Simulierbarkeit

Simulierbarkeit bezeichnet die Eigenschaft, das Verhalten eines Systems oder Modells durch ein anderes System oder Modell reproduzieren zu können, gegeben dieselben Eingaben oder Bedingungen. Sie wird in der Informatik, Systemtheorie, Ingenieurwesen und der Modellierung verwendet, um zu entscheiden, ob ein Modell das ursprüngliche System treu abbilden, ersetzen oder auf einer anderen Plattform ausführen kann.

In der Computerwissenschaft geht es bei der Simulierbarkeit oft um Emulation, Verfeinerung und Testbarkeit: Ein simuliertes System soll beobachtbare Ausgaben und relevante Verhaltensmerkmale des Referenzsystems nachbilden. Sie dient der Verifikation und Validierung von Software und Algorithmen sowie der Portierung von Anwendungen auf andere Hardware- oder Softwareumgebungen.

In der formalen Verifikation bezeichnet Simulation eine Beziehung zwischen zwei endlichen Zustandsautomaten oder Transitionssystemen: Ein System S simuliert ein System T, wenn jeder Übergang von T durch einen passenden Übergang in S nachgebildet wird. Refinement ist eine stärkere Form der Simulierbarkeit, bei der das Verhalten von T durch S strikt eingeschränkt wird.

Im Engineering und in der Wissenschaft werden oft Surrogatmodelle, reduzierte Ordnungsmodelle oder digitale Zwillinge genutzt, um die Simulierbarkeit zu erhöhen, während Kosten oder Komplexität reduziert werden. Die Herausforderung besteht in der Balance zwischen Genauigkeit und Effizienz sowie im Umgang mit Unsicherheit, Nichtbestimmtheit oder Stochastizität.

Siehe auch: Simulation, Emulation, Abstraktion, Verfeinerung, Bisimulation, Modellierung.