Original: http://www.math.utk.edu/~vasili/va/descr/

 

 

Василіос Алексіядес/Vasilios Alexiades

 

Комп’ютерна наука займається наукою за допомогою обчислень. Зараз він став третім способом наукових досліджень, доповнюючи теорію та експеримент. Завдяки величезному прогресу в обчислювальній потужності, все складніші та реалістичні процеси тепер можуть бути модельовані обчислювально.

Проектування, прототипування, оптимізація та контроль технологічних процесів залежать від фундаментального розуміння явищ, що беруть участь, їх взаємодії та чутливості до параметрів. Їх можна вивчити дуже ефективно за допомогою комп’ютерних моделювань на основі математичних моделей, що виражають фізичні принципи.

• Моделювання: першим кроком є ​​”математизація” процесу, а саме розробка математичної моделі фізичного процесу. Це часто, безумовно, найскладніше.
• Аналіз: тоді повний арсенал математичних засобів може бути використаний для аналізу та розуміння основних властивостей математичної моделі та спроби передбачити її поведінку. Саме тут теоретичні питання (існування, унікальність, стійкість рішень) стають важливими, часто породжуючи складні проблеми для теоретичних математичних досліджень.
• Далі йде наукова обчислювальна технологія, розробляючи відповідні та ефективні чисельні методи математичної задачі.
• Програмування: алгоритми реалізовані на комп’ютерній мові високого рівня (Fortran, C, C++).
• Перевірка: комп’ютерний код проходить тестування на проблемах/процесах із відомим рішенням/поведінкою. Помилки виправляються, і код перевіряється знову і знову.
• Оптимізація: комп’ютерний код оптимізований для надійності, стабільності та ефективності.
• Паралелізація: реалістичні проблеми, як правило, дуже вимогливі до обчислень, тому паралелізація коду необхідна для одночасного запуску на кластерах багатопроцесорів та/або багатьох мережевих комп’ютерах.
• Валідація: останнім вирішальним кроком є ​​перевірка моделі шляхом моделювання процесу та порівняння результатів чисельного моделювання з експериментальними вимірюваннями. Може знадобитися кілька повторень усіх етапів вище!

---

©1994 – now   V. Alexiades