31 research outputs found

    Lernen, Lehren und Forschen in einer digital geprägten Welt. Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik. Jahrestagung in Aachen 2022

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    Die Tagung der Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik (GDCP) fand vom 12. bis zum 15. September 2022 an der RWTH Aachen statt. Der vorliegende Band umfasst die ausgearbeiteten Beiträge der Teilnehmenden zum Thema: "Lernen, Lehren und Forschen in der digital geprägten Welt"

    Neues aus Wissenschaft und Lehre

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    Das Jahrbuch der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf versteht sich als Forum für den wissenschaftlichen Dialog der Universität zu Zeitfragen, zu aktuellen Problemlagen und Herausforderungen von Wissenschaft und Gesellschaft, als Brücke der Vermittlung zwischen Forschung und Öffentlichkeit sowie als Gedächtnisort der Innovationen und des Fortschritts in Forschung und Lehre der Universität und als Speicher der wissenschafts- und hochschulpolitischen Entscheidungen für strukturelle Weichenstellungen mit Langzeitwirkung. Zielgruppe ist die an den Arbeitsergebnissen in Forschung und Lehre sowie an wissenschaftlichen Entscheidungen der Heinrich-Heine-Universität interessierte Öffentlichkeit. Diese soll über die Dynamik und das sich wandelnde Profil der Fakultäten kontinuierlich informiert und in die Lage versetzt werden, sich intensiver mit neuen Forschungsfragen und -ergebnissen auseinander zu setzen. Es geht vor allem darum, die Be-deutung der Forschung für die verschiedenen Lebensbereiche und damit auch für unsere gesellschaftliche Entwicklung bewusst zu machen. Die Beiträge vermitteln gleichsam als Momentaufnahme einen Ausschnitt aus dem permanenten Prozess des sich verändernden Profils der Fakultäten. Erst eine Folge von Jahrbüchern eröffnet die Chance, die Tiefe des Gesamtprofils auszuloten und dessen Nachhaltigkeit zu erkennen

    Neues aus Wissenschaft und Lehre

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    Das Jahrbuch der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf versteht sich als Forum für den wissenschaftlichen Dialog der Universität zu Zeitfragen, zu aktuellen Problemlagen und Herausforderungen von Wissenschaft und Gesellschaft, als Brücke der Vermittlung zwischen Forschung und Öffentlichkeit sowie als Gedächtnisort der Innovationen und des Fortschritts in Forschung und Lehre der Universität und als Speicher der wissenschafts- und hochschulpolitischen Entscheidungen für strukturelle Weichenstellungen mit Langzeitwirkung. Zielgruppe ist die an den Arbeitsergebnissen in Forschung und Lehre sowie an wissenschaftlichen Entscheidungen der Heinrich-Heine-Universität interessierte Öffentlichkeit. Diese soll über die Dynamik und das sich wandelnde Profil der Fakultäten kontinuierlich informiert und in die Lage versetzt werden, sich intensiver mit neuen Forschungsfragen und -ergebnissen auseinander zu setzen. Es geht vor allem darum, die Be-deutung der Forschung für die verschiedenen Lebensbereiche und damit auch für unsere gesellschaftliche Entwicklung bewusst zu machen. Die Beiträge vermitteln gleichsam als Momentaufnahme einen Ausschnitt aus dem permanenten Prozess des sich verändernden Profils der Fakultäten. Erst eine Folge von Jahrbüchern eröffnet die Chance, die Tiefe des Gesamtprofils auszuloten und dessen Nachhaltigkeit zu erkennen

    Mechanik der Punkte und Punktsysteme

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    Grapevine Trunk Diseases: Epidemiologie und Molekulardiagnose wichtiger Esca-Erreger während der Pflanzguterzeugung

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    Esca gehört weltweit zu den bedeutendsten Holzkrankheiten (engl. grapevine trunk diseases (GTDs)) der Weinrebe. In Europa werden die holzbewohnenden Pilze Phaeomoniella chlamydospora (Pch), Phaeoacremonium aleophilum (Pch) und Fomitiporia mediterranea (Fmed) als Hauptverursacher der Krankheit betrachtet. Bereits junge Rebanlagen und Pflanzgut können von Erregern der Esca betroffen sein. Bisherige Kontrollmöglichkeiten beschränken sich hauptsächlich auf vorbeugende Maßnahmen wie Vermeidung größerer Schnittwunden, Stressreduktion erkrankter Stöcke und Vernichtung von Totholz. Eine biologische Bekämpfung ist mittlerweile prinzipiell möglich, ihre Wirksamkeit ist in der Praxis bislang jedoch nicht eindeutig belegt. In Bezug auf die Befallssituation in Pflanzmaterial, wiesen bisherige Untersuchungen in Deutschland auf Pch als womöglich wichtigsten Verursacher einer Frühinfektion in der Pflanzguterzeugung hin. Ziel dieser Arbeit war daher eine umfassende Erfassung des Vorkommens von Pch und weiterer GTD-Erreger in Rebholz, von potenziellen Infektionsquellen sowie die Bonitur Esca-typischer Symptome in Unterlagen und Edelreiser während der Pflanzgutproduktion; sowohl während der innerbetrieblichen Abläufe als auch in der bisher kaum erfassten Freilandphase. Anhand der gewonnenen Daten sollten schließlich mögliche Kontrollmaßnahmen aufgezeigt werden. Im Zeitraum von 2014 bis 2016 wurden hierfür regelmäßig visuelle Bonituren von Esca-assoziierten Symptomen im Rebholz dreier Rebschulen über den gesamten Pflanzguterzeugungsprozess bis hin zu verkaufsfertigem Pflanzgut durchgeführt. Weiterführende Untersuchungen zum Erregervorkommen mittels nested PCR und Kulturmaßnahmen konzentrierten sich auf das erfahrungsgemäß stärker betroffene Unterlagenholz und beschränkten sich zunächst auf den Erreger Pch. In allen Untersuchungsjahren zeigte sich im Laufe der Pflanzguterzeugung in Edelreisern und Unterlagen eine starke Zunahme des visuellen Befalls. Im Vergleich dazu lagen die PCR- und kultivierungsbasierten Nachweise von Pch im Unterlagenholz wesentlich niedriger, sodass hier eine deutliche Diskrepanz zwischen sichtbarem Befall und der tatsächlichen Erregerpräsenz zu beobachten war. Interessanterweise ließ sich ein anfänglich unberücksichtigter Pilz, Cadophora luteo-olivacea (Clo), der mittlerweile als ein weiterer GTD-Erreger vermutet wird, auffällig häufig aus symptomatischen Unterlagen isolieren. Darauf basierend wurde daher ein multiplex nested PCR-Verfahren entwickelt, das den Nachweis von Pch, Clo sowie Vertretern der Esca-relevanten Gattung Phaeoacremonium (Pm) ermöglicht. Mit diesem Verfahren konnten Pch und Pm spp. im Bereich Unterlagen bei ca. 9% bzw. 15% der Proben festgestellt werden (Durchschnitt aus allen Rebschulen und Untersuchungsjahren), wohingegen Clo mit einer durchschnittlichen Nachweisrate von ca. 78% vergleichsweise sehr häufig nachzuweisen war. Dadurch war es möglich, die bislang beobachteten Unstimmigkeiten zwischen Symptom- und Erregervorkommen großenteils miteinander in Einklang zu bringen. In Bezug auf Pathogenbefall und Holzsymptomatik konnten zu einzelnen Zeitpunkten der Probennahme zwar signifikante Unterschiede zwischen den Rebschulen beobachtet werden, insgesamt stellten sich die Befallssituationen aber recht ähnlich dar.          Im Laufe der Pflanzguterzeugung wurden darüber hinaus Untersuchungen zur Identifikation potenzieller Infektionsquellen vorgenommen. Einbezogen wurden unterschiedliche Tauchbäder und Vortriebsubstrate, Bodenproben aus Freilandflächen sowie dort angebrachte Sporenfallen zur Überwachung des Sporenflugs. Die verwendeten Untersuchungsmethoden umfassten hierbei das multiplex nested PCR-Verfahren und Kultivierungsmaßnahmen. Den Befunden zufolge waren Pch, Pm spp. und Clo sowohl in der Luft als auch in Tauchbädern und Vortriebsubstraten zu finden, wobei Clo in allen Bereichen durchweg dominierte.    Lebendnachweise für Pch und Pm spp. konnten des Weiteren aus Unterlagenholz, für Clo zusätzlich aus Tauchbädern, Vortriebsubstraten und Rebschulboden erbracht werden. Diese entsprachen für Pch und Clo jedoch gerade einmal etwa 9% der Nachweisrate des multiplex nested PCR-Verfahrens, für Pm spp. sogar nur ca. 2%. Die Untersuchungen ermöglichten einen umfassenden und in Teilen bislang unbekannten Einblick in die Befallssituation von Rebenpflanzgut bezüglich Pch und anderen Esca-relevanten Erregern und liefern konkrete Hinweise auf die möglichen Infektionsquellen während der Pflanzguterzeugung. Insgesamt unterstreichen sie die mögliche Rolle von vorinfiziertem Pflanzgut bei der Entstehung und Ausbreitung der Esca-Krankheit.        Im Sinne einer gezielten Kontrolle von Esca und assoziierten Krankheiten bilden die gewonnenen Ergebnisse eine wichtige Grundlage zur Überprüfung der Wirksamkeit und Praxistauglichkeit bereits bestehender bzw. neu zu entwickelnder Bekämpfungsmaßnahmen. &nbsp

    H2-matrix-arithmetic based on low-rank updates

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    Viele naturwissenschaftliche Phänomene lassen sich durch Differential- oder Integralgleichungen beschreiben. Bei typischen Diskretisierungen dieser Probleme entstehen große lineare Gleichungssysteme. Ein häufig verwendeter Ansatz zum Lösen dieser Gleichungssysteme sind iterative Verfahren, die schrittweise die näherungsweise Lösung verbessern. Dabei ist die Verbesserung, die in jedem Schritt erreicht wird, meistens von der Kondition der Systemmatrix abhängig. Deshalb werden zum effizienten Lösen solcher Probleme Vorkonditionierer verwendet, die die Inverse der Systemmatrix approximieren. An dieser Stelle setzt diese Arbeit an, die einen neuen Ansatz für eine approximative Arithmetik für H2-Matrizen vorstellt, mit der robuste Vorkonditionierer konstruiert werden können. Die H2-Matrizen verwenden hierarchische Partitionen der Indexmengen der Matrix, eine hierarchische Blockpartition der Matrix und faktorisierte Niedrigrang-Darstellungen für gewisse Blöcke. Damit erreichen H2-Matrizen einen Speicheraufwand in O(kn), wobei n die Matrix-Dimension und k den Rang der Niedrigrang-Darstellung beschreibt. Der Aufwand für die Matrix-Vektor-Multiplikation besitzt die gleiche Komplexität. Die hierarchische Blockpartition erlaubt es, arithmetische Operationen wie die Inversion oder die Cholesky-Zerlegung auf die Matrix-Matrix-Multiplikation für H2-Matrizen zurückzuführen. Dabei werden die gleichen Ansätze verwendet wie für H-Matrizen, die eine andere Niedrigrang-Darstellung nutzen und einen Speicheraufwand in O(kn log(n)) haben. Die in dieser Arbeit präsentierte Matrix-Matrix-Multiplikation für H2-Matrizen stellt eine Adaption des H-Algorithmus dar, der auf Niedrigrangupdates für H-Matrizen basiert. Die vorgestellten Niedrigrangupdates für H2-Matrizen verwenden eine Adaption eines Rekompression-Algorithmus für H2-Matrizen, die nur einen Teil der Matrix rekomprimiert. Wir untersuchen den Aufwand der Niedrigrangupdates und den entstehenden Approximationsfehler, der durch Fehlertoleranzen gesteuert werden kann. Mit Hilfe des Updates können wir die Arithmetik formulieren, deren Aufwand für Matrix-Produkt, Inversion und Cholesky-Zerlegung in O(k^2n log(n)) liegt. Damit sparen wir wie beim Speicheraufwand einen log(n)-Faktor im Vergleich zu den H-Matrizen ein. Zusätzlich stellen wir eine Variante für das Niedrigrangupdate und das Matrix-Produkt vor, die den Rechenaufwand für dreidimensionale Probleme deutlich reduziert. Als numerische Experimente betrachten wir elliptische partielle Differentialgleichungen und Integralgleichungen. Die Probleme lösen wir mit dem cg-Verfahren, das wir mit Hilfe der approximierten Cholesky-Zerlegung im H2-Matrix-Format vorkonditionieren. Dabei zeigt sich der Vorkonditionierer robust bezüglich der betrachteten Geometrien und für die Differentialgleichung bezüglich springender Koeffizienten.Many processes in nature can be described by differential or integral equations. Typical discretisation schemes lead to large systems of linear equations. Often iterative solvers are used to improve the approximate solution of the system of equations. The improvement in every step depends on the condition of the system matrix. Thus preconditioners which approximate the inverse of the system matrix are applied to solve such problems efficiently. This study presents a new approach for an approximate arithmetic for H2-matrices which allows the construction of robust preconditioners. The H2-matrices use a hierarchical partition of the index sets of the matrix, a block partition of the matrix and factorized low rank representations for certain blocks. Thereby the H2-matrices have a storage requirement in O(kn) with matrix dimension n and rank k for the low rank representations. The matrix-vector multiplication has the same complexity. The hierarchical block partition allows to reduce arithmetic operations like inversion or the Cholesky decomposition to the matrix-matrix multiplication for H2-matrices. The techniques for the reduction are the same as for H-matrices that use another low rank representation and reach a storage requirement in O(kn log(n)). The matrix-matrix multiplication for H2-matrices presented in this study is an adaption of the H-matrix algorithms which are based on low rank updates for H-matrices. The presented low rank updates for H2-matrices are an adaption of a recompression algorithm for H2-matrices which recompresses only a part of the matrix. We will discuss the computing time and the resulting approximation error, which can be controlled by error tolerances. With the help of the updates we can define the arithmetic with computing time in O(k^2n log(n)) for the matrix-matrix multiplikations, the inversions and the Cholesky decompositions. In comparison to H-matrices, we save a factor log(n) for the storage requirement. In addition, we present a variant of the low rank update and the matrix-matrix multiplication which reduces the computing time for three dimensional problem essentially. Numerical experiments are carried out for elliptic partial differential equations and integral equations. We solve the problems with the preconditioned cg-method and use approximated Cholesky decompositions in the H2-matrix format as preconditioners. In the experiments, the preconditioners are robust in respect of the considered geometries and for the differential equation relating to jumping coefficients

    Julius-Kühn-Archiv 443

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    Entwicklung von prozessorientierten Informationssystemen für die industrielle Dienstleistungsbeschaffung

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    In der industriellen Dienstleistungsbeschaffung mangelt es an adäquaten domänenspezifischen Lösungsansätzen für die präzise Modellierung, qualitative und quantitative Analyse und Implementierung elektronischer Geschäftsprozesse in prozessorientierte Informationssysteme. In der vorliegenden Arbeit werden neue Lösungsansätze auf Basis von Methoden, Modellen und E-Business-Lösungen erarbeitet, um die Entwicklung und Gestaltung prozessorientierter Informationssysteme zu verbessern

    Ursprünge und Entwicklungen des Begriffs der gleichmäßigen Konvergenz

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    Viertel K. Ursprünge und Entwicklungen des Begriffs der gleichmäßigen Konvergenz. Bielefeld: Universität Bielefeld; 2012

    Geschachtelte Wurzeln und ihre Elimination

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