In che modo il calcolo e l'algebra lineare possono essere utili per un programmatore di sistema? [chiuso]

Ho trovato un sito Web in cui si dice che il calcolo e l'algebra lineare sono necessari per la programmazione del sistema.

La programmazione del sistema, per quanto ne so, riguarda osdev, i driver, i programmi di utilità e così via. Non riesco proprio a capire come il calcolo e l'algebra lineare possano esservi utili. So che il calcolo ha diverse applicazioni scientifiche, ma in questo particolare campo della programmazione non riesco proprio a immaginare come il calcolo possa essere così importante.

Le informazioni erano su questo sito: http://www.wikihow.com/Become-a-Programmer

Modifica: alcune risposte qui spiegano la complessità e l'ottimizzazione dell'algoritmo. Quando ho fatto questa domanda, stavo cercando di essere più specifico nell'area della programmazione del sistema. La complessità e l'ottimizzazione dell'algoritmo possono essere applicate a qualsiasi area della programmazione, non solo alla Programmazione del sistema. Questo potrebbe essere il motivo per cui non sono stato in grado di pensare in modo simile al momento della domanda.

Immagino che non sia molto importante se stai scrivendo utility non GUI su un sistema operativo moderno senza lavorare sui suoi interni. È probabilmente una storia diversa se stai lavorando per cambiare un moderno sistema operativo o svilupparne uno nuovo.

Se lavori con hardware video o un sistema di finestre bare metal, avrai bisogno di conoscenza dell'algebra lineare per aggiornare in modo efficiente la grafica. Non mi sono guardato, ma scommetto che potresti trovare esempi nel codice sorgente per X, KDE e Gnome.

Se stai lavorando con hardware per quanto riguarda l'elaborazione del segnale digitale, il calcolo sarà molto importante. Immagino che ci siano alcuni dispositivi che fanno il loro lavoro pesante con la CPU del sistema invece di un microprocessore locale e questi spesso si interfacciano con i sistemi elettrici analogici.

Anche il calcolo gioca un ruolo importante nell'analisi delle prestazioni oltre alla semplice algebra lineare quando si tenta di adattare la curva ai dati.

Il commento di SomeKittens è giusto sui soldi: hai bisogno di calcolo e algebra lineare perché quei corsi cambiano il modo in cui pensi e il modo in cui comprendi il mondo. L'algebra lineare riguarda la mappatura da un dominio all'altro; il calcolo copre il modo in cui le funzioni si comportano. Sono strumenti potenti stessi, ma le tecniche che impari studiando quei campi diventano anche parte della tua immagine mentale del mondo.

Hai anche bisogno di quei corsi perché le persone si aspettano che tu sia in grado di pensare in questi termini. Non vedo spesso i miei colleghi prendere la derivata di un polinomio sulle loro lavagne bianche, ma vedo spesso schizzi di funzioni con la tangente disegnata in un punto interessante o l'area sotto la curva ombreggiata. Non ci preoccupiamo abbastanza dei valori effettivi da preoccuparci di calcolarli, ma capire come cambiano i valori è essenziale ed è parte delle conversazioni quotidiane.

Qualsiasi laurea in informatica richiede calcoli, algebra lineare, statistica, logica e altri corsi di matematica non perché i programmatori debbano applicare le tecniche direttamente su base regolare (anche se potrebbero, a seconda di ciò che fanno), ma perché ne hai bisogno conoscenza per comprendere il materiale che verrà dopo.

Continuerò e dirò che non credo che il calcolo o l'algebra lineare siano probabilmente importanti per la programmazione dei sistemi.

Sicuramente penso che vale la pena imparare il calcolo e l'algebra lineare in generale: sono un ragazzo di matematica! E, come sottolineano altre risposte, vi è una certa rilevanza indiretta, poiché l'analisi delle prestazioni e la progettazione dell'algoritmo possono utilizzare la matematica avanzata. Tuttavia, non penso che la programmazione dei sistemi sia più dipendente da quel tipo di matematica rispetto alla maggior parte degli altri campi che non sono generalmente considerati matematici.

Sospetto che sia vero attorno ai bordi. I programmatori di sistema devono essere molto più preoccupati delle prestazioni e dell'affidabilità, quindi l'analisi dell'algoritmo potrebbe essere importante e talvolta è necessario il calcolo per le prove dell'analisi Big-Oh. Anche soggetti come la teoria delle code e l'ottimizzazione discreta (ovvero l'ottimizzazione matematica non l'ottimizzazione del codice) possono svolgere un ruolo. Tuttavia, penso che ciò si applicherebbe soprattutto alle persone che lavorano ai margini dei sistemi operativi e dei protocolli di rete, non tanto alla persona che lavora sul driver USB 3.0.

La tua definizione di Programmazione di Sistemi si allinea abbastanza bene con la risposta in Wikipedia.

Se pensi a ciò che sta fornendo, ad es. un'interfaccia software nell'hardware, quindi inizia a capire perché il calcolo e l'algebra lineare sono abilità utili da avere.

Estrarre quell'interfaccia di basso livello richiede di capire come funziona il dispositivo. I dispositivi elettronici sono ancora vincolati dalle leggi della fisica. Il calcolo e l'algebra lineare forniscono un mezzo per modellare il comportamento del dispositivo. La modellazione del dispositivo consente di fornire un servizio nella sua funzionalità.

Detto questo, quei due campi non sono la fine di tutti per la programmazione di sistemi. Conosco parecchi EE che non hanno fatto altrettanto bene con il calcolo e l'algebra lineare, ma possono comunque spiegare cosa sta facendo il dispositivo in modo abbastanza succinto.

L'applicazione web generale e / o la programmazione amministrativa non implicano molta applicazione dell'algebra lineare o del calcolo, ma molti campi specialistici lo fanno. Se hai a che fare con la geometria, ti imbatterai in un'algebra lineare. La maggior parte della programmazione fisica si occupa anche di algebra e calcolo. Oltre a tutto ciò che riguarda la manipolazione della forma d'onda, come la programmazione del suono e della radio. In generale è più importante comprendere la matematica discreta che, tra le altre cose, si occupa della teoria degli insiemi, della teoria dei grafi e della logica formale (booleana) che è utile in molte applicazioni come la gestione delle informazioni, i database e altri luoghi in cui dati e / o logica si combinano . Nel caso della programmazione di sistemi non vedo molte applicazioni.

Come altri hanno già detto, qualsiasi corso di matematica all'università può affinare le tue capacità di problem solving e di ragionamento deduttivo. Questi sono importanti per quasi tutti.

Ma a volte conoscere qualche algebra lineare può essere utile, in particolare per alcune idee imprenditoriali piuttosto buone .

La programmazione del sistema, per quanto ne so, riguarda osdev, i driver, i programmi di utilità e così via. Non riesco proprio a capire come il calcolo e l'algebra lineare possano esservi utili.

Con il calcolo è abbastanza facile, non appena si dà uno sguardo più da vicino al contenuto del corso . È strettamente correlato alla complessità dell'algoritmo, alla notazione Big-O - cose del genere, piuttosto fondamentali nella programmazione.

Le equazioni sono ciò che ottieni quando si stima la complessità dell'algoritmo. I loop nidificati a tre livelli da 0a Nsono N ³ , i loop nidificati a due livelli sono N ² , uno è N. La valutazione che si ottiene potrebbe apparire come (N ³ + 2 * N ² + N) - questa è un'equazione.

Ora, se vuoi capire meglio quanto velocemente aumenterà il tempo di esecuzione quando N aumenta, questo è strettamente correlato a derivati ​​/ differenziazione. Altre parti del calcolo che potresti trovare utili sono i limiti e l'analisi asintotica - questi ti porteranno a comprendere la notazione Big-O, un punteggio migliore durante le interviste di programmazione e possibilmente, una migliore programmazione dei sistemi.

• ^{Sei assegnato alla progettazione della tabella di allocazione dei file, quale struttura di dati utilizzerai? Supponendo che ci siano molti piccoli file che raramente vengono modificati, quale sarebbe preferibile? Supponendo che una quantità relativamente piccola di file di grandi dimensioni venga sempre aggiunta alla fine, utilizzerai la stessa struttura? Come decideresti?}

Per quanto riguarda l' algebra lineare , qui le applicazioni di programmazione ti sparano fin dalla prima immagine.

Se dovessi mai avere a che fare con la grafica raster (ad esempio nei driver video), le immagini come sopra ti arriveranno nei tuoi peggiori incubi.

• ^{Come mai quel test n. 12345 mostra pixel mancanti? ho fatto qualcosa di sbagliato nell'implementare Bresenham ? potrebbe essere solo un errore nella progettazione del test che non tiene correttamente conto degli errori di arrotondamento?}