Explainer: o que é um modelo de computador?

computadores usam matemática, dados e instruções de computador para criar representações de eventos do mundo real. Eles também podem prever o que está acontecendo — ou o que pode acontecer — em situações complexas, desde sistemas climáticos à propagação de rumores em toda a cidade. E os computadores podem cuspir os seus resultados sem que as pessoas tenham de esperar anos ou correr grandes riscos.

os cientistas que constroem modelos de computador começam com características importantes de quaisquer eventos que eles esperam representar. Essas características podem ser o peso de uma bola que alguém vai chutar. Ou pode ser o grau de cobertura de nuvens típico do clima sazonal de uma região. Características que podem mudar – ou variar-são conhecidas como variáveis.

a seguir, os modeladores de computadores identificam regras que controlam essas características e as suas relações. Os pesquisadores expressam essas regras com matemática.

” the math built into these models is rather simple-mostly addition, subtraction, multiplication and some logarithms,” notes Jon Lizaso. Trabalha na Universidade Técnica de Madrid, na Espanha. (Logaritmos expressam números como poderes de outros números para ajudar a simplificar cálculos ao trabalhar com números muito grandes.) Mesmo assim, ainda há muito trabalho para uma pessoa fazer. “Estamos falando provavelmente de milhares de equações”, explica. (Equações são expressões matemáticas que usam números para relacionar duas coisas que são iguais, como 2 + 4 = 6. Mas eles geralmente parecem mais complicados, como z = 21x – t)

resolver até 2000 equações pode levar um dia inteiro à taxa de uma equação a cada 45 segundos. E um único erro pode desviar a tua resposta. A matemática mais difícil pode aumentar o tempo necessário para resolver cada equação para uma média de 10 minutos. A esse ritmo, resolver mil equações pode levar quase três semanas, se você tirar algum tempo para comer e dormir. E mais uma vez, um erro pode estragar tudo.Em contraste, Computadores portáteis comuns podem realizar bilhões de operações por segundo. E em apenas um segundo, o supercomputador Titan em Oak Ridge National Laboratory no Tennessee pode fazer mais de 20.000 trilhões de cálculos. (Quanto é 20 mil triliões? Esses muitos segundos chegariam a cerca de 634 milhões de anos!)

um modelo de computador também precisa de algoritmos e dados. Algoritmos são conjuntos de instruções. Eles dizem ao computador como tomar decisões e quando fazer cálculos. Os dados são fatos e estatísticas sobre algo.Com tais cálculos, um modelo de computador pode fazer previsões sobre uma situação específica. Por exemplo, pode mostrar, ou simular, o resultado do pontapé de um jogador de futebol em particular.Modelos de computador também podem lidar com situações dinâmicas e variáveis em mudança. Por exemplo, Qual é a probabilidade de chover na sexta-feira? Um modelo meteorológico iria executar seus cálculos vezes sem conta, mudando cada fator um por um e, em seguida, em várias combinações. Depois disso, compararia os resultados de todas as corridas.

depois de ajustar para a probabilidade de cada fator era, ele emitiria sua previsão. O modelo também repetiria seus cálculos à medida que sexta-feira se aproximava.

para medir a confiabilidade de um modelo, os cientistas podem ter um computador executando seus cálculos milhares ou mesmo milhões de vezes. Os pesquisadores também poderiam comparar as previsões de um modelo com as respostas que já sabem. Se as previsões coincidem com as respostas, é um bom sinal. Caso contrário, os investigadores têm de fazer mais trabalho para descobrir o que perderam. Pode ser que não incluíssem variáveis suficientes, ou dependessem demasiado das erradas.Modelagem de computador não é um negócio de uma só vez. Os cientistas estão sempre a aprender mais com experiências e eventos no mundo real. Os investigadores utilizam esse conhecimento para melhorar os modelos informáticos. Os melhores modelos de computador são, mais úteis eles podem se tornar.