Computational Sciences Abschluss: Bachelor

Simulationen beruhen auf mathematischen Modellen der Realität, die in Gleichungen gefasst werden. Die Lösung dieser Gleichungen ist nur dank äusserst rechenintensiver Methoden auf Hochleistungs­rechnern möglich. Computersimulationen erlauben so, die Wirklichkeit zu begreifen und Vorhersagen zu treffen.

Der Studiengang wird mit fünf Vertiefungs­richtungen (Majors) angeboten und bereitet damit die Studierenden auf die Problemlösungen in den jeweiligen Fachgebieten vor.

Computational Biology: Die moderne Biologie ist heutzutage eine quantitative Wissenschaft, aus deren Zentrum computergestützte Methoden zur Informationsanalyse, zur Simulation und zur Vorhersage nicht mehr wegzudenken sind. Durch neue experimentelle Methoden, wie etwa der vollständigen Sequenzierung von Genomen entsteht eine Flut an Daten. Mittels rechnergestützter Methoden werden diese Datenmengen in der Computational Biology analysiert, um die zugrundeliegenden Bauprinzipien und Regulationsmechanismen zu entschlüsseln.

Computational Chemistry beschäftigt sich mit Verständnis und Vorhersage der Eigenschaften von chemischen und biologischen Materialien und wie sich diese durch deren Zusammensetzung verändern lassen. Es werden insbesondere die elektronischen und dynamischen Eigenschaften untersucht. Das Gebiet setzt sich auch zum Ziel, chemische und biologische Prozesse auf molekularer Ebene zu verstehen, damit daraus allenfalls gemein gültige Prinzipien abgeleitet werden können. In der Praxis sind diese computergestützten Ansätze besonders in der Entwicklung von Medikamenten und neuen Materialien mit spezifischen Eigenschaften von Bedeutung.

Computational Mathematics: In den Naturwissenschaften, der Technik und der Wirtschaft spielen mathematische Lösungsmethoden eine immer wichtigere Rolle und werden sehr häufig eingesetzt. Computational Mathematics erarbeitet effiziente numerische Lösungsverfahren zur Analyse und Simulation komplexer Sachverhalte. Hochleistungsrechner erlauben es dabei, mathematische Modelle zu berechnen und Vorhersagen darüber zu treffen, wie sich ein untersuchtes System in Zukunft verhält. Diese neue Ausrichtung bildet eine Verbindung zwischen der traditionellen Mathematikausbildung und den modernen Naturwissenschaften.

Computational Methods: Modellierung, Simulation und Datenanalyse sind gängige wissenschaftliche Ansätze in vielen Forschungsbereichen. Die Kombination aus Theorie und Simulation an Hochleistungsrechnern revolutionierte die Forschung auf breiter Basis. In der Vertiefungsrichtung Computational Methods wird ein breites Methodenspektrum an Informatikgrundalgen wie Algorithmen, Wissenschaftliches Rechnen, Programmierung und Parallelisierung, Mustererkennung und Softwareentwicklung für die unterschiedlichsten Anwendungen verwendet.

Computational Physics: Die Physik beschreibt unsere Welt mittels weniger, fundamentaler Gleichungen. Die Lösung dieser Gleichungen für reale Systeme war früher mit traditionellen Methoden meist nicht möglich. Heute können viele dieser fundamentalen Gleichungen jedoch mittels computergestützter Simulationsmethoden für komplexe Systeme gelöst werden. Computational Physics bildet somit eine Brückenfunktion zwischen den fundamentalen Gleichungen der Physik und unserer realen Welt.