Informatik für Ingenieure

ISBN-13: 9783540096696 / Niemiecki / Miękka / 1980 / 190 str.

F.L. Nicolet;W. Gander;J. Harms

Opis

Groe Rechenzentren bieten Computerleistung uber Telefonnetz und Terminal. Hersteller bieten, Mini" -Computersysteme, die eben- soviel leisten, wie vor wenigen Jahren groe Rechenanlagen. Be- triebssysteme sind vielseitiger und gleichzeitig einfacher in der Be- dienung geworden. Problemorientierte Programmiersprachen und ganze Programmpakete erleichtern die Losung fachbezogener Pro- bleme in zahlreichen Gebieten. Dies alles hat dazu gefiihrt, da die Benutzung von Computerleistung nicht mehr einigen Computerspe- zialisten vorbehalten bleibt. Vielen Ingenieuren ist heute der Com- puter als Hilfsmittel zur Erfullung ihrer Aufgaben ein ebenso alltag- liches Werkzeug geworden, wie es fruher der Rechenschieber war. Manchem Ingenieur oder Naturwissenschaftler fehlen jedoch die notwendigen Kenntnisse und Erfahrungen fur eine computerge- rechte Losung seiner Probleme. Der Besuch eines FORTRAN-Kur- ses allein bietet hierzu keine genugende Grundlage mehr. Seit 1974 bietet deshalb das Schweizer Kapitel der Association for Computing Machinery (ACM) mit einer Reihe von Kursen und Seminaren den in der Industrie tatigen Ingenieuren die Moglichkeit, ihre Kenntnisse in Informatik zu erweitern. Das vorliegende Werk ist aus dieser Reihe entstanden. Es wendet sich gleichermaen an Studenten von Hochschulen und Ingenieurschulen und an praktizie- rende Ingenieure. Es setzt eine gewisse Programmiererfahrung vor- aus: die Autoren erwarten vom Leser die Kenntnis einer Program- miersprache. Das Buch ist keine Enzyklopadie, eine umfassende Behandlung des Fachgebietes Informatik ist in diesem Rahmen nicht moglich. Die Autoren haben sich zum Ziel gesetzt, dem Leser eine Auswahl von - nach ihrem Ermessen - fur den angesprochenen Leserkreis wichtigen Themen zu bieten. Ich danke den Autoren fur die ausgezeichnete Zusammenarbeit.

Spis treści

1. Einführung.- 1.1 Datenbedürfnisse und ihre Befriedigung.- 1.2 Ein einfaches Datenverarbeitungssystem als Denkmodell.- 1.3 Probleme und ihre Lösung.- 1.4 Schwergewichte der Informatik.- 1.5 Schnelle technische Neuerungen.- 1.6 Nutzen und Aufwand.- 1.7 Spezialisten und Anwender.- 2. Betriebssysteme.- 2.1 Aufgaben und Funktionen von Betriebssystemen.- 2.1.1 Einleitung.- 2.1.2 Das Betriebssystem als Mittler zwischen Benutzer und Maschine.- 2.1.3 Das Betriebssystem als Verwalter der Maschine.- 2.2 Betriebsarten.- 2.2.1 Historische Entwicklung.- 2.2.2 Maschinen ohne Betriebssystem, einfache Betriebssysteme.- 2.2.3 Stapelbetrieb.- 2.2.4 Dialogbetrieb.- 2.2.5 Echtzeitbetrieb.- 2.2.6 Betrieb mit mehreren Benutzern.- 2.3 Datenverwaltung.- 2.3.1 Dateien.- 2.3.2 Programme.- 3. Programmieren.- 3.1 Einleitung.- 3.2 Einführung des Leitbeispiels.- 3.3 Die Elemente einer Programmiersprache.- 3.3.1 Verwaltungsteil.- 3.3.2 Aktionsteil.- 3.3.3 Unterprogramme.- 3.3.4 Strukturart „File“.- 3.4 Fortsetzung des Leitbeispiels.- 3.4.1 Das Detailprogramm.- 3.4.2 Bemerkungen zur Verifikation.- 3.4.3 Zahlenbeispiel.- 3.5 Allgemeine Bemerkungen zur Programmierung.- 3.5.1 „Allgemeinheitsgrad“ eines Programms.- 3.5.2 Rechenzeit contra Speicherplatz.- 3.5.3 Darstellungsprobleme.- 3.6 Literatur zu Kapitel 3.- 4. Daten.- 4.1 Vom Zeichen zur Datei.- 4.2 Sequentielle Datenverarbeitung.- 4.3 Einfache Speicherstrukturen.- 4.4 Zusammengesetzte Speicherorganisation.- 4.5 Optimierungsüberlegungen.- 4.6 Datenbanken.- 4.7 Datenschutz und Datensicherheit.- 4.8 Literatur zu Kapitel 4.- 5. Sprachen und Compiler.- 5.1 Höhere Programmiersprachen.- 5.2 Compiler.- 5.3 Eigenschaften von Sprachen.- 5.4 Formale Sprachen.- 5.5 Scanner.- 5.6 Produktionssysteme.- 5.7 Erzeugung von Zahlen.- 5.8 Analyse.- 5.9 Reguläre Syntax.- 5.10 Zustandstabellen.- 5.11 Automaten.- 5.12 Syntaxgraphen.- 5.13 Parser.- 5.14 Arithmetische Ausdrücke.- 5.15 Stapelautomat.- 5.16 Code-Erzeugung.- 5.17 Verallgemeinerung.- 5.18 Literatur zu Kapitel 5.- 6. Numerik.- 6.1 Das Rechnen in endlicher Arithmetik.- 6.2 Nichtlineare skalare Gleichungen.- 6.3 Lineare Gleichungssysteme.- 6.3.1 Gleichungssysteme mit vollbesetzter unsymmetrischer Matrix.- 6.3.2 Gleichungssysteme mit symmetrischer positiv definiter Matrix.- 6.3.3 Gleichungssysteme mit Bandmatrizen.- 6.3.4 Schwach besetzte Matrizen.- 5.3.5 Einfluß der Rundungsfehler bei linearen Gleichungssystemen.- 6.3.6 Nachiteration.- 6.4 Ausgleichsrechnung (Methode der kleinsten Quadrate).- 6.4.1 Die Normalgleichungen.- 6.4.2 Die Householdfaktorisierung.- 6.4.3 Programmierung der Householdfaktorisierung.- 6.4.4 Pseudoinverse und Inverse der Normalgleichungsmatr.- 6.5 Interpolation und Extrapolation.- 6.5.1 Die Baryzentrische Formel.- 6.5.2 Aitken-Neville-Interpolation.- 6.5.3 Extrapolation zum Schritt h = 0.- 6.6 Spline-Interpolation.- 6.7 Literatur zu Kapitel 6.- 7. Simulationstechnik.- 7.1 Generelle Aspekte.- 7.2 Formalismus und Syntax moderner Simulationssprachen.- 7.2.1 Merkmale moderner Simulatoren.- 7.2.2 Mathematische Formulierung.- 7.2.3 Eingabesprache.- 7.2.4 Funktionsblöcke.- 7.2.5 Struktur, Daten und Kontrollbefehle.- 7.3 Strukturierung von Modellen, dynamische Laufkontrolle.- 7.4 Benutzerfunktionen.- 7.5 Integration.- 7.5.1 Implizite und explizite Integration.- 7.5.2 Prediktor/Korrektor-Verfahren.- 7.5.3 Integrationsmethoden mit fester Schrittlänge.- 7.5.4 Integrationsmethoden mit variabler Schrittlänge.- 7.5.5 Auswahl einer Integrationsmethode.- 7.6 Implizite Funktionen (Algebraische Schleifen).- 7.7 Partielle Differentialgleichungen.- 7.8 Randwertprobleme, Optimierung, Identifikation.- 7.8.1 Randwertprobleme.- 7.8.2 Optimierung.- 7.8.3 Identifikation.- 7.9 Stochastische Prozesse.- 7.9.1 Erzeugung von Zufallszahlen.- 7.9.2 Umformung gleichverteilter Zufallszahlen in solche mit anderer Verteilungsfunktion.- 7.10 Testen von Programmen, zeitliche Fragen.- 7.11 Literatur zu Kapitel 7.