컴퓨터 시뮬레이션

컴퓨터 시뮬레이션은 실제 시스템이나 추상적인 시스템의 동작을 컴퓨터를 이용하여 모방하는 과정 또는 그 결과를 의미한다. 현실 세계의 복잡한 현상이나 시스템을 수학적 모델로 표현하고, 이 모델을 컴퓨터 프로그램으로 구현하여 시간에 따른 시스템의 변화를 예측하거나 분석하는 데 사용된다.

개요

컴퓨터 시뮬레이션은 다양한 분야에서 활용된다. 과학 연구, 공학 설계, 경제 예측, 사회 현상 분석 등에서 시스템의 동작 방식을 이해하고, 실험적인 접근이 어렵거나 비용이 많이 드는 경우에 가상 환경에서 다양한 시나리오를 시험해 볼 수 있도록 한다. 또한, 실제 시스템을 구축하기 전에 최적의 설계를 도출하거나 문제점을 파악하는 데 유용하다.

특징

• 모델링: 시뮬레이션의 핵심은 대상 시스템을 적절하게 모델링하는 것이다. 모델은 시스템의 중요한 특징을 포착하고, 불필요한 복잡성은 제거해야 한다. 모델의 정확성은 시뮬레이션 결과의 신뢰성에 직접적인 영향을 미친다.
• 실행: 모델이 구현된 컴퓨터 프로그램을 실행하여 시스템의 동작을 모방한다. 실행 과정에서 입력 변수를 변경하거나 다양한 조건을 설정하여 시스템의 반응을 관찰할 수 있다.
• 분석: 시뮬레이션 결과를 분석하여 시스템의 동작 방식, 성능, 문제점 등을 파악한다. 통계적 분석, 시각화 등을 활용하여 결과를 해석하고, 의사 결정에 필요한 정보를 얻을 수 있다.

활용 분야

• 과학: 천체 운동 시뮬레이션, 분자 운동 시뮬레이션, 기상 예측 등
• 공학: 자동차 설계 시뮬레이션, 항공기 설계 시뮬레이션, 건축물 구조 시뮬레이션 등
• 경제: 주식 시장 시뮬레이션, 경제 성장 예측 시뮬레이션 등
• 사회: 도시 계획 시뮬레이션, 교통 흐름 시뮬레이션, 전염병 확산 시뮬레이션 등
• 게임: 게임 내 물리 엔진, 인공지능 등에 활용

장점

• 실험 비용 절감 및 위험 회피
• 시간 단축 및 효율적인 분석 가능
• 다양한 시나리오 시험 및 최적화
• 시스템 이해도 향상

단점

• 모델링의 어려움 및 정확성 문제
• 계산 복잡도 증가 및 시간 소요
• 결과 해석의 주관성 가능성