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TR-95-05
Seit 1991 verfolgt die Berliner Wissenschaft verstärkt das Ziel, ihre Einrichtungen untereinander breitbandig mit Transferraten oberhalb von 34 Mb/s in Glasfasertechnik zu vernetzen. Im ersten Halbjahr 1995 ist es gelungen, die erste Stufe des Berliner Breitbandnetzes für die Wissenschaft ({\it Berlin Research Area Information Network - BRAIN}) aufzubauen. Dieser Bericht beschreibt die verschiedenen Phasen der Vernetzung der Wissenschaftseinrichtungen Berlins von den Anfängen im Jahre 1975 über die Planungen zum Breitbandnetz ab 1991 und die Realisierungsschritte durch die erfolgreiche Zusammenarbeit mit dem Landesamt für Informationstechnik Berlin (LIT) insbesondere bei der Verwendung von Glasfaserleitungen des Landes. Weiterhin werden der Aufbau des Berlin Regional Testbed in seiner Realisierung einschliesslich seiner Anwendungsprojekte mit Stand Juni 1995 und sodann die Pläne der Berliner Wissenschaftseinrichtungen für die zukünftige breitbandige Vernetzung einer Vielzahl von Standorten als allumfassendes Berlin Research Area Information Network dargestellt.
TR-95-04
KASKADE 3.0 was developed for the solution of partial differential equations in one, two, or three space dimensions. Its object-oriented implementation concept is based on the programming language C++$\,$.~Adaptive finite element techniques are employed to provide solution procedures of optimal computational complexity. This implies a posteriori error estimation, local mesh refinement and multilevel preconditioning. The program was designed both as a platform for further developments of adaptive multilevel codes and as a tool to tackle practical problems. Up to now we have implemented scalar problem types like stationary or transient heat conduction. The latter one is solved with the Rothe method, enabling adaptivity both in space and time. Some nonlinear phenomena like obstacle problems or two-phase Stefan problems are incorporated as well. Extensions to vector-valued functions and complex arithmetic are provided. %Such free boundary problems ... We have implemented several iterative solvers for both symmetric and unsymmetric systems together with multiplicative and additive multilevel preconditioners. Systems arising from the nonlinear problems can be solved with lately developed monotone multigrid methods. %An object-oriented concept was chosen for KASKADE~3.0, based on the programming %language C++$\,$. This should provide the desired extensibilty and clearly %reflect the structure of the code. %A direct sparse matrix solver (Harwell MA28) is included.
TR-95-03
In this report, we present a collection of new REDUCE packages that recently have been developed. These are the packages {\tt FPS}, {\tt ZTRANS}, {\tt RESIDUE} and {\tt TRIGSIMP} on the following topics: \begin{itemize} \item[] FPS Calculation of differential equations and formal power series representations, in particular for orthogonal polynomials and special functions of the hypergeometric type. \item[] ZTRANS Calculation of the Z-Transformation and its inverse. % to be used for the solution of linear recurrence equations. \item[] RESIDUE Calculation of residues of meromorphic functions. \item[] TRIGSIMP Simplification of expressions involving trigonometric and hyperbolic functions. \end{itemize} % These packages can be obtained via anonymous {\tt ftp} from % {\tt } in the directories {\tt ..}, ) For each of these packages, a description in form of a \LaTeX\ file is distributed together with the package. These documentations are collected here. In a final chapter, we show how to solve some difficult problems with these packages, and how they usefully can be combined.
TR-95-02
TR-95-01
Durch extrem steigende Preise für traditionelle wissenschaftliche Zeitschriften bei gleichzeitiger Stagnation der Bibliotheksetats an den Hochschulen und bei weltweit weiterhin anwachsenden Forschungsleistungen ist die adäquate Versorgung der Wissenschaften mit relevanter Literatur gefährdet. Dokumentenliefersysteme werden vielerorts als Lösung dieser ``Bibliothekskrise'' propagiert. Dieser Weg ist für den derzeitigen Literaturversorgungsmarkt sinnvoll, aber er bietet keine langfristig stabile Lösung. Wenn die Grundversorgung der Bibliotheken weiter schrumpft, wird Dokumentenlieferung in der zur Zeit üblichen bzw. geplanten Form die Kosten nur noch zusätzlich in die Höhe treiben. Wir plädieren in diesem Aufsatz für einen grundsätzlich neuen Ansatz. Wir sind der Meinung, da\ss{} einzig der Übergang auf elektronische Medien eine bezahlbare, umfassende und benutzerfreundliche Versorgung der Wissenschaftler mit Literatur sichern kann. Wir zeigen -- unter anderem anhand elektronischer Zeitschriften -- wie zum Beispiel durch Kooperation von Bibliotheken mit Fachbereichen und wissenschaftlichen Gesellschaften neue Wege der Informationsversorgung beschritten werden können. Dieser Vorschlag einer neuen Organisation des wissenschaftlichen Publikationswesen erfordert Umdenken in vielen Bereichen. Neue Organisationsformen sind erforderlich, Rechte müssen anders verteilt, Aufgaben auf andere Schultern geladen werden. Die Bibliotheken werden besonders betroffen sein. Aber für sie ist die konsequente Nutzung der sich rasch ausbreitenden Informationstechnik (darunter verstehen wir u. a. globale elektronische Netze, leistungsfähige Rechner, kostengünstige Speichermedien, benutzerfreundliche Such- und Retrieval-Systeme, Entwicklung weltweit akzeptierter Datenformate) eine wirkliche und möglicherweise die einzige Chance, ihrem Auftrag zur umfassenden Versorgung der Wissenschaften mit Literatur zu gesamtwirtschaftlich niedrigen Kosten weiterhin nachzukommen. Au\ss{}erdem bietet die Bereitstellung und Archivierung wissenschaftlicher Literatur auf elektronischem Wege bedeutende Vorteile gegenüber der traditionellen Dokumentation auf Papier, die im übrigen, falls erwünscht, weiterhin betrieben werden kann.
TR-94-10
The first part of the report contains a lecture presented at ``Scientific Computing in der Theoretischen Physik'', a workshop organized by the DMV-Fachgruppe Scientific Computing in cooperation with the GAMM-Fachauschuß Scientific Computing at Freie Universit{ä}t Berlin in March 1994. To complete this lecture, a slightly modified version of TR 93-12 is appended.
TR-94-09
This article describes the REDUCE package ZEILBERG implemented by Gregor Stölting and the author. The REDUCE package ZEILBERG is a careful implementation of the Gosper (The sum package contains also a partial implementation of the Gosper algorithm.) and Zeilberger algorithms for indefinite, and definite summation of hypergeometric terms, respectively. An expression $a_k$ is called a {\sl hypergeometric term} (or {\sl closed form}), if $a_{k}/a_{k-1}$ is a rational function with respect to $k$. Typical hypergeometric terms are ratios of products of powers, factorials, $\Gamma$ function terms, binomial coefficients, and shifted factorials (Pochhammer symbols) that are integer-linear in their arguments.
TR-94-08
\begin{footnotesize} \noindent Combining electronic specialized information, such as electronic information retrieval from central databases, with the new means of communication opens up new perspectives for mathematics in Germany. Based on the current Fachinformationsprojekt (Specialized Information Project) run by the Deutsche Mathematiker-Vereinigung (DMV) and supported by the Federal Minister for Research and Technology (BMFT), the DMV is planning a new infrastructure activity for mathematics. This activity will not only include mathematical university departments and research institutes, but also partners from mathematical research laboratories in industry as well as suppliers of mathematical information, in particular, scientific publishing houses, the Technical Information Library (TIB) Hannover, university libraries and -- last but not least -- the Fachinformationszentrum (FIZ) Karlsruhe with the Zentralblatt für Mathematik. \noindent On the technical basis of the Internet and its worldwide information services (Gopher, WAIS, World Wide Web, Hyper-G, ftp and e-mail), a distributed mathematical information system is to be created, whose partners make their local resources available both to other partners and to the worldwide Internet community. These aims can be achieved by means of the consequent use of software that is structured according to the client-server model and distributed and accepted within the Internet. \noindent Providing the technical equipment, however, is by far not enough. Without the creation of a personal, technical and organizational infrastructure, realization of such a project will not be possible. For every partner the realization of the following measures is envisaged:\\[-7mm] \noindent \end{footnotesize} \begin{small} \begin{itemize} \item[*] Establishing an Information Coordinator\/ at every participating institution\\[-8mm] \item[*] Creation of a Forum for Mathematical Information\/\\[-8mm] \item[*] Installation and maintenance of Mathematical Information Stations\/\\[-8mm] \item[*] Participation in national and international Standardization Activities\/\\[-8mm] \item[*] Regular workshops and training courses, public relations\\[-7mm] \end{itemize} \noindent The following activities (carried out by all partners or within pilot projects by special groups) focusing on mathematical and mathematics-related information are planned:\\[-7mm] \noindent \begin{itemize} \item[*] Set up of Electronic Information Systems\/ by all partners \\[-8mm] \item[*] Distributed\/ electronic offer of Preprints\/ and scripts (full texts) by all partners\\[-8mm] \item[*] Distributed\/ electronic offer of Software and Data Collections\/ by all partners\\[-8mm] \item[*] Access to Global Information Systems in Mathematics\/\\[-8mm] \item[*] Organization of a Living Museum of Mathematics\/\\[-8mm] \item[*] Access to {\it Electronic Library Catalogs,}\/ esp.~to libraries of university departments\\[-8mm] \item[*] Electronic offer of Scanned Historical Books and Documents\/\\[-8mm] \item[*] Creation and management of Electronic Mathematical Journals\/\\[-8mm] \item[*] Creation of a framework for various kinds of Electronic Reviewing\/\\[-8mm] \item[*] Testing of new methods for Electronic Document Delivery\/\\[-8mm] \item[*] Electronic Project Organization\/\\[-7mm] \end{itemize} \noindent \end{small} \begin{footnotesize} The project aims, at its beginning, at the creation of an information infrastructure for database retrieval, e-mail, electronic conferencing and subject-specific information networks. Its focus is on mathematics in Germany. The general scope, however, is broader. The project is open for discussion, coordination, and cooperation with partners in other areas of science, industry or in other countries. It is also hoped that this project may form an example along which other models of electronic information and communication can be developed. Moreover, the project is also meant to enhance the offer from German mathematics to the worldwide "give and take" within the Internet community. \end{footnotesize}
TR-94-07
Die Kombination von elektronischer Fachinformation mit den neuen Mitteln der Kommunikation eröffnet neue Perspektiven für die Mathematik in Deutschland. Aufbauend auf das laufende, BMFT-geförderte Projekt ``Fachinformation'' der Deutschen Mathematiker-Vereinigung (DMV) plant die DMV eine Querschnittsaktivität für die Mathematik. Diese soll nicht nur die mathematischen Fachbereiche und Forschungsinstitute einbeziehen, sondern auch mathematische Forschungslabors aus der Industrie und die Informationsversorger der Mathematik, insbesondere die wissenschaftlichen Verlage, die TIB Hannover, die Bibliotheken der Universitäten und \mbox{-- nicht zuletzt --} das FIZ Karlsruhe mit dem Zentralblatt für Mathematik. \noindent Auf der technischen Grundlage des Internet und seiner weltweit verbreiteten Informationsdienste (Gopher, WAIS, WorldWideWeb, Hyper-G, ftp und E-mail) soll ein verteiltes, mathematisches Informationssystem geschaffen werden, bei dem die Partner des gemeinsamen Vorhabens ihre örtlichen Ressourcen untereinander und zugleich weltweit verfügbar machen. Diese Ziele sind durch konsequenten Einsatz von Software erreichbar, die nach dem Client-Server-Modell strukturiert und die im Internet verbreitet bzw.~anerkannt ist. \noindent Die Bereitstellung von Technik reicht keineswegs aus. Ohne die Schaffung einer personellen, organisatorischen und technischen Infrastruktur ist die Durchführung eines solchen Projekts nicht möglich. Als Massnahmen sind - für alle Partner - geplant: \hspace*{2mm} * Schaffung der Funktion des Informationsbeauftragten \hspace*{2mm} * Einrichtung eines gemeinsamen ``Forums für mathematische Information'' \hspace*{2mm} * Errichtung und Betreuung von mathematischen Informationsstationen \hspace*{2mm} * Teilnahme an nationalen und internationalen Standardisierungsmassnahmen \hspace*{2mm} * Workshops und regelmässige Schulungen, Öffentlichkeitsarbeit \noindent Als Aktivitäten - mit Focus auf mathematische Fachinformation - sind folgende Teilaufgaben und Pilotvorhaben bei allen Partnern geplant: \hspace*{2mm} * Einrichtung von elektronischen Informationssystemen \hspace*{2mm} * Verteiltes elektronisches Angebot von Preprints und Skripten (Volltexte) \hspace*{2mm} * Verteiltes elektronisches Angebot von Software- und Datensammlungen \hspace*{2mm} * Zugriff auf globale Informationssysteme in der Mathematik \hspace*{2mm} * Organisation eines Lebenden Mathematischen Museums \hspace*{2mm} * Zugriff auf elektronische Kataloge von Bibliotheken, insbesondere Fachbereichsbibliotheken \hspace*{2mm} * Schaffung eines organisatorischen Rahmens für elektronische mathematische Journale \hspace*{2mm} * Elektronisches Angebot von eingescannten historischen Dokumenten und Büchern \hspace*{2mm} * Schaffung einer Organisationsform für elektronisches Reviewing \hspace*{2mm} * Erprobung von Verfahren zur elektronischen Lieferung von Dokumenten \hspace*{2mm} * Elektronische Projektorganisation \noindent Das Vorhaben zielt ab auf die Schaffung einer informationstechnischen Infrastruktur für Datenbank-Retrieval, E-mail, ``Electronic Conferencing'' und fachspezifische Informationsnetze in exemplarischer Form für Wissenschaft und Industrie - auch für andere Fachgebiete.
TR-94-06
The power of the symbolic math system {\small REDUCE} for solving large and difficult problems in science and engineering is demonstrated by a set of model problems. These include algebraic equation solving, formal variable elimination, formal power series, symbolic treatment of differential equations and applications from theoretical physics.