Bücher veröffentlicht von Springer Fachmedien Wiesbaden

Die Bände Arbeitshilfen und Formeln für das technische Studium helfen Schülern und Studenten an technischen Lehranstalten im Unterricht und beim Selbststudium.In diesem Band sind Größengleichungen mit Erläuterungen, technisch wichtige Zahlenwertgleichungen, Tabellen und Diagramme zum Gebiet der spanenden und spanlosen Fertigung zusammengetragen. Ein ausführliches Sachwortverzeichnis führt zur gesuchten Größe, der dazugehörenden Größengleichung und zusätzlichen Erläuterungen für die richtige Anwendung.

Die Regelungstechnik stellt heute ein Grundlagenfach für die meisten Ingenieurwissenschaften dar. Während früher das Prinzip der Regelung in den einzelnen ingenieurwissenschaftlichen Fächern anhand spezieller Anwendungsbeispiele oder gerätetechnischer Funktionen abgeleitet und erläutert wurde, hat sich heute weitgehend die Behandlung der Rege­ lungstechnik als methodische Wissenschaft durchgesetzt, die unabhängig vom Anwendungsgebiet ist. Die Methodik besteht i. a. darin, Regelsy­ steme aus unterschiedlichen Anwendungsbereichen in einheitlicher Weise darzustellen, zu analysieren und zu entwerfen, wobei aber auf die je­ weilige physikalisch-technische Interpretation nicht verzichtet werden kann. Im vorliegenden Buch, das den ersten Band eines dreiteiligen Werkes darstellt, wird daher versucht, die wichtigsten Methoden Qer bewährten klassischen Regelungstechnik systematisch darzustellen. Die B'enandlung beschränkt sich in dieser einführenden Darstellunq auf llneare, kon­ tinuierliche Regelsysteme, entsprechend einer einführenden Vo-rlesung in die Regelungstechnik. Dabei wendet sich das Buch an Studenten der Ingenieurwissenschaften und Ingenieure der industriellen Praxis, die sich für regelungstechnische Methoden zur Lösung praktischer Probleme interessieren. Es ist zum Gebrauch neben Vorlesungen und zum Selbst­ studium vorgesehen. Für die Darstellung weiterführender Methoden, z. B. zur Behandlung von nichtlinearen Regelsystemen, von Abtastregelsyste­ men und für die Darstellung und die Synthese von Regelsystemen im zu­ standsraum, muß auf den geplanten zweiten Band verwiesen werden. In einem dritten Band ist die Behandlung statistischer Verfahren zur Ana­ lyse von Regelsystemen sowie der Entwurf adaptiver und optimaler Regel­ systeme vorgesehen.

Der vorliegende 2. Band der Elemente der Mechanik enthält im wesentlichen eine Grundlegung der linearen Elastizitäts-Theorie sowie einige Probleme der Elasto-Statik als Anwendungsbeispiele. Ergänzend finden sich am Schluß dieses Bandes einige Betrachtungen zum inelastischen Verhalten von Werkstoffen. Die Grundlegung der linearen Elastizitäts-Theorie baut - entsprechend der di­ daktischen Linie, die im Vorwort des I. Bandes angesprochen ist -auf den ein­ fachen, physikalischen Sachverhalten auf, mit denen der Leser in den letzten beiden Kapiteln des I. Bandes einführend vertraut gemacht wurde. Die metho­ dische Beschreibung dieser Sachverhalte wird nun in den ersten beiden Kapiteln dieses Bandes so präzisiert, daß sie für den weiteren Aufbau der linearen Elasti­ zitäts-Theorie tragfähig wird. Diese anspruchsvolle Aufgabenstellung macht es dem Leser sicherlich nicht immer leicht, obwohl die Darstellung insgesam- wie schon im 1. Band - verhältnismäßig breit angelegt ist. Dem mit der Ther­ modynamik noch nicht vertrauten Studienanfänger sei insbesondere geraten, die thermodynamischen Betrachtungen in den Abschnitten 1. 6 und 2. 4 zu­ nächst einfach global zur Kenntnis zu nehmen, ohne sie gleich in allen Einzel­ heiten verstehen zu wollen. Die in diesem Band getroffene Auswahl der Probleme der Elasto-Statik orien­ tiert sich einmal an den Anforderungen, die an ein zeitgemäßes Studium des Bauingenieurwesens oder des Maschinenbaus an unseren Hochschulen zu stellen sind. Zum andem ist die Auswahl auch unter dem Gesichtspunkt geschehen, daß der Leser mit den verschiedenartigen Methoden vertraut gemacht werden soll, die in der Elasto-Statik zur Anwendung gelangen.

Das gleiche gilt auch für Umfang und Reihenfolge der einzelnen Kapitel. Wie in Lehrbüchern üblich, wurde weitgehend davon Abstand genommen, die vielen Autorennamen zu erwähnen, die zu den beschriebenen Sachverhalten und Erkenntnissen, zu Geräten, zu quantitativen Messungen etc. gehören. Manche Abbildung konnte dankenswerterweise der vorhandenen Literatur entnommen werden. Noch ein Wort zur Frage der Bezeichnung der Formelgrößen und der Einheiten. Hier wur­ den weitgehend die z.Z. gültigen Normen und Empfehlungen zugrunde gelegt. Wie schon erwähnt, hat das Buch seinen Ursprung in einem Zyklus von Experimentalvor­ lesungen, die der eine der beiden Autoren zwei Jahrzehnte lang im III. Physikalischen Insti­ tut der Universität Göttingen gehalten hat. Um derartige Vorlesungen aufzubauen, bedarf es einer sachkundigen und interessierten Unterstützung durch die entsprechenden Instituts­ werkstätten. Wir waren in der glücklichen Lage, in Herrn Rundfunkmechanikermeister H. Henze einen unermüdlichen Mitarbeiter voller technischer Einfälle und voller Liebe zur Sache zur Verfügung zu haben. Ihm gilt also unser besonderer Dank; aber auch manche andere Mitarbeiter des Instituts wie Herr W. Ehrecht haben viel geholfen. Aus den Kreisen der wissenschaftlichen Dozenten und Assistenten kamen im Laufe der Jahre immer neue Anregungen, das "Versuchs-Repertoire" zu verbessern oder zu ergänzen. Herr Univ.-Doz. Dr. H. Kuttruffhat das Manuskript mit großer Sorgfalt gelesen und manche wichtigen Korrekturen angeregt; aber auch die Herren Dr. P. Damaske, Dr. D. Guicking, Dr. K. G. Plaß und Dr. A. Zasel haben uns beim Korrekturlesen unterstützt. Ihnen allen dürfen wir herzlich danken.

Das Buch bietet eine umfassende Einführung in das gesamte Spektrum der Möglichkeiten von Excel. Als Tutorial konzipiert, ermöglicht es Schritt für Schritt die selbständige Erarbeitung seiner Funktionen. Anhand eines durchgängigen Beispiels werden ein Berechnungsformular erstellt, Diagramme eingebunden, Datenbanken für Werkstoffkennwerte entwickelt und Optimierungen mit der Mehrfachoperation, Zielwertsuche und dem Solver durchgeführt. Von Nutzen sind außerdem die Anleitungen zur Selbsterstellung von Funktionen und Makros sowie die Möglichkeit, Meßdaten einzulesen und sie zu aussagekräftigen Protokollen aufzubereiten. Die vorliegende 3., überarbeitete und erweiterte Auflage dieses erfolgreichen Buches basiert auf der aktuellen Version von Office 97, enthält aber auch viele Hilfen und Hinweise für die Versionen Excel 5 und 7.

In kurzer und prägnanter Form behandelt dieses Buch die grundlegende Theorie zur Beschreibung von Signalen und Systemen der Informationstechnik. Zugunsten von Plausibilitätsbetrachtungen tritt die strenge mathematische Beweisführung oft in den Hintergrund, ohne jedoch auf die Exaktheit zu verzichten.Dieses Studienbuch unterstützt die anwendungsbezogene Lehre an Fachhochschul- und Gesamthochschulen, indem es zwischen den stetig wachsenden Bedürfnissen der Lehre und den zeitlichen Möglichkeiten eine angemesse Lösung anbietet.

Die ständige Entwicklung der Wissenschaft, deren Ergebnisse die Welt immer schneller verändern, hat wahrscheinlich bei Dmen Verwunderung hervorgerufen, die nicht ohne Angst geblieben ist. Sicher haben Sie an die bedeutende Rolle ge­ dacht, die die Mathematik dabei spielt. In keinem Bereich ist sie unentbehrlich: Flugwesen und Schiffahrt, Eisenbahn-und Kraftverkehr, Bergwerke und Bohrwesen, hydraulische und nukleare Energiegewinnung stehen ständig unter ihrem Einfluß. Die Wissenschaftler sind nicht damit zufrieden, von der Entwicklung der Sterne bis zum Verhalten der Elektronen nur alles zu verstehen und zu erklären, sondern sie bemühen sich mit der Hilfe der Mathematik, immer größere Kraftquellen zu ent­ decken, zu untersuchen und nutzbar zu machen. So öffnet sich den jungen Wissen­ schaftlern unserer Tage wie früher den jungen Abenteurern der Zeit der großen Ent­ deckungen ein Bereich mit fesselnden Arbeiten und fruchtbaren Forschungen. In der Schule sind Sie mit der Arithmetik, der Algebra, der Elementargeometrie bekannt geworden. Wenn Sie ein gewisses Interesse für Abstraktion haben, bewun­ dern Sie wahrscheinlich die Eleganz dieser Wissenschaft und hoffen, den magischen "Sesam" zu fmden, der alle Türen des Wissens für Sie öffnen wird. Aber vielleicht haben Sie auch im Laufe Ihres Studiums - das haben wir alle durchgemacht - eine gewisse Entmutigung erlebt, als die Mathematik Du Aufnahmevermögen zu über­ steigen und Ihre Anstrengungen zu Fall zu bringen schien.

Die Kenntnis der Grundlagen und Verfahren wissenschaftlichen Arbeitens ist noch immer nicht selbstverständliches Allgemeingut der Studenten geworden. Ein Grund hierfur mag wohl der sein, daß kaum Vorlesungen und übungen über die Organisa­ tion und Technik der wissenschaftlichen Arbeit abgehalten werden. Auch in den allgemeinbildenden Schulen fehlen entsprechende Anregungen. Bei den arbeitstechnischen überlegungen in den einzelnen Wissenschaftsgebieten geht es in erster Linie um ein Problem der Rationalisierung. Die Unkenntnis ratio­ neller Verfahren und der zur Verfugung stehenden Hilfsmittel sowie ungenügende Auswertung der Fachliteratur schränken den Studienerfolg ein. Auch eine mangel­ hafte Gestaltung eines wissenschaftlichen Manuskriptes führt zu belastenden Pro­ blemen. In der vorliegenden Schrift werden die langjährigen Erfahrungen des Verfassers bei wissenschaftsorganisatorischen Fragen dargestellt. Es können aber keine "Rezepte", sondern lediglich unverbindliche Anweisungen gegeben werden. Die persönlichen Denk-und Arbeitsweisen varüeren sehr. Die wissenschaftlichen Arbeitsbedingungen sind von Fakultät zu Fakultät unterschiedlich. Der Verfasser kann deshalb nur be­ währte Vorschläge bringen, von denen Abweichungen im Rahmen der Konvention und der persönlichen Eigenart selbstverständlich, ja in vielen Fällen vielleicht sogar erforderlich sind. München Oskar Peter Spandl 1. Die Studien-und Lernplanung 1.1. Reformbestrebungen des Studiums Die Universitäten und Hochschulen befmden sich heute in einem grundlegenden Wandlungsprozeß; sie stehen vor neuen Aufgaben qualitativer und quantitativer Art. Eine entscheidende Zäsur bringen die Empfehlungen des Wissenschaftsrates. Der Wissenschaftsrat, als anerkannte Autorität in unseremförderalistischen Staatswesen, hat sich bisher bei allen Beteiligten mit seinen Vorschlägen gut durchsetzen können.

Der Taschenrechner ist heute für jeden Ingenieur ein Hand­ werkszeug, das aus der täglichen Praxis nicht mehr wegzu­ denken ist. Er leistet gute Dienste bei allen anfallenden einfa­ chen Berechnungsproblemen, ist jederzeit griffbereit und oh­ ne große Einarbeitung zu bedienen. Werden Berechnungs­ gänge häufig wiederholt, kann es sich lohnen, für den Ta­ schenrechner ein Programm zu schreiben. Allerdings geht das nicht ohne Einarbeitung. Deshalb bleibt es oft nur bei dem guten Vorsatz, das irgendwann einmal zu machen. Für solche Fälle bietet es sich an, ein Tabellenkalkulations­ programm zu benutzen. Hat man sich mit den sehr einfach zu erlernenden Grundtechniken vertraut gemacht, wird man sehr schnell feststellen, daß ein solches Programm noch viel mehr bietet, als ein sehr gutes, mit viel Aufwand erstelltes Pro­ gramm für den Taschenrechner. Natürlich ist der PC heute noch nicht überall so verfügbar wie der Taschenrechner, an Ingenieurarbeitsplätzen gehört er aber mehr und mehr zur selbstverständlichen Ausrüstung. In nicht allzuferner Zukunft wird PC-Leistung zu erschwinglichen Preisen in Taschenrech­ nerformat zur Verfügung stehen, so daß auch dieses Problem der Vergangenheit angehören wird.

Zu der am weitesten verbreiteten Standardsoftware gehören Tabellenkalkulationsprogramme, wie beispielsweise EXCEL und LOTUS und hierzu kompatible Systeme. Am Beispiel von EXCEL werden in diesem Buch Befehle und Beispiele beschrieben.Das Buch bietet eine allgemeine Einführung in das Arbeiten mit dem Tabellenkalkulationsprogramm EXCEL, weiterführende Befehle, Erstellen von Funktionsgrafiken, Arbeiten mit Makros, Auswerten technischer Tabellen, eine Anwendung der Tabellenkalkulation auf mathematisch-technische Aufgabenstellungen. Die für die Berechnung von Maschinenelementen geeigneten Tabellen werden zur Verfügung gestellt. Diese Tabellen bauen auf dem ebenfalls bei Vieweg erschienenen Lehr- und Lernsystem Roloff/ Matek Maschinenelemente auf und ergänzen es. Aufgrund seines Aufbaus und der Vielzahl der praxisbezogenen Beispiele und Aufgaben eignet sich das Buch zur Begleitung der Lehrveranstaltung wie auch zum Selbststudium.

Chat sich in den letzten lahren als die wichtigste hohere Programmiersprache herausgestellt. 1m Microcomputer-Bereich sind praktisch alle groBen Stan­ dardprogramme wie dBASE, Lotus und auch das neue Betriebssystem OS/2 in C geschrieben. Die neue Generation von C-Compilern, die den WEITEK-Copro­ zessor untersrutzen, erreichen an einem mit 25 MHz getakteten 80386-Rechner fast die Rechnerleistung einer V AX. Auch in den groBen Rechenzentren, die bisher liberwiegend Fortran oder Cobol eingesetzt haben, wird zunehmend C verwendet. An Minicomputern und Workstations dominierte schon immer UNIX und damit auch C. Dieses Buch solI zeigen, daB C eine universelle Programmiersprache ist, die fUr die verschiedensten Zwecke - nicht nur fUr die Systemprogrammierung - ge­ eignet ist. Wie vielseitig einsetzbar C ist, wird insbesondere in drei Themenbe­ reichen ausfUhrlich dargestellt. Zum ersten wird gezeigt, daB sich in C die vielfiiltigsten Algorithmen elegant und prazise darstellen lassen. Die hier aufgefUhrten Algorithmen erfassen The­ men aus Kalenderrechnung, Finanz-Mathematik, Operations Research, Suchen und Sortieren, intelligente ProblemlOsung, Zufallszahlen und Simulationen. Ein zweites Ziel war, zu demonstrieren, in welch einfacher Weise in C aIle wichtigen Datenstrukturen implementiert werden konnen. Es werden statische Datentypen wie Vektoren, Polynome, Matrizen, Polarkoordinaten, komplexe Zahlen besprochen wie auch die dynamischen Typen Stacks, verkettete Listen und Binarbaume behandelt. Als drittes wird aufgezeigt, wie zweckmaBig sich in C die wichtigsten Pro­ grammierprinzipien formulieren lassen. AusfUhrlich werden die grundlegen­ den Verfahren wie Iteration, Rekursion, Teile-und-Herrsche-Prinzip, Backtrak­ king, Branch & Bound und Simulationen besprochen.

einer Datenverarbeitungsanlage {DVA) .......... . 2 Programmiersprachen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 . . . . . . . . . 2.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2.2 Maschinensprachen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 . . . . . . . . .

Im Maschinenbau hatte die Werkstoffkunde stets eine fundamentale Bedeutung, da es dem Ingenieur auf diesem Arbeitsgebiet unmöglich war, ein einwandfreies Produkt ohne genaue Materialkenntnisse zu entwickeln. Solange sich die Elektrotechnik bei der kon­ struktiven Gestaltung weitgehend auf den Maschinenbau abstützen konnte, genügten dem Elektroingenieur die Werkstoffgrundkenntnisse aus dem Maschinenbau. Um dieses Grund­ wissen kommt er allerdings auch heute noch nicht herum. Die Entwicklung der modernen Mikroelektronik und ihre Folgen sind aber so eng mit den spezifisch elektrischen Problemen verknüpft, daß die Werkstoffkunde der Elektrotechnik zu einem immer eigenständigeren Gebiet herangewachsen ist. Waren es zunächst die ma­ gnetischen Werkstoffe, die ein umfangreiches Sonderwissen verlangten, so haben schließ­ lich die Halbleiter mit ihren in den Festkörper verlegten Funktionsmechanismen auf allen Gebieten zu einer viel intensiveren Beschäftigung mit der Materie geführt. Als Kon­ sequenz daraus sind altbekannte Werkstoffeigenschaften in ungeahntem Maße weiterent­ wickelt worden. Es sei hier nur an neue Dauermagnetwerkstoffe oder amorphe Metalle erinnert. Um die in der Zukunft anstehenden Probleme der Elektrotechnik einwandfrei lösen zu können, bedarf der Ingenieur eines immer umfangreicheren Wissens nicht nur auf seinem Spezialgebiet, sondern auch vom einzusetzenden Werkstoff und dessen Möglichkeiten.

Die bevorzugte höhere Programmiersprache, die zum Dialog mit Mikro­ computern verwendet wird, ist BASIC. Der BASIC-Befehlsvorrat, auf den in diesem Buch eingegangen wird, wurde so ausgewählt, daß er sowohl in dem Normvorschlag für ein "Minimal BASIC" als auch in allen modernen BASIC-Versionen der Heimcomputer-Hersteller vorhanden ist. In den einzelnen Kapiteln dieses Buches wird der Leser in knapper, präziser Weise mit den elementaren BASIC-Regeln vertraut gemacht. Eine Vielzahl von Beispielen verdeutlichen die Regeln. Das Wichtigste wird einprägsam durch Merkregeln am Ende eines jeden Kapitels zusammengefaßt. Mit Hilfe von selbst zu lösenden Obungsaufgaben kann der Leser überprüfen, ob er die BASIC-Regeln beherrscht. Am Schluß des Buches zeigen 10 vollkommen programmierte und kommen­ tierte Beispiele, wie man das Wissen aus den einzelnen Kapiteln anwendet, um vollständige Programme zu schreiben. Dabei wird u.a. gezeigt, wie man eine Handelskalkulation aufstellt, eine Kurve einer mathematischen Funktion grafisch darstellt, eine Einkommen-bzw. Lohnsteuerberechnung vornimmt oder eine Computergrafik erstellt. Die Zusammenfassungen am Ende der einzelnen Kapitel erleichtern nach dem Erlernen von BASIC das Nachschlagen während der späteren selbstän­ digen Programmiertätigkeit. Wolfgang Schneider Cremlingen, Sommer 1979 VI Inhaltsverzeich n i s 1. Grundlagen der Datenverarbeitung ........................... . 1.1. Der Begriff der Datenverarbeitung .......................... . 1.2. Die Arbeitsweise einer Datenverarbeitungsanlage (OVA) ........... . 2. Programmiersprachen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 3 . . . . . . . 2.1. Allgemeines.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .. . . . 3 . . . . 2.2. Maschinensprachen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 3 . . . . . . . 2.3. Assemblersprachen .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 3 . . . . . . . 2.4. Problemorientierte Programmiersprachen ...................... 4 3. Heimcomputer .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 5 . . . . . . . . 3.1 . Allgemeines...... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 5 . . . . . . . 3.2. Ausstattung von Heimcomputern. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 5 . . . .

Das Education Research Center am M.I. T. (früher: Science Teaching Center) befaßt sich mit Verbesserungen des Lehrplanes, mit dem Lehr- und Lernprozeß sowie mit Unterrichtshilfen, vor allem für die unteren Semester. Das Center wurde im Jahre 1960 vom M.I. T. geschaffen. Sein erster Direktor war der verstorbene Professor Francis L. Friedman. Seit 1961 wurde das Center hauptsächlich von der National Science Foundation unterstützt; großzügige Hilfe wurde auch von den folgenden Fonds gewährt: Kettering Foundation, Shell Companies Foundation, Victoria Foundation, W. T. Grant Foundation und Bing Foundation. Die M.I.T.-Reihe: Einführung ist die Physik (Introductory Physics Series) ist ein direktes Resultat der Arbeit des Centers. Die Reihe wird aus einer Anzahl kurzgefaßter Einführungswerke bestehen, die die wichtigsten Gebiete der Physik behandeln werden. Es soll dabei der wechselseitige Einfluß von Experiment und Intuition bei der Aufstellung physikalischer Theorien betont werden. Die Bücher der Reihe sind als Grundlage für eine Auswahl von Einflihrungskursen gedacht, beginnend mit den Werken, in denen vor allem die klassische Physik behandelt wird, bis zu jenen, dieThemen der Atom- und Quantenphysik behandeln. Die einzelnen Bände sollen in Niveau und Behandlungsweise ihrer Themen zwar ein­ heitlich sein, sind jedoch nicht als untrennbare Einheit anzusehen; im Gegenteil. Eswurde getrachtet, daß jedes Buch in vernünftigem Maße eine Einheit für sich ist und als individuelle Komponente in den Aufbau eines Kurses einbezogen werden kann .