Перейти к основному содержимому

Математическая основа IT

Архитектору Инженеру
Как читать раздел

Это краткое знакомство с дисциплинами, а не университетский курс. Материал разбит на отдельные статьи: можно читать выборочно, по интересу или по задаче. Для практики в каждой теме есть интерактивная лаборатория. В статьях Логика, Дискретная математика и др. сначала идёт псевдокод ("если A и B", "A ∪ B"), затем формулы.

Раньше всё перечисленное ниже было сведено в одну огромную статью. Такой формат перегружал и новичков, и опытных читателей — логика, графы, линейная алгебра и теория информации — разные уровни абстракции. Сейчас каждая область вынесена в свою статью с примерами из разработки и демо.


Карта дисциплин​

ОбластьГде проявляется в работе
Виды математических наукКарта дисциплин: арифметика → алгебра → LA → статистика; старт для ML
ЛогикаУсловия if, спецификации, тест-кейсы, формальная верификация
Дискретная математикаМножества, графы, комбинаторика; углубление — Множества и отношения — формальный слой, Реляционная алгебра и таблицы, Графы — маршруты, остовы и раскраски, Рекуррентные соотношения
Алгебра логикиДНФ, Карно, минимизация (после логики)
Теория чисел и алгоритмыКриптография, псевдокод, оценка сложности
Линейная алгебраML, графика, рекомендации, оптимизация; углубление — Векторы, Матрицы
Вероятность и статистикаA/B-тесты, мониторинг, ML, риски
МоделированиеНагрузка, отказоустойчивость, прогноз сроков
Численные методыПриближённые расчёты, симуляции, обработка сигналов
Формальные языки и автоматыПарсеры, regex, иерархия Хомского, границы анализа
Теория информацииСжатие, энтропия, каналы, криптостойкость
Математическое программированиеЗЛП, симплекс, транспортная задача, уравнение Беллмана

Маршрут чтения​

Минимум для разработчика: Логика → Дискретная математика → Теория чисел, псевдокод и анализ алгоритмов.

Формальный маршрут дискретки (множества → таблицы → графы → логика): Логика → Алгебра логики — нормальные формы и схемы (алгебра логики, по желанию) → Множества и отношения — формальный слой → Реляционная алгебра и таблицы → Дискретная математика (комбинаторика и прикладные алгоритмы) → Графы — маршруты, остовы и раскраски → Рекуррентные соотношения → Теория чисел, псевдокод и анализ алгоритмов → чек-лист. Для SQL далее: реляционная модель и теория реляционных данных. Алгоритмы на графах: 4.01 / графы.

Для архитектора и аналитика: добавьте Вероятность и статистика и Моделирование систем.

С нуля в ML (математика → код): 341 → 34 → 342 → 343 → 337 NumPy → 1148 Pandas → 10 sklearn → 1159 Insurance → 1160 Diabetes → 1157 Titanic → 2 перцептрон → 114 Keras → 1158 spam.

Для ML и данных: Линейная алгебра, Вероятность и статистика, Теория информации.

Для планирования, логистики и оптимизации ресурсов: Математическое программирование — после Линейная алгебра (системы Ax = b, метод Гаусса).

Для углубления в компиляторы и теорию вычислений (ТАФЯ): обзор Формальные языки и автоматы, цепочка Теория алгоритмов — формальные основы → Рекурсивные и вычислимые функции → Машина Тьюринга → Формальные грамматики и разбор → Конечные автоматы и регулярные языки → Магазинные автоматы, Мили и Мура, самопроверка ТАФЯ — чек-лист самопроверки.

Связанные материалы раздела "Мыслительная база": когнитивистика, ментальные модели. Алгоритмы и Big-O подробнее — в разделе Алгоритмы.