Зачем будущим айтишникам и инженерам нужно отлично знать математику?
Математика – базовая наука для всех цифровых и технических направлений. Еще с начальных классов она учит анализировать факты, применять разные способы решений и делать логические умозаключения. Навыки анализа, синтеза, классификации, построения логических цепочек причины и следствия развиваются благодаря изучению математики.
Но это наука сложная, школьники часто сталкиваются с трудностями в понимании отдельных тем. Знания, получаемые в рамках школьной программы, можно подкрепить с помощью дополнительных занятий – с репетитором или на курсах. Так, репетитор по математике в Алматы или любом другом городе – это отличная возможность подтянуть знания и сформировать практическое понимание предмета.
Читайте дальше, чтобы узнать, чем полезна математика будущим программистам и инженерам.
Математика и IT: в каких отраслях она необходима
Вопрос о том, нужна ли айтишникам математика, вызывает много споров. Хотя очевидно одно: математическое мышление позволяет легко решать задачи на поиск оптимальных алгоритмов. Попросту математика и программирование похожи своими базовыми принципами. Генерируя каждую строчку кода, айтишники применяют математику вовсю.
В частности, специалисты, работающие в сфере математического моделирования, прогнозируют климатические изменения, экономические процессы и физические явления на основе математических методов. Без использования математических расчетов невозможно создавать интеллектуальные самообучающиеся системы.
В каких аспектах работы с информационными технологиями математика понадобится прежде всего? Вот основные направления:
- проектирование программного обеспечения для сетей и разработка систем связи
- гейм-разработки, включающие искусственный интеллект, 3D-графику, симуляторы реальности
- формирование и анализ Data science
- прописка алгоритмов для машинного обучения
- автоматизация технических процессов
- роботопроектирование
- моделирование реальных систем
- конструирование цифровых карт
- операции с квантовыми вычислениями
- разработка криптовалютных систем и генерация ПО для финансовых систем
- анализ ДНК, клеточной организации на основе комбинаторных и статистических механизмов
Как видим, спектр IT услуг, основанный на математическом фундаменте, очень широкий. Но и другие специалисты, включая обычных разработчиков и тестировщиков, должны полагаться в процессе работы на определенную логику и анализ.
Какие разделы математики обязательно понадобятся IT-специалистам?
В какой бы отрасли IT вы не работали, желательно ознакомиться с такими разделами хотя бы поверхностно:
- теория алгоритмов – необходимая база для всех программистов
- статистика – раздел, который подойдет как специалистам Data science, так и специалистам по алгоритмам машинного обучения и создания математических моделей реальности
- дискретная математика – полезные знания для разработчиков CRM-систем и других специалистов, работающих с большими массивами данных
- линейная алгебра, теория вероятностей и дифференциальные вычисления больше всего подходят для специалистов, работающих с искусственным интеллектом
- геометрия, тригонометрия линейная алгебра – для проектирования виртуальной реальности, игр, графических составляющих программ и приложений
- математический анализ и дифференциальные уравнения – кладезь навыков для разработки и совершенствования роботов
- математическое моделирование – для имитации поведения и анализа реальных систем
Это лишь небольшой перечень основных направлений. На самом деле отраслей IT, в которых используются различные разделы математики, гораздо больше.
Как знание математики применяется в инженерии?
Как известно, учащиеся на инженеров в высших учебных заведениях проходят курс базовой высшей математики. Собственно, инженерное дело являет собой применение математических принципов в процессе создания и модификации компонентов и систем.
При инженерном проектировании специалисты опираются на математические и логические алгоритмы. Вся отрасль построена на формулах, расчетах и цифрах. Так, инженерам в области строительства необходимо как минимум просчитывать выносливость конструкций, специалистам в области электроники – передаточную функцию, инженерам-конструкторам – шероховатость и т.д.
Чаще всего при проведении инженерных расчетов используются численные методы. В разрезе данной темы студенты изучают:
- приближенное решение нелинейных уравнений
- системы линейных уравнений
- интерполяцию функций
- приближенное интегрирование
- решение дифференциальных уравнений
Для тестирования и совершенствования функций производственного оборудования инженеры широко используют методы математического моделирования. В проверочные модели вносят разные переменные (например, выносливость, срок работы, время работы, стоимость ресурсов и подобное) и тестируют их на эффективность.
Также инженеры часто прибегают к таким математическим дисциплинам, как функциональный анализ и линейная алгебра. Первая позволяет проводить расчеты, опираясь на изменение определенного параметра. Вторая активно применяется при вычислении траектории движения объекта, исходя из массы, ускорения и воздействующих сил.
В целом, изучению разделов высшей математики и других математических разделов предшествует школьный курс. Он является базой для дальнейшего освоения технических дисциплин. Поэтому исправно учить математику в школе крайне важно.
