Matematyka a programowanie – dwie granie tych samych algorytmów, czyli jak wykorzystywać matematykę na praktyce

Matematyka jest nauką, z którą każdy chociażby częściowo miał do czynienia. Ludzie nauczyli się liczyć w tym samym czasie, gdy się nauczyli mówić, a pierwsze nazwy liczb pojawiały się jednocześnie z pierwszymi słowami. Dzięki matematyce wydaje się, że można zbadać znacznie więcej, niż pozwalają na to nasze zmysły. Algebra i geometria rozwijały się przez stulecia i stawały się bardziej skomplikowane. Wraz z rozwojem współczesnej fizyki, zarówno badaczom, jak i zwykłym ludziom, coraz trudniej stało rozumieć złożoną matematykę i tę dziwną rzeczywistość, którą opisuje, a ponadto każda lekcja szkolna zaczęła sprawiać uczniom trudności. Dobry nauczyciel, a właśnie korepetycje z nim są o wiele skuteczniejsze. Po pojawieniu się maszyn liczących obliczenia w celu rozwiązania złożonych problemów matematycznych trochę się ułatwiło. Moc komputerów rośnie obecnie w zadziwiającym tempie.

Głównym zastosowaniem systemów obliczeniowych jest modelowanie różnorodnych zjawisk i procesów fizycznych. Są to nieliniowe trójwymiarowe dynamiczne problemy, które stały się możliwe dosłownie w ostatnich dziesięcioleciach. Są to zadania aerodynamiki obliczeniowej (przepływ powietrza wokół samolotów). Teraz superkomputery pozwalają rozwiązywać takie problemy, o których wcześniej trudno było mówić. Specjalista w tej dziedzinie musi być świetnym programistą, znać prawie całą informatykę, musi także być świetnym matematykiem, znać metody numeryczne. Nawet uwzględniając całą moc komputerów, one nigdy w całości nie zamienią matematyków, gdyż systemy obliczeniowe umieją liczyć, ale to właśnie człowiek tworzy algorytmy, dzięki którym każde równanie staje się możliwym do rozwiązania. 

 

Programowanie a matematyka – dwie nauki rozwijające się w tym samym czasie

Matematyka i programowanie są ze sobą powiązane na dwa sposoby. Po pierwsze, matematyka może być używana do rozumowania o programach komputerowych. Po drugie, programowanie służy do rozwiązywania problemów matematycznych. Wiele problemów z życia codziennego można faktycznie przekształcić w zadanie matematyczne, a następnie rozwiązać na komputerze.  Matematyka jest bardzo przydatna do programowania, chociaż wielu programistów zaczyna programować, nie widząc potrzeby uczenia się matematyki w ogóle, ale jest ogromny błąd. Gdyby nauka programowania dla dzieci była nauczana w szkołach, entuzjastyczni uczniowie przebijaliby drzwi do klasy matematycznej, aby dowiedzieć się, jak robić te lub inne rzeczy, a każda lekcja sprawiałaby przyjemność, bo te dwie nauki są ściśle między sobą powiązane.

Zadania i problemy z fizyki, które można było całkowicie rozwiązać za pomocą pióra i kartki papieru, zostały rozwiązane jeszcze sto lat temu. Teraz w prawie każdej dziedzinie fizyki konieczne jest stosowanie metod numerycznych, a to wymaga przynajmniej minimalnej umiejętności programowania, nawet jeśli używasz gotowych bibliotek danych. Fizycy w eksperymentach z poszukiwaniem cząstek elementarnych nie mogą obejść się bez pomocy specjalistów od nauk komputerowych.

 

Matematyka w programowaniu i logika. Jaka jest relacja?

Programowanie strukturalne i matematyka mają jedną wspólną rzecz – jest to logika, która łączy te dwie dziedziny. Żeby rozwiązać równanie matematyczne, dzielimy rozwiązanie na proste kroki, a ponadto taką samą metodę powinniśmy stosować w programowaniu – rozkładamy zadanie na proste kroki i umieszczamy każde z nich po kolei w kodzie. Chociaż bycie dobrym w matematyce wcale nie oznacza bycie dobrym w programowaniu, ale zostanie dobrym programistą bez znajomości nauki matematycznej jest prawie niemożliwe. Wiedza w zakresie matematyki pomoże w łatwiejszym opracowywaniu z dużą ilością informacji. Sporo programów obliczeniowych są oparte na regułach matematycznych ta jej zasadach, które pozwolą w ułatwieniu obliczenia. Logika i jej podstawowe zasady są obecne w każdej sferze życia, a ponadto w nauce.

Dlaczego warto jest się uczyć matematyki?

·        Pomaga w rozwinięciu myślenia. Kreatywne i analityczne umiejętności obecnie są bardzo pożądane. Matematyka odgrywa ważną rolę w rozwoju mózgu i umiejętnościach analitycznych. Kiedy rozwiązujemy problem matematyczny zbieramy dane, rozkładamy jego na etapy i szukamy odpowiedzi. Jeśli będziemy w stanie zrozumieć matematykę i dojść do logicznych rozwiązań, będziemy w stanie przygotować nasze umysły, gdy będziemy mieli realne problemy;

·        Ma odniesienie do życia realnego. Wiedza matematyczna będzie mogła być zastosowana do rozwiązywania rzeczywistych problemów. Kupno domu, samochodu, obliczenie procentów są bezpośrednio związane ze zrozumieniem podstaw matematyki. Ponadto matematyka jest zastosowana w tworzeniu technologii komputerowych i mediów społecznościowych.

·        Pomaga w rozwiązywaniu problemów. Matematyka zapewnia jasność w rozwiązywaniu różnorodnych zadań, bo rozwiązywanie problemów jest kluczowe dla tej dyscypliny. Ucząc się tej nauki, będziesz lepiej odnajdywać odpowiedzi do pytań.

·        Pomaga lepiej zrozumieć świat. Uczenie się matematyki pozwala lepiej zrozumieć świat. Wydaje się to oczywiste, ale znajomość niuansów działania matematyki może otworzyć oczy i pomóc zobaczyć otaczający Cię świat w nowy sposób.

 

Matematyka jako pomocne narzędzie do programowania

Matematyka w programowaniu odgrywa bardzo ważną rolę, bo pomaga jasno zobaczyć, sformułować problem i zapewnić mu rozwiązanie w skuteczny sposób. Dla programistów gier komputerowych znajomość tej nauki jest niezwykle ważna i wręcz konieczna, szczególnie jeżeli chodzi o geometrię i wektory. Nauczyciel szkolny nie zawsze sprawi, że uczniowie będą lubić matematykę, a więc korepetycje z korepetytorem mogą w tym pomóc. Matematyka jest dużą dziedziną nauki, i chociaż są oczywiście części kodowania, które nie mają nic wspólnego z tą nauką, ale zdecydowana większość z nich wiąże się w jakiś sposób z matematyką. Bycie dobrym koderem jest niemożliwe bez bycia dobrym przynajmniej w niektórych aspektach nauki matematycznej. „Matma” uczy myślenia ustrukturyzowanego, a więc ona nie jest celem, ale środkiem lub narzędziem, uczy umiejętności analitycznych potrzebnych do rozwiązywania problemów programistycznych. Wiedza w zakresie matematyki ważna jest po to, by ułatwić proces.

 

 Ruslan Garanin korepetytor matematyki na stronie Buki: https://buki.org.pl/