Đang tải... (xem toàn văn)
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN TOÁN ỨNG DỤNG VÀ TIN HỌC
Trang 2HÀ NỘI, 03/2022
Lời cảm ơn
Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong viện toán ứng dụng và tin học tham gia giảng dạy và tư vấn cho chúng em trong những buổi học như: thầy Nguyễn Cảnh Nam, thầy Đỗ Đức Tâm, cô Nguyễn Thị Thanh Huyền, , các anh chị cựu sinh viên cùng đại diện những công ty, doanh nghiệp đã giúp chúng em hiểu thêm về ngành nghề cũng như có định hướng rõ ràng trong học tập Qua đó chúng em có thể hiểu và viết được bài báo cáo này.
Trang 3MỤC LỤC
I,Ngành Toán-Tin
1,Toán-Tin là gì?
2,Kiến thức và kĩ năng được trang bị
3,Cơ hội việc làm của ngành Toán-Tin
II,Vai trò của ngành Toán-Tin trong thời kì kinh tế số1, Kinh tế số và xu thế phát triển kinh tế số ở Việt Nam
2,Vai trò của ngành Toán-Tin trong phát triển kinh tế số
III,Tìm hiểu về một số ứng dụng cụ thể của ngành Toán-Tin
trong các lĩnh vực của đời sống xã hội1,Ứng dụng của Big Data trong ngành Viễn thông
2,Sơ lược về một số thuật toán sử dụng trong hệ thống ATM
Trang 4I,Ngành Toán-Tin1,Toán-Tin là gì ?
Toán-Tin (tiếng Anh là Mathematics - Informatics), là ngành học mang tính
ứng dụng cao, đặc biệt trong thời đại Công nghệ số như hiện nay.Để có thể hiểu rõhơn về ngành Toán-Tin, đầu tiên ta sẽ tìm hiểu về thuật ngữ tạo nên tên của ngành.Đó là Toán học, Toán ứng dụng và Tin học.
Toán học là môn khoa học nghiên cứu về các , số cấu trúc không gian, vàcác phép biến đổi Nói một cách khác, người ta cho rằng đó là môn học về"hình và số" Theo quan điểm chính thống, nó là môn học nghiên cứu về các cấu trúctrừu tượng định nghĩa từ các tiên đề, bằng cách sử dụng luận lý học (lôgic) và ký hiệutoán học Các quan điểm khác của nó được miêu tả trong triết học toán Do khả năngứng dụng rộng rãi trong nhiều khoa học, toán học được mệnh danh là "ngônngữ của vũ trụ" Có thể xem đây là môn khoa học tự nhiên cổ xưa nhất của loài ngườivà là cốt lõi của tất cả các ngành khoa học, kỹ thuật, công nghệ khác bao gồm cảKhoa học máy tính, Kỹ thuật máy tính, Tin học hay Công nghệ thông tin
Toán ứng dụng là ngành học ứng dụng các phương pháp , mô hình toán học
vào giải quyết các vấn đề trong khoa học , kĩ thuật , kinh tế , tài chính , bảo hiểm ,khoa học máy tính và công nghiệp…
Tin học là một ngành khoa học chuyên nghiên cứu quá trình tự động hóa việctổ chức, lưu trữ, xử lý và truyền dẫn thông tin của một hệ thống máy tính cụ thể hoặctrừu tượng (ảo) Với cách hiểu hiện nay, tin học bao hàm tất cả các nghiên cứu và kỹthuật có liên quan đến việc mô phỏng, biến đổi và tái tạo thông tin Tin học xem xétsự tương tác giữa con người và thông tin bên cạnh việc xây dựng giao diện, tổ chức,công nghệ và hệ thống Các lĩnh vực của tin học bao gồm nhiều chuyên ngành nhưngành khoa học máy tính, kĩ thuật máy tính, công nghệ thông tin Kể từ khi máytính ra đời, việc xử lý thông tin kỹ thuật số ngày càng phổ biến Điều này đã dẫn đếnviệc nghiên cứu về tin học với nhiều khía cạnh như tính toán, toán học, sinh học,
2
Trang 5nhận thức và xã hội, bao gồm cả nghiên cứu về tác động xã hội của công nghệ thôngtin.
Như vậy, có thể hiểu một cách đơn giản, Toán-Tin chính là ngành học để xâydựng được những chương trình máy tính giúp giải quyết các bài toán thực tế đòi hỏicao về mô hình toán học và giải thuật Toán trong Toán Tin vì thế cũng đặc biệt quantâm đến những nguyên lý cơ bản đằng sau thuật toán, cách thức xử lý thông tin, hoặcsử dụng máy tính, phần mềm như công cụ để giải quyết các bài toán tính toán cụ thể,ví dụ như các môn học giải tích, đại số, toán rời rạc, độ phức tạp tính toán, cấu trúcdữ liệu và giải thuật, xác suất thống kê, tối ưu, phương pháp số, tính toán song songvà tính toán hiệu năng cao, Toán Tin sử dụng máy tính và tính toán để giải quyếtcác bài toán lớn như tính riêng tư, bảo mật, chăm sóc sức khỏe, giáo dục, chống đóinghèo và biến đổi khí hậu Tất cả những ứng dụng đều dựa trên nền tảng máy tính.Toán Tin khác với kỹ thuật máy tính hay khoa học máy tính ở chỗ nó là nền tảngcũng như tập trung mạnh vào con người với sức mạnh của tính toán, của máy tínhnhằm giải quyết những vấn đề cụ thể.
Tóm lại, ta có thể định nghĩa Toán-Tin là một ngành học liên ngành giữa Toán
học và Tin học, là ngành học về nghiên cứu, phát triển, áp dụng các phươngpháp toán và tin học; thiết kế, xây dựng, quản trị, bảo trì các phần mềm ứng dụngtrong các lĩnh vực khác nhau: bảo mật, tính toán khoa học, truyền thông, kinh tế, tàichính, quản trị doanh nghiệp, khoa học, giáo dục, công nghiệp, giải trí, thủy lợi, Hiện tại đây là một trong những ngành học hot nhất của thời đại Tiếp theo, ta sẽtìm hiểu xem những mảng kiến thức và kĩ năng nào sẽ được trang bị cho mỗi ngườikhi đi theo ngành học này.
2,Kiến thức và kĩ năng được trang bị
Như cái tên của ngành,sinh viên theo học ngành Toán-Tin sẽ được trang bị kiếnthức về 2 mảng là Toán học ứng dụng và Tin học.
Về toán học, sinh viên được trau dồi tư duy lôgic, được cung cấp các phươngpháp, công cụ dùng để mô hình hóa và giải quyết các bài toán thực tiễn trong thốngkê, phân tích, dự báo, mô phỏng,…Cụ thể là những kiến thức cơ bản và chuyên sâuvề toán học, toán học ứng dụng để có thể tiếp tục nghiên cứu chuyên sâu về toán,toán ứng dụng như giải tích hàm, đại số đại cương, xác suất thống kê, các phươngpháp tối ưu, toán tài chính, phương trình đạo hàm riêng, giải tích phức, điều khiển tốiưu, phân tích số liệu, mô hình mô phỏng các hệ sinh thái,
Về tin học, sinh viên được trang bị những kiến thức và kĩ năng thực hành để cóthể đáp ứng được công việc của một kỹ sư phần mềm và lập trình viên.Cụ thể lànhững kiến thức và kỹ năng thực hành về khoa học máy tính như kỹ thuật lập trình,hệ điều hành, cơ sở dữ liệu, cấu trúc dữ liệu và giải thuật, phân tích và thiết kế hệthống, mật mã và độ phức tạp tính toán, an toàn máy tính, đồ họa máy tính, mạng vàhệ thống máy tính, lập trình 3D,…
3
Trang 6Ngoài ra, sinh viên sẽ được rèn luyện các kĩ năng mềm như: kỹ năng tổ chức,lãnh đạo và làm việc độc lập cũng như làm việc theo nhóm đa ngành, khả năng thíchứng được với sự thay đổi của khoa học tính toán và công nghệ, khả năng tư duy độclập sáng tạo, khả năng tự tìm động lực học tập và làm việc cho bản thân
Sau khi hoàn thành chương trình đào tạo,sinh viên sẽ có kiến thức cơ bản vàchuyên sâu về Toán học, Toán học ứng dụng và Tin học để đáp ứng tốt các công việcđặc thù của liên ngành Toán-Tin và các ngành có liên quan, ó khả năng mô tả, tínhctoán và mô phỏng quản lý các hệ thống, các quá trình công nghệ, xây dựng các phầnmềm ứng dụng,có khả năng nghiên cứu, phân tích và đưa ra giải pháp cho một số vấnđề trong Kỹ thuật, Công nghiệp, Kinh tế, Tài chính, như bài toán tối ưu, dự báo, phântích, thống kê, hỗ trợ ra quyết định,có khả năng thiết lập cơ sở lý thuyết của vấn đề,mô hình hóa Toán học, và tìm cách giải quyết vấn đề trong các lĩnh vực đa dạng vàluôn biến đổi của thực tế khoa học và đời sống kinh tế - xã hội.
Như vậy, sinh viên ngành Toán ứng dụng, sẽ có năng lực cơ bản sau:
+Có khả năng tổng hợp, đưa ra giải pháp giải quyết các vấn đề về kinh tế, tàichính, ngân hàng, chứng khoán, bảo hiểm, y tế, … Cụ thể đó là các năng lực về dựbáo, phân tích số liệu, thống kê, tìm lời giải tối ưu, hỗ trợ ra quyết định, …
+Có khả năng tính toán, mô phỏng, lập trình ứng dụng để giải quyết các côngviệc của cơ quan, doanh nghiệp
+Có khả năng nghiên cứu, phát hiện và giải quyết các vấn đề thuộc lĩnh vực Toán– Tin ứng dụng đang được các nhà Toán học trong và ngoài nước quan tâm nghiêncứu
Tố chất của người học toán ứng dụng cần có :
+ Tư duy toán học logic, tốt trong các lĩnh vực đại số, giải tích;
+ Có khả năng lập trình, thiết kế tạo ra ứng dụng trên các ngôn ngữ khác nhau + Có khả năng tổ chức, lưu trữ, sàng lọc và truy vấn thông tin, lập trình hướng đốitượng
+Có kỹ năng giao tiếp, kỹ năng làm việc theo nhóm, kỹ năng trình bày vấn đề, kỹnăng quản lý thuộc phạm vi chuyên môn;
+Có óc sáng tạo và kiên trì, bền bỉ với nghề; + Khả năng phân tích, suy luận, xâu chuỗi các sự kiện;
+ Khả năng sáng tạo và tìm ra các phương hướng, các giả thuyết mới + Yêu thích, đam mê khoa học, thích các trò chơi trí tuệ;
4
Trang 7+ Học tốt môn toán, đặc biệt là môn đại số, giải tích, thống kê; + Vốn ngoại ngữ là cần thiết cho học tập và công việc sau này.
Hiện nay ở Việt Nam,số lượng các trường đào tạo ngành Toán-Tin không quánhiều.Trong đó hai trường có chất lượng tốt nhất là Đại học Bách khoa Hà Nội vàĐại học Khoa học Tự nhiên-Đại học Quốc gia Hà Nội.
3,Cơ hội việc làm của ngành Toán-Tin
Có lẽ đây là câu hỏi được đặt ra nhiều nhất khi một học sinh chọn ngành haythậm chí với những sinh viên trong suốt quá trình học đại học Đầu ra của ngành toántin khá rộng và trải dài trên nhiều lĩnh vực.
Sau khi hoàn thành chương trình đào tạo ngành Toán tin, sinh viên tốt nghiệp cóthể đảm nhận một số công việc như:
Kỹ sư phần mềm Lập trình viên
Chuyên viên nghiên cứu và phát triển (R&D) Nhà phân tích hệ thống
Chuyên gia tin học
Chuyên viên phân tích, thống kê
Chuyên viên dự báo, quản trị rủi ro, thẩm định đầu tư, định phí bảo hiểm Nhà toán học
Giảng viên đại học
Một số vị trí công việc tiêu biểu như sau:
Chuyên viên nghiên cứu và phát triển (R&D), chuyên viên phần mềm tại
các công ty CNTT, bưu chính, viễn thông, thương mại điện tử, tập đoàn công nghệ
Chuyên viên tin học tại các doanh nghiệp, xí nghiệp, công ty tài chính, bảo
hiểm, ngân hàng, cơ quan hành chính nhà nước…
Giảng viên tin học hoặc toán học tại các trường cao đẳng, đại học.
5
Trang 8 Nghiên cứu viên về Toán và Tin.
Chuyên viên thống kê phân tích, dự báo, quản trị rủi ro, thẩm định đầu tư
tại các ngân hàng, công ty tài chính, bảo hiểm, các doanh nghiệp… Chuyên viên toán ứng dụng trong giao thông, viễn thông, thủy lợi, nông
nghiệp, công nghiệp, y tế…
Mức lương của ngành
Những người làm công việc phân tích dữ liệu, phân tích tài chính tại các nước phát triển Những kỹ sư đánh giá rủi ro, thống kê hay những kỹ sư phần mềm vững kiến thức về Toán học Tất cả luôn được rất nhiều công ty, doanh nghiệp săn đón với mức lương vô cùng hấp dẫn Đồng thời, ngành này bắt đầu chứng tỏ được sức hút mạnh mẽ bởi tính ứng dụng đa dạng cùng với triển vọng việc làm rất khả quan Ngành Toán ứng dụng áp dụng vào các lĩnh vực khác nhau trong đời sống Vì vậy, mức lương thưởng ngành này cũng rất hấp dẫn Mức lương trung bình từ 8 – 12 triệu/tháng Trong đó, chuyên viên phân tích tài chính nhận được mức lương trung bình khoảng 15 đến 16 triệu/tháng Kỹ sư phần mềm hưởng mức lương 18 đến 30 triệu/tháng
Sinh viên cũng có nhiều cơ hội tham gia các hoạt động tình nguyện Ngoài ra còn có rất nhiều chương trình và cơ hội du học.
II,Vai trò của ngành Toán-Tin trong thời kì kinh tế số
1,Kinh tế số và xu thế phát triển kinh tế số ở Việt Nam
6
Trang 9Theo Wikipedia, Kinh tế số hay còn gọi làKinh tế kỹ thuật số (đôi khi được
gọi là Kinh tế Internet Kinh tế web Kinh tế mới, , ) là nền kinh tế dựa trên các côngnghệ kỹ thuật số Kinh tế kỹ thuật số được đan xen với nền kinh tế truyền thống tạora một miêu tả rõ ràng hơn Ngoài ra còn có nhiều định nghĩa khác nữa về kinh tế số.Với sự lan tỏa của “số hóa” vào nền kinh tế thì việc phân định rạch ròi kinh tế sốkhông đơn giản.
Tuy nhiên, có thể khái quát, kinh tế số bao gồm các hiện tượng mới nổi, như công nghệ chuỗi khối (blockchain), nền tảng số, phương tiện truyền thông xã hội, doanh nghiệp điện tử (ví dụ như thương mại điện tử, các ngành truyền thống như sản xuất hoặc nông nghiệp có sử dụng công nghệ số hỗ trợ).
Về đặc trưng, kinh tế số có thể được tập hợp trong 3 quá trình xử lí chính đanxen với nhau, bao gồm: Xử lí vật liệu, xử lí năng lượng, xử lí thông tin Trong đó, xửlí thông tin đóng vai trò quan trọng nhất và cũng là lĩnh vực dễ số hóa nhất.
Về bản chất, kinh tế số là các mô hình tổ chức và hoạt động của nền kinh tếdựa trên ứng dụng công nghệ số.Theo các chuyên gia về công nghệ, nhờ nền kinh tếsố mà hiệu suất kinh tế đạt được nhiều thành quả cao; các ngành công nghiệp có bướcchuyển biến đột phá trong mô hình kinh doanh; hoạt động thương mại điện tử, quảngcáo trực tuyến trên các trang mạng xã hội (Facebook, Instagram),giải trí (Netflix,Pinterest), đến giao thông vận tải (Uber, Grab) đến phân phối, bán buôn và bán lẻ(Lazada, Shopee)
đều phát triển Ở tầm vĩ mô hơn, kinh tế số cũng có những đóng góp lớn trong sự hộinhập của cộng đồng doanh nghiệp và chuỗi công nghệ toàn cầu.
Thời gian qua, kinh tế số của Việt Nam có bước phát triển ấn tượng Theo Báocáo “Nền kinh tế số Đông Nam Á 2019”, nền kinh tế số Việt Nam năm 2019 trị giá12 tỷ USD (đóng góp 5% GDP quốc gia trong năm 2019), cao gấp 4 lần so với năm2015 và dự đoán chạm mốc 43 tỷ USD vào năm 2025 Kinh tế số, thương mại điện tửtại Việt Nam đang có sự tăng trưởng mạnh mẽ với tốc độ trung bình những năm quatừ 25 - 30%/năm Theo Tổng cục Thống kê, năm 2020, GDP Việt Nam tăng 2,91%.Mặc dù đây là mức tăng thấp nhất trong những năm gần đây song trong bối cảnh dịchCovid-19 diễn biến phức tạp thì đây cũng được coi là một kết quả đáng được ghinhận.Năm 2020, Việt Nam thuộc nhóm các nước tăng trưởng kinh tế cao nhất thếgiới với sự thay đổi đột biến khi chuyển đổi số trở thành điều kiện sống còn của cácdoanh nghiệp.
7
Trang 102,Vai trò của ngành Toán-Tin trong phát triển kinh tế số
Toán ứng dụng đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong mọi lĩnh vực xã hội, đặcbiệt trong thời đại công nghệ 4.0
Ví dụ ngành Tài chính Ngân hàng luôn tìm kiếm những nhân viên có khả năngphân tích, đánh giá rủi ro của các mô hình đầu tư dựa trên các dữ liệu kinh doanh Hoặc trong bối cảnh công nghệ số phát triển, các cơ quan, doanh nghiệp đềucần cán bộ phụ trách tin học có hiểu biết về mã hóa để chủ động trong việc phát hiện,ngăn chặn và xử lý sớm các vụ tấn công mạng và tăng cường an toàn thông tin Hay kinh tế số đang là xu hướng phát triển của các quốc gia trên thế giới Theocác chuyên gia kinh tế, một yêu cầu bắt buộc để phát triển nền kinh tế số ở mỗi quốcgia là phải có nguồn nhân lực đủ mạnh về Toán ứng dụng.
Kinh tế số đang trở thành xu thế phát triển chung, và một trong số những yêucầu bắt buộc là cần có nguồn nhân lực chất lượng cao am hiểu về công nghệ thôngtin, đặc biệt được đào tạo sâu về chuyên ngành Toán-Tin Trên thế giới, các quốc giacó nền kinh tế phát triển hiện nay như: Mĩ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Đức đều có độingũ chuyên gia về Toán-Tin đông đảo, được đào tạo bài bản, có kiến thức chuyên sâuvà kĩ năng tốt Các trường đại học tại các quốc gia này cũng rất quan tâm và đầu tưcho việc đào tạo đội ngũ Toán-Tin để phục vụ yêu cầu công việc của thị trường tuyểndụng và đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế đất nước Điều này lí giải tại sao họ sảnsinh ra nhiều doanh nghiệp lớn, có quy mô và ảnh hưởng đến nền kinh tế của toàncầu như Microsoft, Apple, Samsung
Trong thời kì hiện nay, các phương pháp toán học và khoa học máy tính đượcứng dụng rộng rãi vào nhiều lĩnh vực như: Kinh tế, tài chính, khoa học kĩ thuật,y tế,văn hóa, quản lý, bảo mật Ví dụ,trong lĩnh vực Viễn thông, mạng điện thoại đượcvận hành thông suốt là do đóng góp không nhỏ của thuật toán đơn hình giải các bàitoán quy hoạch tuyến tính Trước đây, việc kết nối mọi người của ngành Viễn thônggặp phải nhiều rào cản, tuy nhiên nhờ sự phát triển của Big Data- một trong nhữngphần quan trọng nhất của ngành Toán-Tin – mà những rào cản đó đã được giảiquyết.Với 3 ứng dụng trong ngành Viễn thông: Tối ưu hóa mạng lưới kết nối, trảinghiệm người dùng, phát hiện gian lận, Big Data đã thật sự thay đổi nền công nghiệpViễn thông.Một ví dụ khác trong lĩnh vực Tài chính- Ngân hàng, hệ thống giao dịchtiền điện tử, trong đó có hệ thống rút tiền điện tử ATM sẽ không thể vận hành nếuthiếu các công cụ đảm bảo an toàn thông tin mà cốt lõi là các thuật toán mã hóa Haytrong lĩnh vực Y tế, sự ra đời của các máy chụp cắt lớp có công không nhỏ của phépbiến đổi ngẫu nhiên cùng với các phương pháp giải phương trình với số biến khổnglồ.
Từ những ứng dụng thực tế đó, vai trò của ngành Toán-Tin ngày càng đượckhẳng định trong đời sống xã hội hiện nay, đặc biệt trong phát triển kinh tế số Toánhọc đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với cuộc sống của chúng ta, khi tất cả cácvấn đề trong xã hội đều cần sự trợ giúp của Toán học để giải quyết Hơn nữa, trong
8