法概述

算法是数学研究中最基本、最重要的部分。它在计算机程序的开发和编程中的意义十分重要。它可以让死板的程序变得更加灵活具备人性化。编程基于数学原理和数值算法，采用最低成本和最低计算量的数学规律，以最快的方式获得最准确的结果[1]。其基本思想是观察事物的发展，归纳其规律，应用基本的算术规律，大大减轻计算机工程的负担。

今天，信息技术正在迅速和创新地发展。数学算法对计算机编程起到的影响也日益见长。数学算法正逐渐成为程序员所需要的基本功能。在大多数高等教育机构中，计算机课程旨在指导学生发展数学算法作为基本教学理念。为了开发和改进数学算法，学生需要理解和掌握各种数学算法和编程技能。可以说，数字算法在生活中的作用越来越重要。

（二）编程设计的简要概述

编程主要是用计算机语言设计的。计算机功能可以通过学习和翻译计算机语言在几种不同类型的计算机上实现。事实上，使用计算机的目的是解决许多数学上难以解决的复杂数据，并提供最精确的结果。计算机的创新和改进不仅大大提高了计算的效率和精度，也提高了编程的可行性[2]。因此，我们需要更加关注编程方法，特别是数字算法的改进和优化，不断提高计算机运算的准确性和计算运算的效率。

二、计算机编程水平和现状

（一）计算机编程现状

目前，基于科学规律的软件编写与其他现有学科之间存在明确的联系。此列表中最明显的主题是用于数学和逻辑的远程控制系统。在这种可持续发展和进一步创新设计的环境中，科技的进一步发展与现代中国社会的进步息息相关。计算机控制系统是伴随着快速增长和变化的相对科学技术应用，在这一时期编程与数学算法的关系成为社会地位和社会关注的中心和焦点。计算机系统基础研究的数学理论可分为网络与计算机运行理论、算法规则理论和结构设计理论，这些理论不是独立的而是协调的[3]。作为高科技产品，计算机系统未来的发展方向和趋势将直接影响到社会的未来。就计算机系统信息技术的发展而言，首先需要一个有用且实际的应用领域，功能和安全是整个计算机系统开发的基本要素。计算机系统编程设计科学技术使计算机系统能够开发数字化、便携化、智能化和个人发展信息系统，以对未来社会经济发展的四个层次保持警惕。

（二）一些计算机系统软件编程的发展

近年来，在计算机编程技术的不断发展中，杀毒软件和防火墙都升级到了最新版本的计算机系统，为现有的应用程序提供了更大的安全和保护，计算机系统信息系统受到保护。同时，为了进一步明确计算机技术和信息技术的内部结构，可以将信息技术划分为若干信息处理系统，有利于信息技术在软件系统中的更广泛应用。尽管计算机编程控制系统和信息技术在目前的应用中存在诸多局限性，但计算机控制系统信息技术的具体效果还没有达到预期的水平[4]。不断的软件优化和计算机系统信息技术的实际应用正在逐步提高数据处理器的实际应用，大力促进计算机系统信息技术的长期发展，可以为计算机系统信息技术的可持续发展提供更大的空间。

三、数理逻辑算法在软件设计中的应用

随着计算机技术以及计算机互联网的不断前进，编程技术对人类来说并不陌生。通过对基础软件模块的深入科学研究，人们也特别关注数理逻辑算法的模式和具体思维。所谓数学建模的特殊思想是首先了解科学数据（信息学）的相关对象，系统地分析它们的基本内在规律，实现基本的相关功能，创建概念建模，计算机系统的模拟和使用使之成为可能。计算机程序以编程语言为基础，翻译和编程语言来执行一些基本功能。编程C语言一般是基础程序或高级程序语言的核心，常用于现代语言的范畴。用汇编语言编写编程语言的过程需要基本的逻辑计算和集成的逻辑门。因此，考虑到编程语言的局限性，讨论了开发数理逻辑算法和优化程序、重新编程设备的重要性，以及四种工作方法的基本编程功能。算法的逻辑和数学规则决定了相关程序的内部结构和主要功能。

四、用数学逻辑算法优化计算机编程设计

人们使用的各种软件都在不断更新和优化，常用软件列表的演变取决于计算机编程语言。开发软件的结构和合理开发，需要创建一个可行的数学模型，以补充算法逻辑规则的实际应用。将实际应用问题与数学模型相结合，可以实现完全不同的计算机编程语言发展方向。其中，数理逻辑算法的规则发挥了最重要的作用。

（一）C語言编程优化

作为一种可持续的高科技编程语言，C语言需要针对数理逻辑算法的特殊解决方案。在编程中使用数理逻辑算法的规则会使源代码的深度和逻辑变得复杂，避免混淆数理逻辑和算法软件的规则。这种简化可以进一步提高计算机程序员和对象的生产力，并提高编程语言的可用性。在计算机编程中使用算法规则时，首先要分析逻辑推理系统，按照具体的实现过程对算法框图进行排序，使计算机编程的步骤更加清晰。

（二）通过并行计算，减少算法操作时间

通过并行计算缩短正常操作时间的方法有两种。一种方法是在一台计算机上同时运行多个计算机内核，另一种是在多台机器上进行并行计算。目前，计算机技术优化的速度非常快，大多数计算机使用两到四个内核。此外，计算机编程以及软件的发展，使分布式计算机系统受到广泛关注。

然而，大多数计算机算法没有多核计算，分布式计算机系统并没有随着时间的推移进行优化或改进，仍然使用并行实现方法来阻碍计算过程，但是数学算法就可以很好的解决这个问题。根据对数学算法的研究和分析，该算法分为两个部分：一是并行算部分，二是非并行算部分。两个不同的部分用于在不同的计算机中分配不同的内核，最后总结一下，就可以得到相应的准确结果，数字算法可以优化计算机编程并有助于提高效率。

（三）C++编程语言优化

C++ 语言的结构设计结合了属于各个类的思想和基本概念。这两种编程的具体思想必须优化数理逻辑算法的规则。正确执行数学算法规则有助于进一步有效地集成类和内存，并且原则上可以进一步优化软件。C++编程时，需要定义类和类之间的操作。许多大型项目会继承大型子程序和大量工作。在某种思维方式下，数学算法的规则可以增加程序中的变量数量，大大减少总的计算次数。

（四） 数据结构优化

在编程过程中，数据结构规划非常重要。数据结构是否合理直接影响决定算法准确性以及算法的运行。良好的数据类型可以轻松快速地处理程序，适当的数学算法让计算机编程中的访问变量变得更加方便计算，不仅提高了变量的使用空间，还有效提高了计算机的工作效率。另外，对于一些常见的变量，一个合理的数据算法可以同时为多个使用同一内存空间的变量提供更加合理有效的数学算法结构，从而提高计算效率，减少内存空间消耗。因此，对数理逻辑算法规则进行抉择和改进非常重要。

结语

在社会经济和科技飞速发展的今天，国与国之间的技术发展水平不断提高，计算机应用是国与国之间竞争最大的领域之一。计算机编程工作能力以及相关水平效率如何最大限度的提高，已成为科学研究的重要课题。编程技术是基于一种编程语言，在计算机编程中运用数理逻辑算法规则，使编程更加优化、更有条理、更加多层次，提高编程效率。根据与信息处理系统和计算机系统相关的科学技术数学理论，可以将它们分为计算机技术和其他相关领域中算法的基本规则。对于各种软件工具和工具，不断改进数理逻辑算法的规则可以优化计算机编程。计算机编程的升级已经适应了计算机技术的发展前线，在编程中使用數学算法并不仅仅是为了分解并帮助旧算法不能解决的难题，还提高了计算机编程的工作效率。因此，数学算法对于优化编程是必不可少的。

参考文献

[2]李海洋，侯雅雅.基于数学算法在计算机编程优化中的运用分析[J].佳木斯教育学院学报，2019，000（007）：292-293.

[2]高祎.数学算法在计算机编程优化中的应用分析[J].科技风，2019，No.372（04）：54-54.

[3]张琳娜.基于数学算法的计算机编程优化设计与实践[J].自动化技术与应用，2019，038（008）：38-40，58.

[4]陈丽，高新涛.计算机数学的教学构建和学习方法探讨 ——评《计算机数学基础》[J].电镀与精饰，2020，v.42;No.331（10）：51-52.

[5]周玉斌，刘海飞，麻选东.数学算法对计算机编程优化策略分析[J].网络安全技术与应用，2020.