Cách Áp Dụng Toán Học Trong Lập Trình Máy Tính?

Chắc hẳn các bạn học sinh, sinh viên đều biết, Toán học là một môn học không thể thiếu từ bậc tiểu học đến trung học phổ thông. Vậy khi bước chân vào giảng đường Đại Học, Toán học có còn đồng hành cùng chúng ta nữa hay không? Và nếu có thì nó đóng vai trò như thế nào trong ngành Công nghệ Thông tin nói chung và trong Lập trình máy tính nói riêng? Hôm nay, thầy sẽ cùng các em đi tìm câu trả lời cho những câu hỏi trên thông qua bài viết “Cách áp dụng Toán học trong Lập trình máy tính” nhé.

Lập trình máy tính có cần Toán? Câu trả lời là “Có”

Nhiều bạn sinh viên khi mới “chân ướt chân ráo” bước vào ngành Công nghệ thông tin thường hay thắc mắc “Liệu Lập trình máy tính có cần Toán?“. Câu trả lời là “CÓ”. Tuy nhiên, mức độ Toán học cần thiết sẽ phụ thuộc vào lĩnh vực lập trình cụ thể mà bạn muốn theo đuổi.

Để mình lấy ví dụ cho các bạn dễ hình dung nhé. Nếu bạn chỉ đơn thuần là tạo ra một trang web giới thiệu đơn giản về bản thân, hiển thị thông tin cá nhân, hình ảnh… thì bạn chỉ cần sử dụng HTML, CSS… – những ngôn ngữ cơ bản, dễ học và không yêu cầu quá nhiều về Toán học.

Tuy nhiên, nếu bạn muốn phát triển một ứng dụng trò chơi, một phần mềm phức tạp với nhiều chức năng hay ứng dụng liên quan đến Trí tuệ nhân tạo (AI)… thì chắc chắn Toán học là “vật bất ly thân”. Lúc này, bạn cần phải “nạp” vào đầu rất nhiều kiến thức Toán học đấy nhé.

Các lĩnh vực Lập trình cần Toán

Như thầy đã chia sẻ, có rất nhiều lĩnh vực Lập trình cần đến Toán. Dưới đây là một số ví dụ điển hình:

• Lập trình Game: Để tạo ra đồ họa đẹp mắt, chân thực, chuyển động mượt mà, tính toán vật lý, xử lý va chạm, AI cho nhân vật trong game… thì các nhà phát triển game phải sử dụng rất nhiều đến kiến thức về Đại số tuyến tính, Hình học, Xác suất thống kê…

• Lập trình AI/ Machine Learning: Đây là một trong những lĩnh vực “hot” nhất hiện nay và chắc chắn sẽ còn phát triển mạnh mẽ trong tương lai. Để “thổi hồn” vào máy móc, giúp máy tính có thể “tự học”, “tự suy nghĩ” như con người, các bạn cần phải “nằm lòng” các kiến thức về Xác suất thống kê, Đại số tuyến tính, Giải tích…

• Lập trình đồ họa: Bạn có biết, những hình ảnh 3D đẹp mắt, sống động như thật mà bạn nhìn thấy trong phim ảnh, game, thực tế ảo… đều được tạo ra bởi các thuật toán phức tạp? Và tất nhiên, Toán học chính là “chìa khóa” để giải mã những thuật toán đó.

• Lập trình Blockchain: Blockchain – công nghệ chuỗi khối – cũng là một trong những lĩnh vực “thống trị” trong thời đại 4.0. Và để có thể “chinh phục” Blockchain, bạn cũng cần trang bị cho mình kiến thức về mật mã, lý thuyết số, hàm băm (hash function),…

Các khái niệm Toán học thường dùng trong Lập trình

Vậy, đâu là các khái niệm Toán học thường dùng trong Lập trình? Hãy cùng thầy điểm qua một số khái niệm “quen mặt” nhất nhé!

• Đại số tuyến tính: Các phép toán trên ma trận và vectơ được ứng dụng rất nhiều trong xử lý ảnh, machine learning, đồ họa máy tính…

• Giải tích: Ngành Toán học này cung cấp cho chúng ta các công cụ để nghiên cứu về sự thay đổi, tốc độ thay đổi… – những kiến thức cần thiết để phát triển các thuật toán phức tạp.

• Xác suất thống kê: Trong lập trình, Xác suất thống kê được sử dụng để phân tích dữ liệu, dự đoán, xây dựng mô hình học máy…

• Lý thuyết đồ thị: Lý thuyết đồ thị nghiên cứu về các đồ thị – một cấu trúc toán học dùng để biểu diễn mối quan hệ giữa các đối tượng. Trong lập trình, lý thuyết đồ thị được ứng dụng trong rất nhiều bài toán như tìm đường đi ngắn nhất, quản lý mạng, xử lý dữ liệu…

Lời kết

“Văn ôn võ luyện” – Toán học và Lập trình cũng vậy, hai lĩnh vực này có mối liên kết chặt chẽ với nhau. Vì vậy, để có thể trở thành một lập trình viên giỏi, bạn không những cần phải có niềm đam mê với mã code mà còn cần phải có một nền tảng Toán học vững chắc.

Hy vọng bài viết đã phần nào giải đáp được thắc mắc của các bạn học sinh, sinh viên về mối liên hệ giữa Toán học và Lập trình máy tính. Nếu có bất kỳ câu hỏi nào, các em hãy để lại bình luận bên dưới, thầy sẽ giải đáp trong thời gian sớm nhất. Chúc các em luôn giữ vững niềm đam mê và thành công trên con đường đã chọn!