编程与数学建模

在编程中,建模的过程是将一个实际问题简化为可以用数据和简短语言表达的问题,然后用概率、微积分等数学工具来解决问题。

当然,数学并不局限于此。它也有许多算法来解决实际问题,如线性规划,拟合,回归等。由于实际问题的数据可能比较复杂,用人脑按照一定的算法逐级求解往往是非常麻烦的。

所以通过计算机编程可以编出程序的算法,直接对数据,用计算机就能算出来。换句话说,人们建立模型,然后编写算法,用计算机计算模型中的答案,比如最优解。 如果你想自己编程,你需要对算法有深入的了解。其实很多算法都有现成的程序,本网站推荐使用Python进行建模编程


编程能力

上图绘制的是编程能力提升的几个阶段:

  • 基础阶段-了解一门用于建模的编程语言,如Python和Matlab。掌握其基础语法,如变量定义、循环判断语句、函数定义等。 本网站推荐使用Python,主要原因是该语言易学、应用广泛且开源。(具体教程参见Python基础编程)
  • 中级阶段-掌握编程语言通用的、常用的工具包,如绘图、数据分析等。对于Python而言,Numpy、Pandas和Matplotlib是必须要掌握的。 (具体教程参见Python重要第三方库)
  • 高级阶段-掌握用于特定问题场景下的工具包,如优化问题工具包、预测问题工具包,就Python而言,具体为Scipy、Sklearn等。 (具体教程参见Python模型第三方库)