Modélisation et simulation. Optimisation et contrôle.

Les simulations numériques sont très utiles pour fournir des informations a priori sur des phénomènes qui ne peuvent pas être reproduits dans les expériences de laboratoire. Si les modèles numériques sont de plus en plus utilisés pour aider à la prise de décision (par exemple au sein du gouvernement), les scientifiques de toutes les disciplines s'appuient également sur eux pour comprendre l'évolution de phénomènes complexes, notamment en s'appuyant sur des données.

Le cercle vertueux [modélisation - simulation/prévision - optimisation - contrôle] est basé sur les modèles du phénomène étudié. Les modèles pour les systèmes du monde réel ont été progressivement affinés, en tenant compte de variables plus hétérogènes et d'un plus grand nombre d'interactions ou de dépendances entre différents composants ou sous-systèmes.

De même, les systèmes artificiels deviennent de plus en plus complexes, impliquant un nombre croissant d'éléments, par exemple, les réseaux de capteurs, le Web et l'Internet des objets, et les réseaux électriques.