Description
Groe Rechenzentren bieten Computerleistung ber 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 Lsung 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 Erfllung ihrer Aufgaben ein ebenso alltg liches Werkzeug geworden, wie es frher der Rechenschieber war. Manchem Ingenieur oder Naturwissenschaftler fehlen jedoch die notwendigen Kenntnisse und Erfahrungen fr eine computerge rechte Lsung seiner Probleme. Der Besuch eines FORTRAN-Kur ses allein bietet hierzu keine gengende 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 ttigen Ingenieuren die Mglichkeit, 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 Enzyklopdie, eine umfassende Behandlung des Fachgebietes Informatik ist in diesem Rahmen nicht mglich. Die Autoren haben sich zum Ziel gesetzt, dem Leser eine Auswahl von – nach ihrem Ermessen – fr den angesprochenen Leserkreis wichtigen Themen zu bieten. Ich danke den Autoren fr die ausgezeichnete Zusammenarbeit. 1. Einfhrung.- 1.1 Datenbedrfnisse und ihre Befriedigung.- 1.2 Ein einfaches Datenverarbeitungssystem als Denkmodell.- 1.3 Probleme und ihre Lsung.- 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 Einfhrung 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 Optimierungsberlegungen.- 4.6 Datenbanken.- 4.7 Datenschutz und Datensicherheit.- 4.8 Literatur zu Kapitel 4.- 5. Sprachen und Compiler.- 5.1 Hhere 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 Regulre Syntax.- 5.10 Zustandstabellen.- 5.11 Automaten.- 5.12 Syntaxgraphen.- 5.13 Parser.- 5.14 Arithmetische Ausdrcke.- 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 Einflu 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 Funktionsblcke.- 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 Schrittlnge.- 7.5.4 Integrationsmethoden mit variabler Schrittlnge.- 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.
