Bücher veröffentlicht von Vieweg+Teubner Verlag

Dieses Lehrbuch basiert auf der Vorlesung "ModelIierung und Algorithmen", die seit 1995 an der RWTH Aachen gehalten wird und deren Inhalte Bestandteil der Vordiplomprüfung in Wirtschaftsinformatik für Studierende im Studiengang Betriebswirtschaftslehre sind. Das Ziel ist es, eine Einführung in grundlegende Denkweisen und Methoden des Operations Research anhand von Problemstellungen aus Wirtschaft und Technik zu geben. Zielgruppe sind sowohl Studenten als auch Praktiker, insbesondere der Wirtschaftswissenschaften, der Ingenieurwissenschaften, der Informatik und der Mathematik. Unser Buch setzt die anwendungsorientierte Tradition des Operations Research an der RWTH Aachen fort, die wesentlich durch Herrn Professor Hans-Jürgen Zimmer­ mann geprägt wurde. Wir sind Herrn Zimmermann insbesondere dafür dankbar, daß er uns die Fallbei­ spiele für das Kapitel 4 zur Verfügung gestellt hat, die von ihm in einer einführenden Vorlesung zum Operations Research benutzt wurden. Außerdem danken wir Herrn T. Grünert für die inhaltliche Durchsicht des Manu­ skriptes und für zahlreiche wichtige Hinweise, die zur Verbesserung der Qualität des Buches beigetragen haben. Herr A. Zeugner hat die technische Erstellung des Manuskriptes mit großer Sorgfalt durchgeführt, und Frau K. Palczynski trug wesentlich dazu bei, die Zahl der Fehler im Manuskript zu minimieren. Beiden sei an dieser Stelle ganz besonders gedankt. Herr Professor St. Zelewski hat als Herausgeber dieser Buchreihe zahlreiche wert­ volle Anregungen zur inhaltlichen und methodischen sowie zur redaktionellen Überarbeitung des Manuskripts gegeben, die wir dankbar aufgegriffen haben. Dem Teubner-Verlag -insbesondere Herrn J. Weiß -sei für die angenehme und fruchtbare Zusammenarbeit gedankt.

Heute hat der diffuse Stoffeintrag in Böden und in Gewässern, sei es über den Luftpfad oder über die Bodennutzung, in vielen Regionen Ausmaße angenommen, die ein regelndes Eingreifen zum Schutz der Wasserressourcen erforderlich macht. Die Verminderung der diffusen Auswaschung von Nährstoffen aus Böden, zum Beispiel in Wasserschutzgebieten der Trinkwassergewinnung, ist eine aktuelle Aufgabe. Dieses Buch vermittelt fundierte Kenntnisse über die wichtigsten Quellen der Belastungen sowie über die Mechanismen des Stofftransportes und des Stoffumsatzes. Der Leser wird an diese Themen herangeführt, welche Aspekte der Fachgebiete Meteorologie, Forst- und Landwirtschaft, Bodenkunde, Hydrogeologie, Limnologie und Wasserwirtschaft berühren.

Optische Glasfaser-Ubertragungssysteme nehmen einen wichtigen Platz bei der Realisierung von Datenverbindungen mit hoher Ubertragungskapazitat ein. Dieses Buch beschreibt die Funktionsweise von Injektionslasern und Photodioden fur den Einsatz in der heutigen optischen Nachrichtentechnik.

Intention des Buches ist es, einen breiten Leserkreis zu erreichen, dessen Interessen den primären Wechselwirkungen von Licht mit biologisch relevanten Molekülen gelten. Dabei wird der Bogen von physikalischen Fragestellungen der Charakterisierung von elektronischen Eigenschaften sowie photoinduzierten Energie- und Elektronentransferprozessen bis hin zu anwendungsorientierten Problemen gespannt. Insbesondere wird auf die Bedeutung von moleukularem Sauerstoff und seiner aktivierten Zustände (Radikale und Singulettsauerstoff) eingegangen. Die theoretische Darlegung der einzelnen Probleme ist jeweils mit einer Diskussion der relevanten optisch-spektroskopischen Methoden verknüpft und mit Beispielen illustriert.

Dieses Buch beschäftigt sich mit dem Einsatz des Computers in der physikali­ schen Ausbildung und stellt die computergestützte Bearbeitung einer Vielzahl interessanter Themen aus den Bereichen Interfacetechnik, Numerik, Simulationen und Experimente in Form von Aufgabenstellungen vor. Die inhaltliche Konzepti­ on des Buches zielt auf den Einsatz in Vorlesungen, Praktika und Übungen und eignet sich auch für das Selbststudium. Das Buch wendet sich an Schüler und Studenten, die Interesse an der Bearbeitung physikalischer Fragestellungen mit dem Computer haben. Der Leser kann mit nur wenigen Grundkenntnisse der Computertechnik die Lösung aller Aufgaben wahl­ weise selbst erarbeiten oder anband der vollständig dokumentierten Lösungswege nachvollziehen. Die für die Bearbeitung der Aufgaben unter TURBO PASCAL entwickelten Quellcodes sind im Text ausführlich kommentiert und sehr über­ sichtlich dargestellt. Eine Besonderheit im ersten Abschnitt des Buches ist die Behandlung der Hard­ ware für die experimentellen Aufgaben: Der Leser kann mit wenigen Kenntnissen der Elektronik ein leistungsfähiges Interface anfertigen und selbst programmieren. Das Interface verfUgt über einen analogen Eingang, einen Digitalport, einen ana­ logen Ausgang und eine Anbindung für Kraftmeßsensoren mit Dehnungsmeßstrei­ fen.

Dieses Lehrbuch zu dem Gebiet der angewandten reellen Analysis stellt ma­ thematische Methoden vor, die für das heutige Verständnis der Theorie nicht­ linearer hyperbolischer Erhaltungsgleichungen von Bedeutung sind, aber auch in anderen Gebieten Anwendung finden. Es umfaßt sowohl klassische Themen der Analysis als auch insbesondere Methoden aus den letzten zwanzig Jahren, die noch nicht in der Lehrbuchliteratur eingehend behandelt werden. Das Buch ist an Studierende gerichtet, die am Anfang des Hauptstudiums stehen und denen die Grundlagen der Analysis, gewöhnliche Differentialglei­ chungen sowie die Funktionalanalysis bekannt sind. Es ist versucht worden, möglichst viel im Text oder den Anhängen darzustellen und zu entwickeln. Vorlesungen zur Maßtheorie und über Partielle Differentialgleichungen werden nicht vorausgesetzt. In einigen Fällen mußte allerdings für den Beweis von Aussagen auf einschlägige Literatur verwiesen werden, um den Umfang des Buches in vertretbarem Rahmen zu halten. Eine umfassende Abhandlung des Themas ist nicht möglich, da die Theorie 'der nichtlinearen hyperbolischen Erhaltungsgleichungen ein Gebiet der parti­ ellen Differentialgleichungen ist, in dem selbst fundamentale Konzepte noch nicht ausgereift sind. Es gibt nur Teilgebiete, in denen eine abgerundete Dar­ stellung von Resultaten möglich ist.

Im vorliegenden Buch wird, basierend auf meiner Dissertation, die Kon­ zeption und Implementierung einer graphischen Arbeitsumgebung fUr das VLSI-Entwurfssystem CADIC beschrieben, welches im Rahmen des Sonder­ forschungsbereiches 124 im Teilprojekt B1 an der Universit?t des Saarlandes entwickelt wurde. Gegenuber anderen Entwurfssystemen zeichnet es sich durch eine besonders flexible Beschreibungsebene aus, die auf einem wohldefinier­ ten mathematischen Kalkiil basiert. Diese gew?hlte Grundlage erweist sich als m?chtiges Werkzeug zur Beschreibung ganzer Klassen von Schaltkreisen durch eine feste Zahl von graphischen Eingaben. Die Spezifikationsebene erlaubt so­ wohl eine Parametrisierung von Schaltungen in Abh?ngigkeit von beispielswei­ se der Operandengrof3e als auch eine generische und damit wiederverwendbare Beschreibung von Berechnungsnetzen. Aus einer derart definierten Schaltungsklasse wahlt der Entwerfer dann einen Vertreter fUr die weiteren Konstruktionsschritte aus, indem er die formalen Parameter des Entwurfs durch konkrete Werte ersetzt. Durch die Integration der Entwurfswerkzeuge in eine gemeinsame graphische Umgebung konnen die berechneten Ergebnisse direkt auf der mathematisch basierten Spezifikation visualisiert werden. Dies stellt dem Entwerfer verbunden mit einer interakti­ ven Navigation durch die Schaltungshierarchie eine komfortable Methode zur Lokalisierung von kritischen Entwurfsstellen zur VerfUgung.

Immer komplexere Probleme zwingen geradezu zu objektorientiertem Denken. Daß mit den objektorientierten Programmiersprachen genau die Hilfsmittel bereitgestellt werden, mit denen die reale Welt adäquat abgebildet werden kann, ist sicherlich die Basis für den Trend, neue Software-Projekte fast ausschließlich damit zu realisieren. Die noch recht junge Programmiersprache C++ nimmt dabei zweifellos eine Sonderstellung ein, weil die sehr weit verbreitete Programmiersprache C in ihr komplett enthalten ist. Das erleichtert vielen Programmierern den Umstieg erheblich, und an diese Umsteiger wendet sich dieses Buch. Die vielfach zu hörende Skepsis, daß Umsteiger (wegen der Gefahr, "rückfällig zu werden") besondere Schwierigkeiten haben, die objektorientierte Denkweise konsequent zu verfolgen, wird von mir nicht geteilt, im Gegenteil: Gerade der (und nun nenne ich ihn) Aufsteiger zur objektorientierten Programmierung wird die Vorteile ganz besonders deutlich erkennen. Nicht unterschätzt werden darf die Möglichkeit, bewährte Algorithmen der Programmier­ sprache C, die ohne Änderung auch von C++ -Compilern übersetzt werden können, mit einer Verpackung zu versehen, die eine "objektorientierte Weiterverwendung" gestatten (die ab Kapitel 7 verwendeten "Microsoft foundation classes" sind geradezu ein klassisches Beispiel dafür). Dies legt einen "Aufstieg zu C++" ebenso nahe wie der nicht zu übersehende Trend, daß die Hersteller modernen Entwicklungsumgebungen für die Programmentwicklung konsequent die objektorientierten Sprachen unterstützen. Diese Aussage gilt in besonderem Maße für die Windows-Programmierung.

Seit den Veröffentlichungen von Porter haben wettbewerbsstrategische Frage­ stellungen in der betriebswirtschaftliehen Literatur zunehmende Bedeutung erfah­ ren. Die leichte Nachvollziehbarkeil strategischer Empfehlungen der Portersehen Wettbewerbstypologie hat sich auf die starke Verbreitung dieses Gedankengutes in der Praxis positiv ausgewirkt und in der Folge eine Vielzahl wissenschaftlicher Untersuchungen initiiert, die Porters Thesen äußerst kontrovers diskutierten. Im Laufe der Zeit führte diese Diskussion zu einer Entwicklung weiterer und teil­ weise auch komplexerer wettbewerbsstrategischer Ansätze. Aufgabe des vorliegenden Lehrbuches soll es sein, den Studenten und auch dem interessierten Praktiker eine kurze und verständliche Einführung in wettbewerbs­ strategische Fragestellungen zu bieten, wobei einerseits auf die Instrumente der strategischen Analyse und anderseits auf unterschiedliche wettbewerbsstrategische Ausrichtungen eingegangen wird. Dabei war es nicht das Ziel, eine wie auch im­ mer geartete Vollständigkeit zu erreichen, sondern durch eine bewußte Auswahl Aspekte herauszugreifen, die für das Verständnis wettbewerbsstrategischer Frage­ stellungen von besonderer Bedeutung sind. Ein umfangreiches Literaturverzeich­ nis bietet dem Leser darüber hinaus die Möglichkeit, in die entsprechende Spezial­ literatur "einzusteigen".

Viren sind in der Umwelt nahezu allgegenwärtig. Sie stellen Umweltfaktoren dar, die in starkem Maße sowohl auf Individuen, besonders auf deren Eigenum­ welt, als auch auf Ökosysteme und Populationssysteme einwirken. Viren werden oft als Parasiten auf genetischer Ebene bezeichnet, denn sie zwingen den befallenen Organismus, Virusnucleinsäure sowie Virusproteine und schließlich neue Viruspartikeln zu bilden. Hierfür muß er zahlreiche Wirtsen­ zyme, die zur Proteinbildung erforderlichen Ribosomen sowie seine Mitochon­ drien und andere für die Energiegewinnung und den Energietransport erfor­ derliche Mechanismen bereitstellen. Im Hinblick auf diese Verhältnisse ist eine Analyse der Eigenumwelt der virusbefallenen Organismen von besonderer Be­ deutung. Es ist nicht unumstritten, die Viren, die in der Lage sind, Wirtsmechanis­ men zur Virusreplikation umzustimmen und zu nutzen, die also gewissermaßen ein geborgtes Leben führen, als Organismen anzusehen, deren Funktionen durch extremen Parasitismus stark vermindert sind. Zumindest für einige große Tier­ viren dürfte das aber mit einiger Sicherheit zutreffen. Kleinere Tierviren und Viren von Bakterien und Pflanzen könnten demgegenüber eher von Zellbestand­ teilen abstammen, die sich verselbständigt haben. Macht man sich - gewisser­ maßen als gemeinsamen Nenner - die Sicht zu eigen, daß Viren lebendig sind, auch wenn ihr Leben ähnlich wie das extrem stark zurückgebildet er Parasiten nur geborgt ist, dürfen befallene Wirts zellen und vielfach der gesamte Wirtsor­ ganismus als wesentlicher Teil der Umwelt der Viren angesehen werden. Hier­ durch wird es erleichtert, die Wechselwirkungen zwischen den Viren und ihren Wirtsorganismen zu untersuchen und zu verstehen.

Einer der grundlegenden und altesten Gedanken in der Ge­ schichte der Physik besteht in der Vermutung, daB die unuber­ sehbare Vielfalt der physikalischen Erscheinungen letzten Endes auf einige wenige Grundbausteine und Krafte reduziert werden .kanne. Heute bildet diese Annahme die Motivation fUr einen Zweig der Physik, der als "Elementarteilchenphysik" bezeichnet wird. Der Laie denkt bei diesem Stichwort im allgemeinen nur an den ersten Aspekt der genannten Idee: an die Reduktion der Materie­ formen auf immer weniger und immer kleinere Grundbausteine. Er erinnert sich, daB aile natlirlich vorkommenden chemischen Verbindungen auf kaum 100 chemische Elemente zuruckzufUh­ ren sind, deren kleinste Einheiten die Atome sind. Die Atome sind durchaus nicht unteilbar und strukturlos, sondern setzen sich aus Kern und Hullenelektronen zusammen. Der Kern seiner­ seits ist aus noch kleineren Bausteinen gefugt, aus Proton en und Neutronen. Elektronen, Protonen und Neutronen sind die gelaufigsten Ver­ treter der Gruppe der Elementarteilchen. Die Elementarteilchen tragen ihren Namen nicht ganz zu recht. Seit etwa zwei Jahr­ zehnten weiB man namlich, daB die meisten von ihnen aus noch kleineren Objekten, den sag. Quarks, aufgebaut sind. Mit den Quarks ist allerdings die vorerst tiefste Strukturschicht der Mate­ rie erreicht. Auch an den graBten Beschleunigeranlagen, den "Mikroskopen" der Elementarteilchenphysik, stellen sich die Quarks bis heute als punktfarmige Teilchen dar, ohne innere Struktur und raumliche Ausdehnung.

In den letzten Jahren sind ein Vielzahl neuer Rechnerstrukturen entstanden. Diese unterscheiden sich sehr stark in der Anzahl der Prozessoren, in den Möglichkeiten der Kommunikation und damit auch in der Leistungsfähigkeit. Für den Benutzer solcher parallelen Architekturen wird es immer schwieriger, seine Probleme effizient auf einem bestimmten System zum Laufen zu bringen. Es genügt nicht mehr, einen Algorithmus für eine Problem­ stellung zu finden und zu programmieren. Der Benutzer muß in Kenntnis der Architektur den Algorithmus finden, der auf der ausgewählten Struktur eine effiziente Behandlung der Problemstellung gewährleistet. Es wird immer klarer, daß die Architektur, die Kommunikation und der gewählte Algorithmus als Einheit zu sehen sind. Dieses Buch soll sowohl dem Studenten als auch dem Praktiker eine Einführung in die Hard- und Software von Parallelrechnerarchitekturen geben und ihm ein Gefühl für das notwendige Zusammenspiel der Komponenten Architektur, Kommunikation und Algorithmus vermitteln. Es werden Grundkenntnisse in Rechnerarchitektur und Linearer Algebra für das Verständnis dieses Buches voraus­ gesetzt. VI Mein besonderer Dank gilt den Professoren Dr. U. Herzog, Dr. W. Händler und Dr. W.D. Geyer, die diese Arbeit begutachtet haben. Mein Dank gilt insbesondere auch Frau ehr. Moog, die mit großer Geduld die Bilder für dieses Buch gezeichnet hat. Letztlich gilt mein Dank auch den Herausgebern der Reihe "Leitfäden und Monographien der Informatik" sowie dem Teubner-Verlag, die die Herausgabe dieses Buches ermöglichten.

Unter "Supramolekularer Chemie" versteht man die "Chemie über das einzelne Molekül hinaus", das Zusammenwirken mehrerer Moleküle. Molekulare Erkennung und nichtkovalente Wechselwirkungen führen zu Molekülaggregaten und -verbänden. Die vorliegende 2. Auflage wurde an vielen Stellen verbessert und um die Kapitel Calixarene, Porphyrine als Wirtverbindungen, Langmuir-Blodgett-Filme, Organische Verbindungen mit nichtlinearen optischen Eigenschaften, Chemische Sensoren erweitert. Zahlreiche neue Literaturzitate wurden ergänzt.