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信息与计算科学专业导论论文

中国计量学院

专业导论课程论文

题目：

信息与计算科学专业导论论文

专业：

信息与计算科学

班级：

13信算一班

姓名：

朱雨戈

学号：

1300801112

2014年4月9日

一．摘要与概述

信息与计算科学专业是以信息领域为背景，数学与信息，管理相结合的交叉学科专业。

该专业致力于培养具有良好数学基础，能熟练地使用计算机，初步具备在信息与计算科学领域的某个方向上从事科学研究，解决实际问题，设计开发有关软件的能力的高素质人才。

信息与计算科学专业为理科专业，包括信息科学与计算科学两个方面。

方向一是以信息科学方面为主，计算数学方面为辅；方向二是以数学方面为主，信息科学方面为辅。

本专业的课程体系和知识结构体现了在扎实的数学基础之上，合理架构信息科学与计算科学的专业基础理论。

通过信息论、科学计算、运筹学等方面的基础知识教育和建立数学模型、数学实践课、专业实习各环节的训练，着重培养学生解决科学计算、软件开发和设计、信息处理与编码等实际问题的能力，培养能胜任信息处理、科学与工程计算部门工作的高级专门人才。

二．信算专业的前景

在几位老师的专业导论课的学习中，我了解到信息与计算科学是当今科学前沿领域，是除理论研究与实验以外的第三种科学研究手段，是我国科技发展观规划中的重要学科。

今天，虽然许多人能够完成大量计算机应用的任务而并不需要很多的数学训练，但这不等于说计算科学不需要高深的数学。

对比计算机专业人才，信算专业人才通过对实际问题数学化进而解决该问题的这种思维过程更受人们青睐。

对从事计算机具体应用的人员来说，只需要懂得怎么使用各种计算机软件资源，如编译程序、操作系统、数据库管理系统、有关的硬件接口、各种软件工具和应用软件程序包的使用就可以了，因而不可能从事较高起点的计算科学专业技术工作。

信算专业毕业生未来发展多样化，可报考研究生进行更深入的研究，也可直接就业。

考研方向：

计算机类：

计算机系统结构、微型计算机系统、并行分布/处理与智能计算机系统、计算机软件、人工智能与智能控制、计算机图形学及计算机辅助设计、计算机信息处理与应用、计算机设计自动化与计算机科学理论

自动化控制类：

控制理论与控制工程，模式识别，测控，精密仪器，导航制导。

数学类：

基础数学，计算数学，应用数学，运筹学，金融数学，系统工程。

经济类：

国际贸易，国际金融，投资，产业经济学。

管理类：

运筹学，企业管理。

就业方向

信息与计算科学就业趋势，毕业生在毕业以后，可以在信息与计算科学、计算机

信息处理、经济、金融等部门从事研究、教学、应用软件开发或者是管理部门从事一些实际应用、开发研究或者管理工作。

或者在信息与计算机信息专业去读研究生。

就业前景：

主要到科技、教育和经济部门从事研究、数学与计算机教学和应用开发和管理工作。

就业趋势

1.继续深造：

由于信息与计算科学专业的毕业生不仅具有扎实的数学基础和良好的数学思维能力，而且掌握了信息与计算科学的方法与技能，受到科学研究的训练，因此继续深造的可选择领域将变得非常广泛，他们既可以继续攻读计算数学、计算力学、计算机应用与软件、信息与网络安全、信息科学、自动控制、金融信息等专业和研究方向的硕士学位，也可以攻读具有行业特色且与信息与计算关系比较紧密的某些专业的硕士学位。

2.高等院校、科研单位：

信息与计算科学专业的毕业生可以在大专院校和科研单位从事教学和科研工作，他们可以继续从事信息科学与计算数学的教学和研究工作，也可以凭借其出色的数学建模能力和计算能力解决实际应用问题。

3.IT企业：

信息与计算科学专业的毕业生进入IT企业是一个重要的就业方向，它们可以在这些企业非常高效的从事计算机软件开发、信息安全与网络安全等工作。

信息产业对人才的需求首先是基本的“技能”，包括计算机编程的基本能力，要求具有良好的数据库和计算机网络的知识和使用技能，熟悉基本的软件开发平台。

由于信息产业进入“应用”为主流的时代，高水平的从业人员不仅要掌握基本的“技能”，关键还要具备将实际问题提炼为计算问题以及求解该问题的能力，这正是信息与计算科学专业学生的优势所在，也是近几年来国内大型IT企业

“抢购”知名高校计算数学专业毕业生的原因所在。

三．专业学习

信息与计算科学专业主要课程包括数学分析、高等代数、几何、概率统计、数学模型、离散数学、模糊数学、实变函数、复变函数、微分方程、物理学、信息处理、信息编码与信息安全、现代密码学教程、计算智能、计算机科学基础、数值计算方法、数据挖掘、最优化理论、运筹学、计算机组成原理、计算机网络、计算机图形学、c/c++语言、java语言、汇编语言、算法与数据结构、数据库应用技术、软件系统、操作系统等。

　　作为一名大一的学生，经过一个多学期的学习，已经大概熟悉了高等代数、数学分析、大学物理、java预言等基础课程，深刻认识到数学思维的逻辑性、严密性、灵活性，也见识到用数学建模解决实际问题的神奇之处，尤其是在王义康老师的介绍下被数学建模所吸引。

四．以数学建模为例

数学建模是通过建立数学模型来解决实际问题的整个过程，　需要从定量的角度分析和研究该问题。

在深入调查研究，查阅文献资料，了解对象信息，做出简化模型，分析内在规律等工作的基础上，用数学的符号和语言作表述。

王义康老师向我们介绍道，近半个多世纪以来，随着计算机技术的迅速发展，数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用，而且以空前的广度和深度向经济、管理、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透，所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。

数学建模总体来说主要分七个部分：

模型准备、模型假设、模型建立、模型求解、模型分析、模型检验和模型的应用和推广。

1.模型的准备：

了解问题的实际背景，明确其实际意义，掌握对象的各种信息。

以数学思想来包容问题的精髓，数学思路贯穿问题的全过程，进而用数学语言来描述问题。

要求符合数学理论，符合数学习惯，清晰准确。

通常做法是查阅文献资料，或者进行实地考察，直接获取第一手资料。

例如最简单的商人过河模型，它的设计目标就是在满足两岸商人都不少于仆人数的情况下安全过河。

2.模型的假设：

根据实际对象的特征和建模的目的，对问题进行必要的简化，并用精确的语言提出一些恰当的假设。

如计算投篮模型为了简化会不计空气阻力等实际因素，单纯模型化。

3.模型的建立：

在假设的基础上，利用适当的数学工具来刻划各变量常量之间的数学关系，建立相应的数学结构。

如上述的投篮模型中，可设投球速度为v，投篮者与篮框的水平距离为l等等。

有时也通过查阅文献获得一些基本数据，如篮框的高，篮球的球径等。

4.模型的求解：

数学建模的主体部分。

利用获取的数据资料，对模型的所有参数做出计算（或近似计算）。

通过对模型的分析，设立目标函数，列出约束调节，利用Mytype等数学软件求解。

5.模型的分析：

对所要建立模型的思路进行阐述，对所得的结果进行数学上的分析。

6.模型的检验：

将模型分析结果与实际情形进行比较，以此来验证模型的准确性、合理性和适用性。

如果模型与实际较吻合，则要对计算结果给出其实际含义，并进行解释。

如果模型与实际吻合较差，则应该修改假设，再次重复建模过程。

这个过程也通常被称为模型的改进。

7.模型的应用和推广：

应用方式因问题的性质和建模的目的而异。

模型的推广就是在现有模型的基础上对模型有有一个更加全面，考虑更符合现实情况都适用的模型。

五．以金融数学为发展目标

由于个人偏好商科，而当今正好有个学科称为金融数学，于是计划未来向金融方向发展。

金融数学（FinancialMathematics），又称数理金融学、数学金融学、分析金融学，是利用数学工具研究金融，进行数学建模、理论分析、数值计算等定量分析，以求找到金融学内在规律并用以指导实践。

金融数学也可以理解为现代数学与计算技术在金融领域的应用，因此，金融数学是一门新兴的交叉学科。

凭借我们信息与计算科学专业的专业计算机语言知识及数学建模、数学分析能力，融合金融领域知识，金融数学也是一个不错的发展方向。

金融数学总的研究目标是利用我国数学界某些方面的优势，围绕金融市场的均衡与有价证券定价的数学理论进行深入剖析，建立适合我国国情的数学模型，编写一定的计算机软件，对理论研究结果进行仿真计算，对实际数据进行计量经济分析研究，为实际金融部门提供较深入的技术分析咨询。

在国际上，这门学科已经有50多年的发展历史，特别是近些年来，在许多专家、学者们的努力下，金融数学中的许多理论得以证明、模拟和完善。

金融数学的迅速发展，带动了现代金融市场中金融产品的快速创新，使得金融交易的范围和层次更加丰富和多样。

这门新兴的学科同样与我国金融改革和发展有紧密的联系，而且其在我国的发展前景不可限量。

数学技术以其精确的描述，严密的推导已经不容争辩地走进了金融领域。

自从1952年马柯维茨（Markowitz）提出了用随机变量的特征变量来描述金融资产的收益性，不确定性和流动性以来，已经很难分清世界一流的金融杂志是在分析金融市场还是在撰写一篇数学论文。

再回到Collins的讲话，在金融证券化的趋势中，无论是我们采用

统计学的方法分析历史数据，寻找价格波动规律，还是用数学分析的方法去复制金融产品，谁最先发现了内在规律，谁就能在瞬息万变的金融市场中获取高额利润。

于是，在未来我们可以想象有这样一个充满美好前景的产业链：

金融市场--金融数学--计算机技术。

但目前我国在这个行业的人才凤毛麟角，该行业未来的前景并未受到人们的重视，导致如今既懂数学又懂经融的复合型人才相当稀缺。

这也是我们信算专业的一个机遇和挑战。

六．最佳经济订货批量模型——数学建模与金融数学的结合

经济订货批量economicorderquantity（EOQ），通过平衡采购进货成本和保管仓储成本核算，以实现总库存成本最低的最佳订货量。

经济订货批量是固定订货批量模型的一种，可以用来确定企业一次订货（外购或自制）的数量。

当企业按照经济订货批量来订货时，可实现订货成本和储存成本之和最小化。

经济订货批量公式为

其中，C0表示每次订货成本，

D表示每个时期对货物的需求量，

Ch表示单位产品在一段时期内需要的保管费用。

下面我们通过一个案例来分析推导这个公式：

仓储的管理很类似于生活中自来水水塔现象：

水塔是个蓄水池，不停的漏水，快漏完的时候，就要迅速加水至满，保持平衡。

对于某医药配送企业仓库管理，可以看作它是集中大量采购，然后慢慢销售；快完的时候，在集中大量采购，如此循环。

为了便于建模，我们把上面问题看的再理想化些：

水塔的水是均匀漏的，加水时是瞬间加满的；

该医药配送企业的某种药品的销售也是均匀的已一个固定的速度出库，采购的动作也是瞬间完成的。

要解决的问题描述（水塔现象的对照）

1.水塔负责的小区居民，一年有1000吨的用水量，每吨水的价格1元，每吨水的保管费用平均为一年0.1元，每次水泵抽水至水塔需要费用2元；那么我们根据这些数据，想到的结论是什么呢？

那就是这个水塔要建立多大，每隔多长时间送一次水？

一年的总费用是多少？

2.该医药配送企业某种药品一年销售10000箱，每箱进价100元，每箱货的保管费用平均为一年5元，每次供应商送货的手续费170元；根据这个数据，我们想知道：

每次采购多少箱？

多长时间采购一次？

一年的总费用是多少？

年费用的计算

该医药配送企业一年的总费用计算公式

=商品的总进价+全年的保管费+全年订货手续费

=每箱进价*销售总箱数+（每箱年保管费/2*销售总箱数）/订货次数+每次订货手续费*订货次数

这里有人概念容易误解，就是全年的保管费的计算；

很容易让人感觉:

全年的保管费=每箱年保管费*销售总箱数;

下面我举一个最简单的例子否定上面想法：

比如仓库月初进了30箱货，每箱每天的保管费用为1元，那么到月底的时候保管总费用是不是（1元/箱.天）*30箱*30天=900元呢？

实际上你要考虑到箱子在均匀出库。

举个简单的例子，一天卖一箱，那么月底的时候刚好卖完，那么1号时候保管费用为30元，2号因为仓库只有29箱，所以保管费用为29元，以此类推，保管费用为30+29+28+….=450元

所以实际上：

全年的保管费=（每箱年保管费/2）*（销售总箱数/订货次数）

严格的证明：

全年的保管费=每箱年保管费*∫（0,1）（每次订货量－销售总箱数*t）=（每箱年保管费/2）*（销售总箱数/订货次数）

该医药配送企业一年的总费

=每箱进价*销售总箱数+（每箱年保管费/2*销售总箱数）/订货次数+每次订货手续费*订货次数

这里订货次数是个未知量。

做个字母公式（便于推导分析，意义和上面中文一一对应）：

F=C*D+（Ch/2*D）/n+C0*n（n是未知数）

根据高中代数不等式定律，当（Ch/2*D）/n=C0*n，F有最小值

所以最合理订货次数n=SQRT（Ch*D/（2*C0））（SQRT表示根号）

最小总费用Fmin=C*D+SQRT（2*Ch*D*C0）

采购周期T=1/n=1/SQRT（Ch*D/（2*C0））

每次采购量Q=D/n=D/SQRT（Ch*D/2*C0）=SQRT（2D*C0/Ch）

这个经济学上重要的理论就是这样通过数学建模的方式得出，并得到广泛运用。

但对经济批量的理论有许多批评，但并不是批评该方法在内容上的不足之处，而是批评那种不顾实际情况而不适当地随便使用这种方法的态度。

伯比奇教授在其1978年的著作《生产管理原理》中，对经济批量提出的批评大略如下：

1、它是一项鲁莽的投资政策——不顾有多少可供使用的资本，就确定投资的数额。

2、它强行使用无效率的多阶段订货办法，根据这种办法所有的部件都足以不同的周期提供的。

3、它回避准备阶段的费用，更谈不上分析及减低这项费用。

4、它与一些成功的企业经过实践验证的工业经营思想格格不入。

似乎那些专心要提高库存物资周转率，以期把费用减少到最低限度的公司会比物资储备膨胀的公司获得更多的利益。

其它反对意见则认为．最低费用的订货批量并不一定意味着就获利最多。

此外，许多公司使用了经另一学者塞缪尔·艾伦教授加以扩充修订的经济批量法之后认为，在他们自己的具体环境条件下，该项方法要求进行的分析本身就足够精确地指明这项方法的许多缺点所在，而其他方法则又不能圆满地解决它们试图要解决的问题。

七．结论

信息与计算科学专业是个多方向性发展的专业，不仅仅是数学在生活各个方面的渗透，也是因为计算机日前的迅猛发展。

市场对我们这种复合型人才相当渴求，信算人才炙手可热，就业前景一片大好。

因此，只要我们认真完成每一阶段的学习任务，真正掌握好专业技能，必能在未来激烈的人才竞争中脱颖而出，实现我们的理想，成就我们的人生。