Simulointi
Wikipedia
Simulointi tai simulaatio on todellisuuden jäljittelyä. Todellisuus on ympäröivä maailma. Merkittävä ja kasvava simuloinnin ala on tietokonesimulointi. Tietokonesimuloinnissa tietokoneen sisään rakennetaan keinotekoinen todellisuus, joka yrittää jäljitellä oikeaa todellisuutta niin hyvin kuin pystyy.
Simulointia todellisuuden jäljittelynä on mm. pelaaminen, mielikuvitus ja todellisuutta simuloivien fysikaalisten tai muiden mallien laskeminen (auringonpimennykset). Ihmisillä ja nisäkkäillä merkittävää todellisuuden jäljittelyä on leikki.
Simulointi on usein halvempaa kuin todellisuus (lentosimulaattorikoulutus), turvallisempaa kuin oikeat tilanteet (ydinvoimalasimulaattori, sotaleikki, sotapeli) ja usein ainoa keino saada tietoa (ilmakehäsimulaattori kasvihuoneilmiöön).
Ihmisen kyky simulointiin, siis tulevaisuuden ennakointiin (vrt. "isän ja äidin" tai metsästyksen leikkinen), on ollut yksi hänen keinoistaan selvitä evoluutiossa eläimiä paremmin.
[muokkaa] Simulointi tietokoneella
- Pääartikkeli:Tietokonesimulointi
Tietokoneella voidaan simuloida mm. säätä. Supertietokoneella pystytään ennustamaan säätä, mikäli siihen syötetään aiemmat säähavainnot ja matemaattiset yhtälöt, joilla kuvataan Maan ilmakehää. Tietokonesimuloinnin rajoituksena on yleensä simulaation tarkkuus, jos mallin syötetyt lähtötiedot ovat epätarkkoja. Toinen ongelma on, ettei lähtötilannetta ehkä tunneta tarkasti (esim. lähtösäätila täytyisi mitata hyvin monesta maantietellisestä paikasta, jotta simulaatio olisi tarkka, esim. 1 km välein).
Simulointimallit jaetaan jatkuvatoimisiin (continuous-type) ja tapahtumapohjaisiin (discrete-event) malleihin. Jatkuvatoimisissa simulointimalleissa mallin tilassa tapahtuu jatkuvasti muutoksia ajan suhteen. Jatkuvatoimista mallia voidaan kuvata säiliön täyttymisellä, kun siihen valutetaan vettä venttiilin kautta (hanasta). Mallin tila muuttuu jatkuvasti veden virratessa säiliöön. Tilan muutoksen suuruus riippuu tilavuusvirrasta, toisin sanoen virtausventtiilin asennosta. Tapahtumapohjaisessa simuloinnissa sitä vastoin muutoksen mallin tilaan aiheuttaa tapahtuma (event). Tapahtumapohjaista simulointia kuvaa säiliön täyttäminen ämpärillä. Mallin tilassa tapahtuu muutos joka kerta, kun ämpäri tyhjennetään säiliöön.
Simulointimallit voidaan erotella myös niiden antamien tulosten tarkkuuden mukaan joko tilastollisiin (stokastinen) tai määrättyihin (deterministinen). Tilastollisten mallien antamat tulokset poikkeavat toisistaan, kun verrataan samoilla lähtöarvoilla ajettuja eri simulointiajoja keskenään. Tapahtumapohjaiset mallit ovat useimmiten tilastollisia. Määrätyt mallit sitä vastoin antavat samat tulokset samoilla lähtöarvoilla toistettiinpa simulointiajoja kuinka monta kertaa tahansa. Jatkuvatoimiset mallit ovat deterministisiä.
Jatkuvatoimisia ja tarkkoja simulointisovelluksia ovat mm. lentosimulaattorit, joita käytetään peleissä ja pilottien koulutuksessa. Tapahtumapohjaisia sovelluksia ovat esimerkiksi liikennevirran muutoksia ennustavat sovellukset. Teollisuus hyödyntää simulointisovelluksia muun muassa robottien ja työstökoneiden ohjelmoinnissa (jatkuvatoimiset) ja tuotannon tunnuslukujen muutosten ennustamisessa (tapahtumapohjaiset). Teollisuuden simulointisovellusten käyttö on laajentunut osaksi digitaalista valmistusta (Digital Manufacturing).
[muokkaa] Simulointisanastoa
- Simulaatio on yleensä sama kuin simuloinnin tulos tai tekeminen.
- Simulaattori on laite, jolla tehdään simulointia.
- Simulointimalli on malli siitä, mitä simuloidaan
