ZIB-Report
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TR–96–08
Dieser Bericht beschreibt die Ergebnisse eines Anwendungsprojektes, das parallel zum Aufbau des Berliner Hochgeschwindigkeitsdatennetzes (Berlin Regional Testbed) am ZIB durchgeführt wurde. Es werden allgemeine Werkzeuge und anwendungsspezifische Arbeitsumgebungen zur netzverteilten Visualisierung und Simulation vorgestellt. Die allgemeinen Werkzeuge unterstützen folgende Aufgaben: Kopplung von Simulationen auf (Hochleistungs-)Rechnern an lokale Grafikarbeitsplätze, objektorientierte und verteilte Visualisierung, Remote-Videoaufzeichnung, Bilddatenkompression und digitaler Filmschnitt. Die spezifischen Arbeitsumgebungen wurden für Aufgaben aus den Bereichen Numerische Mathematik, Astrophysik, Strukturforschung, Chemie, Polymerphysik und Strömungsmechanik entwickelt.
07-09
Bessel'scher Irrgarten
(2007)
Dieser Artikel berichtet über eine erfolgreiche Schüleraktivität, die seit Jahren am Zuse-Institut Berlin (ZIB) bei Besuchen von Schülergruppen erprobt und verfeinert worden ist. Das hier zusammengestellte Material ist gedacht als Basis für eine Unterrichtseinheit in Leistungskursen Mathematik an Gymnasien. Inhaltlich wird von einem zwar für Schüler (wie auch Lehrer) neuen, aber leicht fasslichen Gegenstand ausgegangen: der Drei-Term-Rekursion für Besselfunktionen. Die Struktur wird erklärt und in ein kleines Programm umgesetzt. Dazu teilen sich die Schüler selbstorganisierend in Gruppen ein, die mit unterschiedlichen Taschenrechnern "um die Wette" rechnen. Die Schüler und Schülerinnen erfahren unmittelbar die katastrophale Wirkung von an sich kleinen'' Rundungsfehlern, sie landen -- ebenso wie der Supercomputer des ZIB -- im Bessel'schen Irrgarten''. Die auftretenden Phänomene werden mathematisch elementar erklärt, wobei lediglich auf das Konzept der linearen Unabhängigkeit zurückgegriffen wird. Das dabei gewonnene vertiefte Verständnis fließt ein in die Konstruktion eines klassischen Algorithmus sowie eines wesentlich verbesserten Horner-artigen Algorithmus.
07-06
Die Zentrale des Kooperativen Bibliotheksverbunds Berlin-Brandenburg (KOBV) betreibt seit Januar 2004 das KOBV-Portal, in dem u.a. vielfältige Open-Linking-Dienste eingebunden sind. Dieser Beitrag erläutert Open-Linking allgemein und stellt die KOBV spezifischen Dienste im Detail vor. Dabei wird auch die Zugriffsentwicklung auf die KOBV-Open-Linking-Dienste evaluiert. Ein Ergebnis ist, dass signifikante Steigerungen der Nutzung erst dann bewirkt werden, wenn Maßnahmen durchgeführt werden, die erstens die Open-Linking-Dienste stärker ins Bewusstsein der NutzerInnen rücken und zweitens den Weg dorthin im KOBV-Portal verkürzen. Vor allem muss ein schneller Weg zu den Open-Linking-Diensten gewährleistet sein, um die Nutzung deutlich zu steigern. Um zusätzlich den Bekanntheitsgrad der Open-Linking-Dienste bundesweit zu erhöhen, regt die KOBV-Zentrale andere Bibliotheken und Verbünde dazu an, analoge Open-Linking-Dienste einzurichten. Auf diese Weise wird die Handhabung von Open-Linking selbstverständlicher.
06-40
Wir erleben zu Beginn des aufkommenden Informationszeitalters mit dem Siegeszug von Google und anderen Internet-Technologien einen Wandel im Verhalten von Wissenschaftlern und Studenten, der mit dem Einsatz von {\sl Google Scholar} und {\sl Google Book Search} einen Paradigmenwechsel für Bibliotheken und Informationsversorger gleichkommt. Der Artikel untersucht die technischen Hintergründe für den Erfolg dieser besonderen Art des Information Retrievals: Fulltext Indexing und Citation Ranking als besondere Form des Information Minig. Er diskutiert Stärken und auch Schwächen des Google-Ansatzes. Der Autor stellt sich auch der Frage, unter welchen Bedingungen es möglich ist, ein zu {\sl Google Scholar} und der {\sl Google Book Search} konkurrenzfähiges Retrieval in der Landschaft der Bibliotheken und Bibliotheksverbünde zu entrichten. Die These ist, dass dieses unter Einsatz des {\sl Open Source} Indexierers {\sl Lucene} und des Web-Robots {\sl Nutch} möglich ist. Bibliotheken können durch gezielten Einsatz solcher Internet-Technologien dem Nutzer die Leistungen, welche Google uns mit seinen Tools im {\sl Visible Web} und mit Referenzen auf {\sl Citations} in der Welt der Literatur zur Verfügung stellt, in vergleichbarer Art auch für ihre eigenen durch Lizenzen geschützten digitalen Journale und ihre speziellen lokal verfügbaren Ressourcen, auf die Internet-Suchmaschinen keine Zugriff haben, anbieten. Es besteht die Hoffnung, dass Nutzer dann nicht - wie in einer kürzlichen Studie des OCLC konstatiert - überwiegend im Internet verbleiben, sondern bei ihrer Suche auch den Weg zu den Angeboten der örtlichen Bibliothek attraktiv finden.
06-34
Das deutschsprachige Bibliothekswesen verfügt mit den \glqq Regeln für den Schlagwortkatalog \grqq (RSWK) unter Verwendung der \glqq Schlagwortnormdatei \grqq (SWD) über ein Instrumentarium, welches zusammen mit einem \glqq Faceted Browsing \grqq das bisher bestehende Angebot für ein Information Retrieval optimal ergänzen kann. Die Verbindung zwischen Standardvokabular (SWD) und Kettenbildung (RSWK) einerseits und eine nach Facetten-Eigenschaften gegliederte Navigation andererseits unterstützt bestmöglich eine inhaltlich bezogene Recherche. Die Stärken und Schwächen der RSWK/SWD werden erörtert und auch Klassifikationen (DDC und RVK) als mögliche Facetten diskutiert.
06-28
"`Volkssport Sudoku"' titelt der Stern in seiner Ausgabe vom 24. Mai2006. In der Tat traut sich derzeit kaum noch eine Zeitung, ohne Sudoku zu erscheinen. Die Begeisterung am Lösen dieser Zahlenrätsel offenbart eine unvermutete Freude am algorithmischen Arbeiten. Mathematisch kann man Sudokus als lineare diophantische Gleichungssysteme mit Nichtnegativitätsbedingungen formulieren. Solche ganzzahligen linearen Programme sind die wichtigsten Modellierungswerkzeuge in zahlreichen Anwendungsgebieten wie z.B. der Optimierung von Telekommunikations- und Verkehrsnetzen. Moderne Verfahren zur Lösung dieser Optimierungsprobleme sind durch Sudokus allerdings deutlich weniger zu beeindrucken als Zeitungsleser.
06-21
Ein gemischt-ganzzahliges lineares Optimierungsmodell für ein Laserschweißproblem im Karosseriebau
(2006)
Wir beschäftigen uns mit dem Problem der Betriebsplanung von Laserschweißrobotern im Karosseriebau. Gegeben ist eine Menge von Schweißnähten, die innerhalb einer Fertigungszelle an einem Karosserieteil gefertigt werden müssen. Die Schweißnähte werden durch mehrere parallel betriebene Roboter bearbeitet. Die Aufgabe besteht darin, für jeden Roboter eine Reihenfolge und eine zeitliche Koordinierung seiner Bewegungen zu finden, so dass alle Schweißnähte innerhalb der Taktzeit der Fertigungszelle bearbeitet werden und so wenig Laserquellen wie möglich eingesetzt werden. Dabei müssen einige Nebenbedingungen berücksichtigt werden. Für dieses spezielle Schweißproblem haben wir eine Formulierung als gemischt-ganzzahliges lineares Programm entwickelt, welches sich für die untersuchten praktischen Fälle sehr schnell lösen lässt.
05-60
Die Functional Requirements for Bibliographic Records, kurz FRBR, sind eine Empfehlung der International Federation of Library Associations and Institutions (IFLA) von 1998 zur Neustrukturierung von Bibliothekskatalogen. Mit den FRBR wird ein logisches Denkmodell für bibliografische Beschreibungen vorgelegt. Die Diskussion über dieses Modell befindet sich im deutschsprachigen Raum - anders als im angloamerikanischen - noch in den Anfängen. Dem möchte dieser Aufsatz entgegen wirken, indem die Frage gestellt wird, inwieweit sich die logisch gedachten FRBR-Einheiten in den existierenden Daten wieder finden lassen. Dazu werden die Entitäten mit den dazugehörigen Attributen dem in der Bibliothekswelt Deutschlands und Österreichs üblichen MAB-Format (Maschinelles Austauschformat für Bibliotheken) gegenübergestellt und auf ihre Kompatibilität hin untersucht. Die Autoren sind Mitglieder der überregionalen {\glqq}Expertengruppe Datenformate{\grqq}, in der Formatfragen, die das Bibliothekswesen betreffen, diskutiert werden, insbesondere aber das MAB-Format gepflegt wird.
05-59
KOBV-Volltextserver - Langfristiger Zugriff auf Kluwer-, Springer- und Elsevier-Zeitschriften
(2005)
Seit einigen Jahren lizenzieren Bibliotheken mit erheblichem finanziellen Aufwand elektronische Zeitschriften. Anders als bei einer Papierausgabe ist der dauerhafte Zugriff auf die bezahlten Dokumente allerdings nicht garantiert: Die e-Zeitschriften liegen auf dem Verlagsserver, und der Verlag schaltet den Zugriff (meist IP-Range des Campus) auf seinem Server frei. Wird der Zugriff von Verlagsseite abgeschaltet, erlöschen sämtliche Zugriffsrechte, auch auf die in der Vergangenheit lizenzierten und bezahlten Zeitschriften. Auf die neuen Abonnementbedingungen hat das Friedrich-Althoff-Konsortium (FAK) reagiert und in seinen Vertr"agen den Erwerb der Archivdaten beim Auslaufen eines Vertrages festgeschrieben. Im Rahmen eines Projektes baut die KOBV-Zentrale einen Zeitschriftenserver auf, um den Zugriff auf die lizenzierten elektronischen Zeitschriften auch nach Ablauf der Lizenzverträge zu gewährleisten. Den Grundstock bilden die vom FAK in den Jahren 1997-2003 lizenzierten elektronischen Zeitschriften der Verlage Kluwer Academic Press, Springer und Elsevier - ein Volumen von rund 1.600 Zeitschriftentiteln mit knapp 1.400.000 Artikeln. Beim Aufbau des Zeitschriftenservers kommt der vertraglich-organisatorischen Komponente eine ebenso wichtige Rolle zu wie der technischen Realisierung. Hier hat die KOBV-Zentrale ein transparentes Verfahren konzipiert und umgesetzt, um für die Verlage die notwendige Vertrauensbasis zu schaffen und gleichzeitig den Einrichtungen ihren berechtigten Zugriff auf die Zeitschriften-Volltexte zu sichern. Die Zeitschriftenartikel werden sowohl im Rahmen des KOBV-Volltextservers, einem neuen Internet-Dienst der KOBV-Zentrale, zugänglich gemacht - volltext-indiziert mit der Suchmaschine Swish-e - als auch integriert in die Metadatensuche und den Open-Linking-Dienst des KOBV-Portals. Während die Metadatenrecherche und die Sicht auf die Abstracts für alle offen sind, ist der Zugriff auf die Artikel-Volltexte auf die an den Verträgen beteiligten Einrichtungen beschränkt. Dazu wurde ein Authentifizierungsverfahren auf der Basis von IP-Ranges eingerichtet. Der vorliegende Text ist die schriftliche Fassung eines gleichnamigen Vortrages auf der ASpB-Tagung 2005 \glqq Spezialbibliotheken zwischen Auftrag und Ressourcen{\grqq} der Arbeitsgemeinschaft der Spezialbibliotheken, die vom 06.-09. September 2005 in der Technischen Universität München stattfand.
05-58
Was Komplexität ist, weiß niemand so richtig. In vielen Wissenschaftsgebieten wird der Begriff Komplexität verwendet, überall mit etwas anderer Bedeutung. Mathematik und Informatik hab en eine eigene Theorie hierzu entwickelt: die Komplexitätstheorie. Sie stellt zwar grundlegende Begriffe bereit, aber leider sind die meisten wichtigen Fragestellungen noch ungelöst. Diese kurze Einführung konzentriert sich auf einen speziellen, aber bedeutenden Aspekt der Theorie: Lösbarkeit von Problemen in deterministischer und nichtdeterministischer polynomialer Zeit. Hinter der für Uneingeweihte etwas kryptischen Frage "P = NP?" verbirgt sich das derzeit wichtigste Problem der Komplexitätstheorie. Anhand dieser Fragestellung werden einige Aspekte der Theorie erläutert und formell erklärt, was "P = NP?" bedeutet. Es geht nicht nur um komplizierte algorithmische Mathematik und Informatik, sondern um grundsätzliche Fragen unserer Lebensumwelt. Kann man vielleicht beweisen, dass es für viele Probleme unseres Alltags keine effizienten Lösungsmethoden gibt?