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TR-93-08
This report describes the new object oriented implementation of extrapolation codes {\sc Eulex, Eulsim, Difex} for ordinary differential equations. The resulting C++ class library provides a simple and flexible interface to these methods and incorporates advanced features like continuous output and order-stepsize freezing. The interface of the ODE classes allows in particular a user-defined solver for the linear systems occuring in the linearly implicit discretization scheme. The library also provides some classes for numerical objects such as vectors and (full) matrices. Due to the underlying data-view concept it is possible to access substructures without copying. In addition, we included several utility classes such as a timer and a minimal command language that may be useful in other contexts, too.
TR-93-07
In this paper various algorithms for rendering gaseous phenomena are reviewed. In computer graphics such algorithms are used to model natural scenes containing clouds, fog, flames and so on. On the other hand it has become an important technique in scientific visualization to display three dimensional scalar datasets as cloudy objects. Our emphasis is on this latter subject of so-called {\em direct volume rendering}. All algorithms will be discussed within the framework of linear transport theory. The equation of transfer is derived. This equation is suitable to describe the radiation field in a participating medium where absorption, emission, and scattering of light can occur. Almost all volume rendering algorithms can be shown to solve special cases of the equation of transfer. Related problems like the mapping from data values to model parameters or possible parallelization strategies will be discussed as well.
TR-93-06
Lectures on Polytopes.
(1993)
These lecture notes have several aims: \begin{itemize} \item to give an introduction to some basic facts about convex polytopes, with an emphasis on the basic methods that yield them (Fourier-Motzkin elimination, Schlegel diagrams, shellability, Gale transforms and oriented matroids), \item to discuss some important examples and elegant constructions (cyclic and neighborly polytopes, zonotopes, Minkowski sums, permutahedra and associahedra, fiber polytopes, the Lawrence construction) \item and to illustrate why polytope theory is exciting, with highlights like Kalai's new diameter bounds, the construction of non-rational polytopes, the Bohne-Dress tiling theorem, shellability and the upper bound theorem, .... \end{itemize} For several of these topics the decisive break-through is very recent, which suggests that there is much more discovered.
TR-93-05
The KASKADE toolbox defines an interface to a set of C subroutines which can be used to implement adaptive multilevel Finite Element Methods solving systems of elliptic equations in two and three space dimensions. The manual contains the description of the data structures and subroutines. The main modules of the toolbox are a runtime environment, triangulation and node handling, assembling, direct and iterative solvers for the linear systems, error estimators, refinement strategies, and graphic utilities. Additionally, we included appendices on the basic command language interface, on file formats, and on the definition of the partial differential equations which can be solved. The software is available on the ZIB ftp--server {\tt elib} in the directory {\tt pub/kaskade}. TR 93--5 supersedes TR 89--4 and TR 89--05.
TR-93-04
In diesem Aufsatz geben wir einen Bericht über den Stand der elektronischen Fachinformation in der Mathematik in Deutschland. Wir sehen diesen Bereich nicht als ein organisatorisch isoliertes Unterfangen, sondern eingebettet in weltweite Bestrebungen und Entwicklungen in der Informationstechnik, im wissenschaftlichen Publikationswesen und natürlich auch in der Mathematik selber. Unser Artikel endet mit einigen weitreichenden (und einigen Lesern möglicherweise spektakulär erscheinenden) Vorschlägen, die sowohl die Informationsanbieter (wie die Fachinformationszentren und Verlage), die öffentlichen Geldgeber als auch die mathematischen Organisationen (wie z.~B.~ die DMV und die mathematischen Fachbereiche) betreffen. Um den gegenwärtigen Zustand der elektronischen Fachinformation und unsere Gedanken zu diesem Thema adäquat beschreiben zu können, präsentieren wir eine breit angelegte Situationsanalyse. Wir stellen den gegenwärtigen Stand der technologischen Entwicklung im elektronischen Publizieren dar und skizzieren seine Auswirkungen. Wir beschreiben das Feld der Interessen und Kräfte im Bereich des mathematischen Publizierens. Wir geben einen kurzen historischen Abriss der Geschichte der Klassifikation und des Referatewesens und zeigen, wie dieses in die elektronische Fachinformation auf dem Gebiet der Mathematik mündete und dann zum DMV-Projekt Fachinformation führte, das der Anlass zur Abfassung dieses Artikels war. Wir skizzieren die gegenwärtige Rezeption elektronischer Fachinformation in der Mathematik in Deutschland. Ausgehend von einer Darstellung und Bewertung verschiedener Modelle des Referatewesens zeigen wir unter Einbeziehung der vorhandenen technischen Gegebenheiten (elektronische Netze etc.) verschiedene Möglichkeiten zur Liberalisierung und Rationalisierung des weltweiten mathematischen Informationswesens auf. Wir sehen den Austausch von Information in engem Zusammenhang mit dem Austausch von Software im Wissenschaftsbereich und regen auch in diesem Bereich an, internationale Kooperation und Offenheit anzustreben. \originalTeX
TR-93-03
"`Telebus"' ist der soziale Behindertenfahrdienst im Land Berlin. Das Telebus-Forschungsprojekt des Konrad-Zuse-Zentrums für Informationstechnik (ZIB) hat das Ziel, den Fahrdienst (insbesondere die Disposition der Telebusse) zu verbessern, d.h. kundenfreundlicher zu gestalten und gleichzeitig billiger zu machen. In diesem Bericht werden die bisherigen Ergebnisse dargestellt und weitere Möglichkeiten zur Verbesserung des Service und zur Reduzierung der Kosten skizziert. \originalTeX
TR-93-02
The strategy for solving nonlinear equation systems automatically in the computer algebra system REDUCE is described. Kernel of the solver is a factoring Buchberger algorithm. Pre -- and postprocessors enable the use of the Gröbner techniques in a black box manner. In addition to polynomials equations with surds, trigonometric functions and separable transcendental functions are covered.
TR-93-01
GRAZIL ist ein interaktives Programmpaket zur grafischen Darstellung von zwei-dimensionalen Kurvenverläufen. Dem Benutzer stehen zahlreiche Kommandos und ein grafisches User-Interface zum Gestalten des Layouts der Zeichnung zur Verfügung. Die Eingabedaten müssen dem GRAZIL-Eingabe-Format genügen. Somit wird eine hohe Flexibilität und eine gro\"se Bandbreite der Einsatzmöglichkeiten erreicht. GRAZIL wurde mit der grafischen Grundsoftware GKS entwickelt. Dadurch kann ein breites Rechner- und Ausgabegerätespektrum genutzt werden.
TR-92-07
Scientists intending to employ scientific visualization techniques are confronted with the unpleasant task of choosing visualization software that meets their specific needs. A good choice requires consideration of several aspects. Most important are functionality, i.e. the set of supported visual representations, and restrictions due to the user's production environment (i.e. available hardware and software platforms, software compatibility constraints, need of specific input and output formats, network distribution requirements). Crucial are quality demands, ranging from simple graphics for interactive control of simulations, to images of highest quality (glossy prints, slides or video movies) for presentation purposes. Further aspects of consideration are: ease of use, level on which the user is willing to program, portability, conformity to prevalent standards, availability in the world-wide user community, future dissemination, as well as emerging trends in computer graphics and scientific visualization. The aim of this manual is to give a survey on the graphics and visualization software that is currently being provided at ZIB (mainly for internal use). The whole range of computer graphics software relevant in mathematical, natural and technical sciences is covered: image synthesis (basic and higher graphics libraries, plot programs, visualization environments, combined text and drawing programs, renderers), image processing and storage (raster and vector formats, page description languages, raster toolkits for image processing and format conversion), capturing of images as well as printing on paper and recording on photographic film or video tape. This information together with a glossary and recommendations for further reading should help prospective users in getting started and assist them in making good choices of graphics and visualization software.
TR-92-06
Im Bereich der Mathematik entwickelte sich in Deutschland die elektronische Fachinformation in Form der Online-Datenbank MATH und der CD-ROM CompactMATH auf der Grundlage der Arbeiten des Referateorgans "Zentralblatt für Mathematik und Ihre Grenzgebiete". Das "Zentralblatt" fand weithin Anerkennung und Verbreitung. Die Rezeption elektronischer Fachinformation ging jedoch - nicht nur im Bereich der Mathematik - nur zögerlich vonstatten. Die Gründe dafür werden in einer vom Bundesminister für Forschung und Technologie (BMFT) initiierten Studie analysiert. Ein kürzlich von der Deutschen Mathematiker - Vereinigung begonnenes und vom BMFT gefördertes Vorhaben hat die "Verbesserung des benutzerorientierten Zugriffs auf fachspezifische Online-Datenbanken und CD-ROM für Mathematische Institute in der Bundesrepublik Deutschland" zum Ziel. Insgesamt 51 mathematische Fachbereiche und Institute nehmen daran teil. Elektronische Fachinformation soll zu einem festen Bestandteil des methodischen Instrumentariums der wissenschaftlichen Arbeit werden. Diese Schrift soll die Ausgangslage in den Fachbereichen darstellen und die organisatorischen und technischen Infrastrukturmaßnahmen erläutern, mit denen den spezifischen Nutzungshemmnissen begegnet werden soll.