離散數(shù)學(xué)
離散數(shù)學(xué)是研究離散對象(量)的數(shù)學(xué),粗略地來講,所謂“離散”就是不“連續(xù)”的、“可分離”的,比如自然數(shù)、書本、人等等,實數(shù)則是連續(xù)的。用集合論的術(shù)語來說,離散對象就是這樣的對象:其全體所構(gòu)成的集合是有限或可數(shù)的。離散數(shù)學(xué)的內(nèi)容及其豐富,集合論、數(shù)理邏輯、數(shù)論、抽象代數(shù)、古典概率、組合數(shù)學(xué)、圖論、自動機(jī)理論等等都屬于離散數(shù)學(xué)的范疇。
縱觀數(shù)學(xué)發(fā)展的歷史可以發(fā)現(xiàn),數(shù)學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了從離散到連續(xù)再到離散的過程。最初的離散數(shù)學(xué)源于日常生活和生產(chǎn),以后,隨著物理學(xué)、天文學(xué)等等的發(fā)展,連續(xù)數(shù)學(xué)得到了極大的發(fā)展,近代,隨著計算機(jī)科學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用,離散數(shù)學(xué)又得到了進(jìn)一步的重視和發(fā)展。
現(xiàn)代的數(shù)字計算機(jī)本質(zhì)上是一種離散的機(jī)器,只能處理離散的量和對象,其理論模型是英國數(shù)學(xué)家圖靈于1936提出的離散的圖靈機(jī)。當(dāng)然,通過近似等手段,數(shù)字計算機(jī)也可以模擬處理連續(xù)的量。雖然在誕生之初,計算機(jī)被主要用于科學(xué)計算(處理連續(xù)的量),但現(xiàn)代計算機(jī)越來越多地用于處理離散對象。所以,離散數(shù)學(xué)為計算機(jī)科學(xué)奠定了理論基礎(chǔ),并成為其有力工具。事實上,離散數(shù)學(xué)涉及的內(nèi)容極其廣泛,其應(yīng)用全然不是僅局限于計算機(jī)科學(xué)及其應(yīng)用,而是涉及到我們生活的方方面面。
離散數(shù)學(xué)課程是計算機(jī)專業(yè)的核心課程之一,為許多后繼課程(如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫原理、軟件工程、算法設(shè)計與分析、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)原理)提供了必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和工具,且其學(xué)習(xí)過程還為提高分析問題和解決問題的能力提供了一條有效的途徑,從而為今后的學(xué)習(xí)和工作打下堅實的基礎(chǔ)。
本課程涉及四個數(shù)學(xué)分支:集合論、數(shù)理邏輯、圖論和組合數(shù)學(xué),主要介紹這些數(shù)學(xué)分支的基本框架、基礎(chǔ)知識、基本思想和方法,內(nèi)容的取舍和講授方法充分考慮了計算機(jī)專業(yè)學(xué)生的特點和需要,展示了離散數(shù)學(xué)在計算機(jī)科學(xué)中的應(yīng)用,強(qiáng)調(diào)基本概念、基本方法和能力培養(yǎng)。
本課程的涉及面較廣,其所涉及的每個分支在數(shù)學(xué)系通常都要安排為一門一學(xué)期的課程,這其中的有些課程還是研究生課程。所以。計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生要學(xué)好離散數(shù)學(xué)并非輕而易舉,而需要花費相當(dāng)?shù)木?。?dāng)然,計算機(jī)專業(yè)中所講授的離散數(shù)學(xué)課程對有關(guān)內(nèi)容作了大幅度的精簡,除必須講授的基礎(chǔ)內(nèi)容以外,從應(yīng)用的角度對內(nèi)容作了取舍。所以,只要認(rèn)真對待,計算機(jī)專業(yè)的學(xué)生還是能夠也必須學(xué)好離散數(shù)學(xué)。