Simulación por computadora

Esmog sobre Karl Marx Stadt ( Chemnitz), Alemania: simulación por computadora de 1990

Una simulación por computadora, un modelo de simulación por computador o un modelo informatizado es un programa informático o una red de ordenadores cuyo fin es crear una simulación de un modelo abstracto de un determinado sistema. Las simulaciones por computadora se han convertido en una parte relevante y útil de los modelos matemáticos de muchos sistemas naturales de ciencias como la física, la astrofísica, la química y la biología; así como de sistemas humanos de economía, psicología y ciencias sociales. Además, se emplea en el diseño de nueva tecnología para llegar a comprender mejor su funcionamiento.

Las simulaciones por computadora abarcan desde programas informáticos cuya ejecución dura unos minutos hasta conjuntos de ordenadores conectados en red cuya ejecución dura horas, e incluso hay simulaciones que se extienden varios días. La variedad de acontecimientos que se pueden recrear mediante simulaciones por computadora ha superado con creces las posibilidades del modelo matemático tradicional de lápiz y papel: hace más de diez años, una simulación de una batalla en el desierto en la que un ejército atacaba a otro requirió del modelado de 66 239 tanques, camiones y otros vehículos en un terreno simulado cerca de Kuwait, para lo que se emplearon varios superordenadores del Programa para la Modernización de los Ordenadores de Alto Rendimiento (del inglés: High Performance Computer Modernization Program) del Departamento de Defensa de Estados Unidos. Un modelo de mil millones de átomos de una deformación material, otro modelo de 2,64 millones de átomos de un ribosoma (el complejo supramolecular sintetizador de proteínas presente en todos los organismos) y el proyecto Blue Brain en la Escuela Politécnica Federal de Lausana, Suiza, comenzaron en mayo de 2005 a crear la primera simulación por computadora de todo el cerebro humano, llegando incluso al nivel molecular.

Simulación vs. modelado numérico

Para crear modelos de la realidad se emplea el modelado matemático. Un modelo matemático trata de encontrar soluciones analíticas a las ecuaciones que gobiernan los procesos que se suponen responsables del sistema que se estudia y del cual se tienen observaciones metódicas. El objetivo es validar esas ecuaciones y posibilitar la predicción del comportamiento del sistema partiendo de un conjunto de parámetros y condiciones iniciales. Los modelos numéricos resultaron de utilizar los ordenadores con el mismo propósito, resolver las ecuaciones no de forma analítica sino numérica.

Aunque las simulaciones por computadora emplean algunos algoritmos de modelos matemáticos, los ordenadores pueden, además, combinar las simulaciones con la realidad o con acontecimientos reales tales como la generación de respuestas de entrada o la simulación de sujetos de prueba que no están ya presentes. Mientras que los sujetos de prueba ausentes son fruto de la simulación o modelación, el sistema que utilizan podría ser el equipo real, lo cual serviría para revelar los límites de rendimiento o los defectos tras un uso continuado gracias a estos usuarios simulados.

El término simulación por computadora es más amplio que el de modelado por ordenador, pues este último implica que todos los aspectos se modelan en la representación del ordenador. Sin embargo, simulación por computadora también incluye generar entradas de usuarios simulados para ejecutar un software de ordenador real o un equipo y solo se modela una parte del sistema. Un ejemplo de esto serían los simuladores de vuelo que pueden ejecutar tanto máquinas como software de vuelo real.

Las simulaciones por computadora se emplean en muchos campos, incluida la ciencia, la tecnología, el entretenimiento y la planificación de negocios.

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