智能算法在计算机编程优化中的运用

发布时间:2023-09-12 16:18:02 来源:网友投稿

孙黎博

摘要:随着科学技术的不断发展,计算机技术越来越先进、智能,在各个领域都有广泛的应用。对于计算机应用而言,编程方式决定了应用效果。对此,文章重点对计算机编程方式和特点进行概述,分析了计算机编程的发展情况,阐述了智能的内涵,进而探讨了计算机编程中智能算法的运用实践以及策略优化,并提出注意事项。

关键词:智能算法;
计算机编程;
算法语言;
优化运用

中图分类号:TP311  文献标志码:A

0 引言

随着社会经济的快速发展,各个领域、各个方面对计算机的需求逐渐提升,而且要求越来越多,需要计算机软件不断创新、更新,满足多方面需求。在计算机软件开发中,编程作为核心,直接决定着软件的应用效果,是计算机软件开发的基础保障。对此,计算机编程也需要不断更新、优化。当前,程序员常常应用智能算法实现计算机编程的优化。智能算法也被称为软计算,是人们在生物界的启迪下结合生物原理进行模仿的一种求解算法,通过仿生原理进行软件设计。常用的智能算法包括遗传算法、群集智能算法、人工神经网络算法、模拟退火算法等,可在计算机编程优化中起到良好的效果,促使计算机更加智能。

1 计算机编程方式及特点

计算机编程是人和计算机之间进行“沟通交流”的途径和工具。人们采取二进制符号命令对计算机进行控制。当前,我国常见的计算机编程包括基础机器语言、汇编语言以及高级语言,而且这3种语言有着不同的作用[1]。机器语言即直接在裸机上运行的程序,由0和1组成的指令构成,但是这种语言理解难度较大,技术人员逐渐将这些指令转变为助记符,即汇编语言,但是汇编语言的机器思维较重。在计算机不断发展的背景下,机器语言逐渐发展为和人类思维更加接近的语言,即高级语言。高级语言是比较常用的软件开发语言,包括Java、C语言和VB等。其中,C语言更加接近汇编语言,是操作系统中广泛应用的语言,编程效果比较清晰。在C语言的基础上,为了提升开发效率,出现了C++语言。C++语言不仅具备C语言面向过程的特点,而且又有面向对象的方式,适用于桌面应用开发和游戏开发。Java是一种纯面向对象的语言,不用在操作系统上运行,而是在Java虚拟机上运行,适用于移动端和Web方面的开发[2]。

经过研究发现,计算机编程广泛应用于各个行业,而且数学知识是编程的核心内容。随着科学技术的不断发展,计算机编程方式、技术等也在不断改变,智能算法就成为技术人员研究的重点内容[3]。计算机编程包括理论知识、操作设计、智能算法等内容,这3个内容并不是独立存在的,而是需要整合起来,相互配合运用。现阶段,计算机技术快速发展,然而在当前社会发展的背景下,计算机编程方面的内容并没有得到有效改善,这就促使相关技术人员逐渐提升了对智能算法的重视程度,希望通过多种算法对计算机编程进行优化,提升经濟效益。

2 计算机编程的发展情况

随着社会经济的不断发展,计算机应用也愈加广泛,在改善人们生活方式、提升生活质量方面具有重要作用。因此,计算机编程优化会促进我国产业结构的优化,推动传统产业信息化的建设和发展,最终提升我国经济水平和经济效益,有效增强我国在国际市场中的竞争力,是我国重点支持的内容[4]。

在信息时代下,计算机编程是实现信息化的基础保障,与各个行业存在不同程度的联系,例如:安卓智能手机中的软件是利用Java和Kotlin编程的;
计算机软件编程则利用C语言、C++语言以及易语言等;
红绿灯、银行ATM机也是应用计算机编程实现各种功能。在计算机编程中,假如程序员能够高效地应用智能算法,就能有效提升计算机编程的逻辑思维[5]。程序员对智能算法展开深入探索后,发现智能算法和计算机编程之间存在一定的联系,将智能算法应用于计算机编程,可以达到优化的效果。目前,我国计算机编程优化受到外界因素造成的影响较大,导致智能算法在计算机编程优化中的运用较浅,缺乏深层次的应用,体现在理论思想层面和研究应用层面。这些问题的存在也在一定程度上表明计算机编程工作有着很大的提升、发展空间。在国际领域中,研究人员已经意识到智能算法在计算机编程优化中的价值,并加强了对智能算法的运用,推动了计算机编程技术的发展。

3 智能算法的内涵

智能算法也被称为软计算,是人们在生物界的启迪下,结合并模仿生物原理的一种求解算法,通过仿生原理进行软件设计。常用的智能算法包括遗传算法、群集智能算法、人工神经网络算法、模拟退火算法等[6]。遗传算法主要根据生物进化中“适者生存”的理念而设计,包含4个步骤,分别是对优化问题的解进行编码、适应函数的构造和应用、染色体组合、变异。群集智能算法是对蚂蚁集群进行模拟,对蚂蚁依赖信息素进行社会行为的研究。蚂蚁在行动的过程中,会在经过的地方留下一些化学物质,即信息素。信息素能够被同一蚁群中后来经过的蚂蚁感知,并作为一种信号对后者的行动造成影响,因此蚂蚁会选择同一路径。人工网络算法主要是在认知理解人脑组织结构和运行机制的基础上对人脑结构和人类智能行为进行模拟的一项工程系统。神经网络的原理是大脑皮层每一个点的活力是由其他点势能释放的综合效能而产生的。这一势能和兴奋强度、兴奋次数以及不相连的其他点接收的能量有关。人工神经网络的建立和应用步骤包括网络结构确定、关联权确定以及工作阶段3个。模拟退火算法中的退火是一种物理过程,当金属物体加热一段时间之后,金属物体中的分子就会在状态空间内自由运动;
在温度下降的过程中,这些分子也会逐渐停留在不同的状态[7];
在温度降到最低时,分子会重新通过一定的结构排列。

在计算机编程中,程序员利用智能算法的计算过程,采用数学建模思想构建计算机模型,进而解决计算机编程中存在的一些漏洞,而且还能对计算机编程的整体运行效率进行评价。智能算法的应用能够有效提高计算机编程的工作效率,提升优化效果,实现计算机软件和硬件的有效升级,为计算机程序的稳定运行奠定基础。从关系角度而言,算法和计算机之间属于紧密的关系,智能算法包括数字和几何两种逻辑关系,进而形成全新的数据模型,实现各种运算的总结和归纳。计算机程序以数学规律为基础,对信息进行整合和运作,运用遗传算法、人工智能算法、蚁群算法等,明显缩短了最优解的出现时间。

4 计算机编程中智能算法的运用实践

4.1 数据结构设计

数据结构设计属于计算机编程中的重要环节,数据结构是否具备科学性,会对编程的质量造成直接影响。对此,相关技术人员需要对数据结构设计进行深入探索,保证其科学性,进而提升计算机编程的合理性。智能算法的运用能够帮助技术人员完成这一目标,技术人员可以利用数学关系对计算机编程的参数、位置信息等进行科学优化,进而提升编程的合理性和可靠性[8]。对于数据结构设计而言,技术人员也需要进行逻辑性分析,运用智能算法为分析流程图提供具有可靠性的支持。比如,在判断年份是闰年还是平年的过程中,可以利用数学算法了解到闰年和平年最大的区别在于是否能够被4或者400整除。若能则是闰年,若不能则是平年。传统计算机编程对这方面的判断存在一定的复杂性,容易出现计算错误,直接影响计算机编程优化的效果。而数学算法则能够有效削弱计算的复杂性和难度,首先进行400整除计算,然后进行4整除计算,查看结果是否有余数,则可对年份进行闰年和平年判断。数学算法不仅能够提升计算精准度,而且还能缩短计算时间,优化计算机编程质量。在条件允许的情况下,数学算法在计算机编程中的运用能够实现多数据同步处理,有效提升数据信息整理的效率和质量。

4.2 数据模型设计

智能算法在计算机编程优化中的运用,能够帮助技术人员有效构建科学的数学模型。第一,智能算法能够进一步简化数据处理过程,降低计算机编程工作的复杂性,为今后达到计算机编程目标创造条件。第二,智能算法可以充分应用数据模型,确保计算机结果的可靠性和准确性。在数据模型建设的过程中,需要全面分析模型的参数,判断其与优化目标是否符合。第三,数据模型中包含一些计算方式,比如加、减、乘、除等,对这些内容进行确定和筛选,会在很大程度上提升检测结果的准确性,实现计算机编程性能的优化。

4.3 C语言的运用

在计算机编程中,C语言是编程系统设计的基础语言,也是向高级语言拓展的基础。程序员在进行编程的过程中,就需要关注对C语言的运用。但是,由于C语言在设计的过程中属于比较简单的内容,其代码的逻辑性也比较简单,程序员在运用C语言之前需要重复性地翻译,一旦出现比较复杂的问题,C语言就会出现重复翻译的情况。智能算法的应用不仅能够解决C语言自身存在的逻辑性较差的问题,而且还能简化代码内容,在保证逻辑准确性的基础上,提升计算机编程速度和效率。另外,智能算法还能完成计算机编程中逻辑分析的工作,制定分析流程图,对计算机编程进行优化,保证设计结果的可靠性。

4.4 对象语言的应用

C++和C语言存在明显的区别,C++不仅能够重点解决对象程序设计方面的问题,还具备编程语言的功能,即在某一个对象的作用下对语言形式进行转变。在对语言形式进行转变的过程中,C++可以解决C语言编程中出现的设计问题,提升编程转换效率,通过一种类概念的形式,从根本上提升编程效率。在计算机编程优化过程中,数学算法具有明显的优势。数学算法的应用能够对计算机现有编程中的逻辑结构进行优化,提升编程内容的稳固性和高效性。从实际应用情况而言,智能算法在对象语言的应用过程中,首先做好类的定义,结合实际情况和实际需求,进行嵌套处理。对于较大规模的程序,智能算法还需要进行集成处理工作,通过各个部分之间的逻辑关系减少整理工作量,进而从中获取有价值的信息。另外,智能算法的科学运用,还能构建科学的数学模型。在这种状况下,计算机编程优化只需要结合模型构建的思路对问题进行整理即可。

5 智能算法在计算机编程优化中的运用策略

5.1 提升编程人员的技能水平

当前的计算机技术、互联网技术依旧处于发展阶段,有着不可估量的发展前景。在计算机编程优化过程中,智能算法的运用还需要深入探索,这就需要教育部门提高重视程度,培养出更多的计算机编程人才,促进计算机领域的发展。人才是实现计算机编程优化的唯一途径,也是计算机技术创新发展的必要条件。在计算机领域实际发展过程中,提升人才的专业能力,与时俱进,可极大地推动计算机行业持续性发展。

5.2 通过自主研发优化编程方式

计算机编程技术作为当代科学技术的重要构成,不仅与计算机相关行业的发展有直接的关系,还会对计算机相关行业的安全稳定发展造成直接影响。只有不断强化计算机编程方式的自主研发能力,才能有效优化计算机编程效果,保证该行业的稳定发展。因此,智能算法在计算机编程优化中的运用,不仅需要相关部门提高对编程自主研发的重视程度,加强关注计算机研发、开发的过程,进而改变计算机编程方式。

6 智能算法在计算机编程优化中的运用注意事项

在智能算法设计中,程序员应该将算法中的数字结构设计进行分离处理,为数据结构提供自由选择的机会,并进行最优比较和选择。同时,在数据模型以及数据模型运算上,实现统一抽象的數据类型,反映智能算法和计算机编程之间存在的相互制约、相互依存的关系。在智能算法表现自然模块化之后,具有抽象性的数据类型也可以实现重复应用和任意移动,这样算法结构也会更加清晰。自上而下的结构形式不仅能够使结构层次分明,而且还能使结构更加具有逻辑性。由于智能算法存在一定的复杂性,程序员在运用智能算法进行计算机编程的过程中,就需要掌握算法编程程序。假如计算机编程复杂性程度较高,那么算法复杂性也会增加。计算机在分析目标的过程中就会对遇到的既定问题运用多种算法,并选择出复杂性最低的算法作为最佳的算法。

7 结语

在计算机编程中,智能算法的运用是重要内容,能够更好地处理计算机程序中存在的问题,简化计算步骤,减少重复现象发生的频率。对此,相关技术人员要不断提升自身能力水平,探究智能算法的运用方式,提升计算机编程性能,促进计算机行业的发展。

参考文献

[1]孙珂,沈鑫鉴,巨江昊.计算机编程方式的优化策略分析[J].集成电路应用,2022(8):271-273.

[2]索晉,王智栋.基于前后端分离系统的计算机编程算法[J].信息记录材料,2022(3):151-153.

[3]林华政,许芝卉,康淑瑰.数学算法在计算机编程优化中的作用[J].数字通信世界,2022(1):16-18.

[4]周睿.数学算法的计算机编程优化设计与实践研究[J].电子测试,2021(16):70-71.

[5]朱光辉.分布式与自动化大数据智能分析算法与编程计算平台[D].南京:南京大学,2020.

[6]卢毅.计算机编程方式改进的必要性及优化对策浅谈[J].电脑编程技巧与维护,2020(2):11-12,22.

[7]殷华英,杨红梅.计算机编程中数学算法优化的策略研究[J].电脑知识与技术,2020(5):90-91.

[8]韩啸,毕波,唐锦萍.基于基因表达式编程的计算机组卷算法研究[J].计算机技术与发展,2020(5):154-159.

(编辑 王雪芬)

Application of intelligent algorithm in computer programming optimization

Sun  Libo

(Luoyang Normal University, Luoyang 471000, China)

Abstract:
Under the continuous development of science and technology, computer technology is more and more advanced, intelligent, in a wide range of applications in various fields. For computer applications, the programming method determines the application effect. In this regard, this paper focuses on summarizing the ways and characteristics of computer programming, briefly analyzes the development of computer programming, expounds the connotation of intelligent algorithm, and then discusses the application practice and optimization strategy of intelligent algorithm in computer programming, and puts forward the matters for attention.

Key words:
intelligent algorithm; computer programming; algorithm language; optimized application

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