Unter Computersimulation bzw. Rechnersimulation versteht man die Durchführung einer Simulation mit Hilfe eines Computers. Nach der mathematischen Struktur des verwendeten Modells unterscheidet man zwischen kontinuierlicher und diskreter Simulation.

Kontinuierliche Simulation

Die kontinuierliche Simulation untersucht Modelle mit nicht-diskreten - also kontinuierlichen - Zuständen. Dies können beispielsweise analoge Schaltkreise oder physikalische Belastungsszenarien auf Materialien unter Krafteinwirkung sein. Kontinuierliche Simulationsmodelle bestehen i. d. R. aus Systemen von Differentialgleichungen, die mit numerischen Verfahren gelöst werden.

Diskrete Simulation

Die diskrete Simulation untersucht Modelle mit diskreten Zuständen, d. h. mit Zuständen, die durch ganzzahlige Werte dargestellt werden können. Beispiele: Containerumschlag, Verkehr, Computernetzwerke, aber auch den ganzen Kosmos wie in der Millennium-Simulation.

Diskrete Simulationen werden meistens ereignisgesteuert durchgeführt. Ein Ereignis löst jeweils eine Zustandsänderung des Simulationsmodells aus. Zwischen zwei Ereignissen passiert innerhalb des Simulationsmodells hingegen nichts. Dadurch braucht man sich bei der Simulation eines Modells lediglich auf die Ereignisse selbst zu konzentrieren, während für die Zeit dazwischen ausschließlich die Länge des Zwischenzeitraums interessant ist. Falls die Simulation nicht in Echtzeit, sondern mit maximaler Geschwindigkeit voranschreiten soll, so kann die Zeit zwischen den Ereignissen einfach übersprungen und zur simulierten Zeit hinzuaddiert werden. Auf diese Weise kann eine Simulation in Zeitraffer realisiert werden.

Computersimulationen in der psychologischen Forschung

Computersimulationen werden in der kognitiven Psychologie verwendet um Denken und Problemlösen zu untersuchen. Prominente Forscher in diesem Bereich sind Dietrich Dörner und Joachim Funke. Die Versuchspersonen sind dabei in der Situation des Bürgermeisters einer Kleinstadt (Lohhausen), eines Entwicklungshelfers in Afrika (Moro) oder eines Managers (Schneiderwerkstatt). Es werden auch abstrakte Simulationen ohne semantische Einkleidung verwendet (Dynamis).

Literatur

• Markus J. Buehler, Huajian Gao: Computersimulation in der Materialforschung. Naturwissenschaftliche Rundschau 57(11), S. 593 - 601 (2004),

Siehe auch: Computerphysik, Monte-Carlo-Simulation, Molekulardynamik-Simulation

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