Laskentamalleja

Laskentamalleja tarkoittaa useita malleja, jotka kuvaavat ja laskevat ilmiöitä ja järjestelmiä. Sanan yksikkö on laskentamalli, ja monikkomuodot ovat laskentamallit ja laskentamalleja. Laskentamalleja käytetään kuvaamaan toimintoja, simuloimaan käyttäytymistä ja ennustamaan tulevia tapahtumia sekä tukemaan päätöksentekoa.

Laskentamallit voidaan luokitella usealla tavalla. Ne voivat olla deterministisiä tai stokastisia, ja ne voivat olla matemaattisia, tilastollisia tai laskennallisia malleja. Matemaattisissa malleissa käytetään soveliaita yhtälöitä ja suhteita, tilastolliset mallit painottavat epävarmuutta ja todennäköisyyksiä, ja laskennalliset mallit toteutetaan usein suurten simulointien avulla tietokoneella.

Esimerkkejä laskentamalleista ovat lineaarinen ja epälineaarinen regressio, stokastiset prosessit kuten Markov-ketjut, Monte Carlo -simuloinnit sekä fysiikan ja tekniikan ilmiöiden mallintaminen osittaisdifferentiaaliyhtälöillä. Mallien käyttökohteita ovat muun muassa insinööri- ja rakennusprojektit, ilmastomallit, ekonomia ja rahoitus, epidemiologia, biologia sekä tietojenkäsittely ja tekoäly.

Kokonaisuus koostuu muuttujista, parametreista, käytetyistä yhtälöistä ja datasta. Malli kehittyy kuvailemalla järjestelmän osat ja niiden vuorovaikutukset, kalibrointi sovitetaan havaintoihin, ja tuloksia arvioidaan validoinnilla ja verifioinnilla sekä herkkyysanalyysillä. Usein analyysi sisältää skenaario- ja robustisuuslaskelmia. Rajoitteita ovat mallit ovat yksinkertaistuksia todellisuudesta: niiden tarkkuus riippuu oletuksista sekä datan laadusta, ja tulokset on tulkittava epävarmuuden ja kenttäoloitteiden kontekstissa.