Berechnungsprinzip

Berechnungsprinzip bezeichnet in technischen und wissenschaftlichen Kontexten die zugrunde liegende Idee, die einem Rechenweg, einer Simulation oder einer Modellierung zugrunde liegt. Es beschreibt, welche Größen gemessen oder geschätzt werden, welche Gesetzmäßigkeiten oder Modelle herangezogen werden und wie aus Eingangsdaten eine Vorhersage, ein Wert oder eine Entscheidung abgeleitet wird. Das Berechnungsprinzip gibt damit die theoretische Grundlage an, während die konkrete Berechnungsmethode (Algorithmus, Implementierung) die praxisnahe Umsetzung beschreibt.

Typische Bestandteile eines Berechnungsprinzips sind der verwendete Modellansatz (klassisch, statistisch, physikalisch), die Annahmen über das System, der Geltungsbereich und die Art der Eingangsdaten sowie der angestrebte Output. Hinzu kommen der formale Rechenweg oder das zugrunde liegende Ziel der Berechnung, etwa Schätzung, Vorhersage oder Optimierung, sowie die Bedingungen für Stabilität, Konvergenz oder Näherung.

Beispiele: Das Berechnungsprinzip eines linearen Regressionsmodells beruht darauf, die Koeffizienten so zu wählen, dass die Abweichungen der vorhergesagten Werte von den Beobachtungen minimiert werden (Methode der kleinsten Quadrate). In der numerischen Analysis beschreiben Finite-Differenzen-Verfahren das Prinzip der Approximation von Ableitungen durch Differenzenquotienten. In Messgeräten kann das Berechnungsprinzip auf der Kalibrierung basieren, die eine physikalische Größe aus einer Messgröße ableitet.

Die Angabe eines Berechnungsprinzips erleichtert Vergleich, Prüfung der Angemessenheit und Nachvollziehbarkeit von Berechnungen. Es unterscheidet sich von der konkreten Berechnungsmethode, die als Implementierung oder Software-Algorithmus beschrieben wird. Die Anwendung ist breit: Wissenschaft, Technik, Informatik, Finanzwesen.