szimulációkban

A szimulációkban valós rendszerek viselkedését és folyamatait számítógépes modellek, analógiák vagy szigorúan matematikai leírások segítségével vizsgálják anélkül, hogy közvetlen kísérleteket végeznének a valóságban. A cél általában a megértés, a viselkedés előrejelzése vagy döntéstámogatás.

Különféle szimulációs megközelítések léteznek. Numerikus szimulációk időben lépésenként haladnak. Agent-alapú szimulációk olyan egyedeket-modelleket alkalmaznak, amelyek interakciói aggregált viselkedéseket generálnak. Monte Carlo-szimulációk közvetlenül a véletlenszerűségre építenek. Fizikai és technikai szimulációk pedig a valóságban mérhető vagy tervezett rendszerek mechanikai, energetikai jellemzőit írják le.

A modellépítés során a rendszert leegyszerűsítik, majd kalibrálják és verifikálják vagy validálják: verifikáció a program helyes működését ellenőrzi, validáció a modellkimenetek összevetését a megfigyelt adatokkal mérhető módon. Bizonytalanság- és érzékenység-elemzést is alkalmaznak, hogy megértsék a bemenő paraméterek változásának hatását.

Eredmények lehetnek vizualizációk, előreszámítások, és scenárió-elemzések. Használható szociális és gazdasági rendszerek, közlekedés, környezetvédelem, epidemiológia, mérnöki tervezés és természetes tudományok területén.

Fontos korlátok közé tartozik a modellek érvényességének és adatok minőségének függése, a felhasználási tartomány korlátozottsága, a számítási költségek és a bizonytalanságok kezelése.

A reproducibilitás és a nyílt dokumentáció elősegíti az ellenőrizhetőséget: a modellt és a forráskód, adatok megosztása fontos szempont a tudományos gyakorlatban.