계산과학 (Computational Science)

계산과학 (Computational Science)

 

https://www.researchgate.net/figure/The-position-of-computational-science-As-computational-science-becomes-better-organized_fig4_221536712

계산과학 (computational science, scientific computing)은 수치적 방법과 컴퓨터 계산을 이용하여 복잡한 과학이나 공학 문제를 이해하거나 해결하는 분야이다. 계산과학은 기존의 과학과 공학 분야에서 사용되는 방법인 이론 및 실험을 통하여 연구 대상에 대한 이해를 얻어내는 것이 아니라, 주로 컴퓨터를 이용하여 수학적인 모델을 해석하는 방법을 통하여 연구 대상을 이해한다.

수치해석은 계산과학에서 사용되는 중요한 방법이다. 수치적인 시뮬레이션은, 그 시뮬레이션되는 일의 본성에 따라 다음과 같은 다양한 목적을 지닌다.

 

이미 일어난 사건의 재구성 및 이해 (예를 들어, 지진이나 쓰나미 같은 자연적인 재해) 최적화 (예를 들어, 기술적인 프로세스 및 생산 공정) 관찰되지 않은 사건이나 미래를 예측 (예를 들어, 날씨나 소립자 행동 예측)

계산과학에 사용되는 알고리즘과 수학적인 방법들도 다양하다. 다음은 주로 사용되는 방법들이다.

 

수치해석 수렴하는 테일러 급수의 응용 자동 미분 (automatic differentiation)을 이용한 미분 계수 계산 룽게-쿠타 방법 (Runge-Kutta method)을 이용한 상미분방정식의 해 계산 몬테카를로 방법 (Monte Carlo method) 수치선형대수 이산 푸리에 변환 및 그 응용 뉴턴 방법 (Newton's method)

계산과학에 주로 사용되는 컴퓨터 프로그래밍 언어로는 R, C, C++, MATLAB, 파이썬, 포트란 등이 있다.

계산과학은 이제 실험 / 관찰과 이론과 더불어 과학적 탐구 방법의 세 번째 축을 이룬다고 받아들여지고 있다.

https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B3%84%EC%82%B0%EA%B3%BC%ED%95%99

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