arvutusmodelid

Arvutusmodelid on matemaatilised või arvutuslikud kirjeldused reaalmaailma süsteemide käitumisest. Nende abil saab teha prognoose, testida ideid ja viia ellu simulatsioone. Mudelid kirjeldavad omadusi ja seoseid muutujate vahel ning neid lahendatakse või emuleeritakse arvutite abil. Nad võivad olla teoreetilised või empiirilised ning neid kasutatakse nii teaduslikul kui ka rakenduslikul tasandil.

Klassifikatsioon: arvutusmudelid võivad olla deterministlikud või stohastilised, pidevad või diskreetsetena, ning neid jagatakse sageli matemaatiliste, statistiliste või simulatsioonipõhiste mudeliteks. Sageli kasutatakse kombineeritud lähenemisi: näiteks matemaatilised mudelid (diferentsiaalvõrrud), statistilised mudelid (regressioon, Bayesi mudelid) ja simulatsioonimudelid (agent-põhised või süsteemid dünaamilised).

Mudelite koostisosad on süsteemi olek (muutujad), parameetrid, algtingimused ja reeglid või võrrud. Andmetel põhinev kalibreerimine võimaldab mudelit sobitada nähtud andmetega. Protsess hõlmab kalibreerimist, valideerimist, verifikatsiooni ning teostab tundlikkuse- ja ebakindluse analüüsi.

Rakendused hõlmavad loodusteadusi, inseneriteadusi, ökoloogiat, epidemioloogiat, kliimamõju simulatsioone, majandust ja sotsiaalteadusi. Arvutusmudelid pakuvad prognoose, võimaldavad protsesse optimeerida, hinnata riske ja pakkuda otsuste tuge.

Piirangud ja väljakutsed: mudeli lihtsustused, andmete kvaliteet ja märkimisväärne ebakindlus võivad viia ebatäpsete tulemusteni. Identifiability probleemid ja ülemäärane sobitamine on samuti mured. Seetõttu on oluline hea dokumentatsioon, kriitiline hindamine ja mudelite pidev uuendamine.