Beräkningskostnaderna

Beräkningskostnaderna är begreppet som används för att beskriva de resurser som krävs för att genomföra en beräkning, simulering eller dataprocess i ett informationssystem. Begreppet används inom datavetenskap, numerisk analys och tillämpningar som ekonomiska modeller och beslutstöd. Kostnaderna uppstår när algoritmer bearbetar data och beslut fattas baserat på resultaten av dessa beräkningar.

De beräkningsrelaterade kostnaderna delas vanligtvis upp i tidskostnader och minneskostnader. Tidskostnader mäts i processor-tid eller i hur länge ett program måste köra, medan minneskostnader mäts i mängden minne som behövs för data och instruktioner. I vissa sammanhang räknas även energiförbrukning och kylkostnader in som en del av beräkningskostnaderna, särskilt i energikrävande system eller storskaliga beräkningar.

Faktorer som påverkar beräkningskostnaderna inkluderar problemstorlek och komplexitet, algoritmdesign och implementering, val av programmeringsspråk, hårdvarans prestanda och möjligheten till parallellisering. Praktiska kostnader beror också på indirekta faktorer såsom I/O‑kostnader, lagringssystem och systemets beläggning.

Analys av beräkningskostnaderna kan göras teoretiskt genom tids- och rumskomplexitet eller empiriskt genom benchmarking och profilering av faktiska körningar. Begreppet är central i optimering och i beslut om modelleringens detaljgraden och resursallokering.

Strategier för att hantera eller minska beräkningskostnaderna inkluderar algoritmoptimering, användning av approximations- eller heuristiska metoder, caching och memoization, data- och kodoptimering, vektorisering och parallellisering samt användning av distribuerade eller molnbaserade lösningar när det är möjligt.