Bilimsel hesaplama

Bilimsel hesaplama (aynı zamanda hesaplamalı bilim) karmaşık problemleri anlamak ve çözmek için gelişmiş bilgi işlem yeteneklerini kullanan çok disiplinli bir alandır. Hesaplamalı bilim üç farklı unsuru birleştirmektedir:

Bilim, mühendislik ve sosyal bilimlerdeki problemlerini çözmek için geliştirilen algoritmalar (sayısal ve sayısal olmayan), modelleme ve simülasyon yazılımları geliştirilmesi.

Hesaplama gerektiren problemleri çözmek için gereken ileri düzeyde sistem, donanım, yazılım, ağ ve veri yönetimi bileşenlerini geliştirilmesi ve bunların optimize edilmesi.

Hem bilim ve hem mühendislik problemlerinde kullanılan bilgisayar altyapısının geliştirilmesi.

Pratikte, çeşitli bilimsel disiplinlerdeki problemleri çözmek için genellikle bilgisayar simülasyonlarından, sayısal analize, teorik bilgisayar bilimlerine ve diğer hesaplama biçimlerine kadar geniş yelpazede uygulanmaktadır.

Bilimsel hesaplama; bilim ve mühendisliğin geleneksel biçimleri olan teori ve laboratuvar deneylerinden farklıdır. Bilimsel hesaplamada yaklaşım; bilgisayarlarda uygulanan matematiksel modellerin analiz ve tasarımı yoluyla veriler hakkında anlayış kazanmaktır.

Bilim insanları ve mühendisler, bilgisayar programlarıyla modellenmiş sistemleri incelenmekte ve bu programlarda çeşitli girdi parametre setleri kullanmaktadırlar.Bazı durumlarda, bu modeller muazzam büyüklükte hesaplama gerektirir. (kayan nokta gibi) Bu tür büyük ölçekli hesaplamalar ise genellikle süper bilgisayarlarda veya dağıtık bilgi işlem platformlarında yürütülür.

Yöntemler ve algoritmalar 
Bilimsel hesaplamada kullanılan algoritmalar ve matematiksel yöntemler çeşitlidir.

Yaygın olarak uygulanan bazı yöntemler şunlardır:
 Sayısal analiz
 Taylor serisinin yakınsak ve asimptotik seriler şeklinde uygulanması
 Otomatik diferansiyasyon (AD) ile hesaplama türevleri
 Sonlu farklarla türev hesaplama
 Sonlu elemanlar yöntemi
 Grafik teori takımları
 Taylor serisi ve Richardson ekstrapolasyonu ile yüksek dereceden fark yaklaşımları
 Dikdörtgen kuralı, yamuk kuralı, simpson kuralı 
 Adi diferansiyel denklemlerin çözümü için Runge-Kutta yöntemi
 Monte Carlo yöntemleri
 Moleküler dinamik
 Doğrusal programlama
 Sayısal cebir ve doğrusal cebir
 LU faktörlerini Gauss eleme yöntemi ile hesaplama
 Fourier dönüşümü ve uygulamaları.
 Newton yöntemi

İlgili Alanlar 

 Biyoenformatik
 Hesaplamalı arkeoloji
 Hesaplamalı biyoloji
 Hesaplamalı kimya
 Hesaplamalı materyal bilimi
 Hesaplamalı ekonomi
 Hesaplamalı elektromanyetik
 Hesaplamalı mühendislik
 Hesaplamalı finans
 Hesaplamalı akışkan sistemler
 Hesaplamalı adli bilim
 Hesaplamalı jeofizik
 Hesaplamalı tarih
 Hesaplamalı informatik
 Hesaplamalı zeka
 Hesaplamalı hukuk
 Hesaplamalı dilbilim
 Hesaplamalı matematik
 Computational mechanics
 Hesaplamalı nörobilim
 Hesaplamalı parçacık fiziği
 Hesaplamalı fizik
 Hesaplamalı sosyoloji
 Hesaplamalı istatistik
 Hesaplamalı bereket
 Cebir
 Simülasyon
 Finansal modelleme
 Süperbilgisayar
 Makine öğrenmesi
 Ağ analizi
 Nöroinformatik
 Sayısal Lineer Cebir
 Sayısal hava durumu tahmini
 Örüntü tanıma
 Bilimsel görselleme

Kaynakça 

Teorik bilgisayar bilimi