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Von Zielen und Grenzen der Informatik
Erfolge verbinden und sind identitätsstiftend. Am Beispiel der Computerentwicklung wird skizziert, welchen Weg die Informatik zurückgelegt hat. Dass ihr eine (immer wachsende) Zahl von Fragen zu beantworten bleibt, dabei solch grundlegende wie die Unterscheidung von „Information“ und „Wissen“, wird an Beispielen erläutert. Zu ihrer Lösung ist eine entsprechende Ausbildung erforderlich, die neben (theoretischen) Erkenntnissen vor allem Methoden beinhalten sollte, um zum Verständnis zu führen.
Die Grenzen der Informatik zu kennen, von den „harten“ der Beschränktheit des algorithmisch Ausführbaren bis zu den ethisch bedingten, gehört dazu.
Im Verhältnis zu anderen Wissenschaften und Fächern sollten sie allerdings im Sinne der (englischen) frontiers verstanden werden und – unter Bewahrung der jeweiligen Eigenheiten – als Herausforderung zur Überwindung gesehen werden
RESH. Rechnernetze als Supercomputer und Hochleistungsdatenbanken. Zwischenbericht Oktober 1998
Dieser Zwischenbericht stellt die Ergebnisse der Forschergruppe
RESH im Zusammenhang dar, die in den ersten neun Monaten der
Projektlaufzeit erarbeitet wurden. Dargestellt werden die
Ergebnisse der einzelnen Teilprojekte sowie Ausblicke auf
geplante weitere Arbeitseinheiten.
Am 6. Oktober 1998 wurden diese Zwischenergebnisse in
Kurzvorträgen vorgestellt, um die Aktivitäten der einzelnen
Teilprojekte besser auf einander abzustimmen. Ebenfalls im
Bericht enthalten sind die Poster, mit denen die Forschergruppe
RESH anläßlich des Tags der Informatik am 6. November 1998 ihre
Arbeit der interessierten Ă–ffentlichkeit vorstellte
GrenzĂĽberschreitende Informatik? GI-Jahrestagung 1999, Paderborn, 7. Oktober 1999
Es liegt im Wesen der "Grenze" zu trennen. Grenzen können zu
Klarheit und Sicherheit verhelfen, aber auch einengen und klein
halten. Grenzen zu wahren und zu ver-teidigen, kann ethisch
geboten sein, sie zu überschreiten, Revolutionen auslösen oder
den Weg ins Gelobte Land eröffnen.
Im Bericht wird dargestellt, wie verschiedenartig die unser Fach
charakterisierenden und sich ihm bietenden Grenzen sind. Es
werden Beispiele dafür präsentiert, die aufzei-gen, wie Methoden
und Ergebnisse der Informatik zu GrenzĂĽberschreitungen gefĂĽhrt
haben.
Hinweise darauf, welche Trennungslinien zu ĂĽberqueren Ziel sein
sollte und welche zu respektieren sind, beschlieĂźen den Bericht
Parallele Bewegungsplanung in dynamischen Umgebungen
Dieser interne Bericht gibt einen Ueberblick ueber die aktuellen
Forschungsergebnisse aus dem gleichnamigen Projekt. Hierbei wird das
Problem der praktikablen Bewegungsplanung fuer Industrieroboter in
dynamischen Umgebungen angegangen. Der Grundalgorithmus ohne
wesentliche off-line Berechnungen basiert auf der A*-Suche und arbeitet
im impliziten, diskretisierten Konfigurationsraum. Die Kollisionen
werden im kartesischen Arbeitsraum durch hierarchische
Abstandsberechnung im gegebenen CAD-Modell erkannt. Eine zyklische
Aufteilung des Suchraums auf die einzelnen Prozessoren ermoeglicht eine
gut skalierbare Parallelverarbeitung fuer nachrichten-gekoppelte
Rechnersysteme. Die Leistungsfaehigkeit des Bewegungsplaners wird an
einem Satz von Benchmark-Problemen validiert. Unterstuetzt durch eine
optimale Diskretisierung zeigt der neuartige Ansatz einen linearen
Speedup. Fuer Umgebungen mit unbewegten Hindernissen liegen die
Laufzeiten im Sekundenbereich. Zur weiteren Beschleunigung der
Bewegungsplanung wird erstmalig eine heuristische hierarchische
Suche im impliziten Konfigurationsraum eingefuehrt. Fuer zweidimensionale
Benchmark-Probleme ergibt die Hierarchisierung eine starke Reduktion des
Suchaufwandes
Entwicklung eines Detektorsystems zum schnellen ortsaufgelösten Nachweis von Einzelmolekülen
Es wird die Entwicklung eines Detektorsystem zur räumlich aufgelösten Einzelmoleküldetektion für molekularbiologische Anwendungen beschrieben. Eine etablierte Methode für die Einzelmoleküldetektion stellt die laserinduzierten Fluoreszenz von markierten Biomolekülen in wäßriger Lösung (Fluoreszenz Korrelations Spektroskopie) dar. Basierend auf dieser Methode wurde ein für optische Photonen optimierter doppelseitiger Silizium-Streifendetektor in Kombination mit einem Mikrokanal-Bildverstärker benutzt, um die hohe Orts- und Zeitauflösung zu ermöglichen, die man für den Nachweis der charakteristischen Burst-Signatur eines fluoreszenzmarkierten Biomoleküls benötigt. Die Detektordaten werden mit einer Rate von 4 Millionen Bildern pro Sekunde zu einem speziellen Parallelrechner übertragen, mit dem die Moleküle in Echtzeit verfolgt werden können. Die Funktionalität des Detektorsystems wurde gezeigt und Signale von DNA Molekülen mit 106 Basenpaaren konnten erfolgreich nachgewiesen werden.Development of a detectors system for fast spatials resolved single molecule detection A detector system for spatial resolved single molecule detection in molecular biological applications has been developed. An established method of single molecule detection is based on the detection of laser induced fluorescence of labeled bio-molecules in solution (fluorescence correlation spectroscopy). Based on this method a double-sided silicon micro-strip detector, which has been optimized for optical photons, in combination with a micro-channel image intensifier is used to achieve high spatial and time resolution, providing the sensitivity to detect the characteristic burst signature of fluorescence labeled bio-molecules. The detector data is transferred with a rate of 4 million frames per second to a dedicated parallel computer which does the online tracking of the molecules. The functionality of the detector system has been shown and signals of DNA molecules with 106 base pairs have successfully been detected
Von Zielen und Grenzen der Informatik
Zusammenfassung
Erfolge verbinden und sind identitätsstiftend. Am Beispiel der
Computerentwicklung wird skizziert, welchen Weg die Informatik
zurĂĽckgelegt hat. Dass ihr eine (immer wachsende) Zahl von
Fragen zu beantworten bleibt, dabei solch grundlegende wie die
Unterscheidung von "Information" und "Wissen", wird an
Beispielen erläutert. Zu ihrer Lösung ist eine entsprechende
Ausbildung erforderlich, die neben (theoretischen) Erkenntnissen
vor allem Methoden beinhalten sollte, um zum Verständnis zu
fĂĽhren.
Die Grenzen der Informatik zu kennen, von den "harten" der
Beschränktheit des algorithmisch Ausführbaren bis zu den ethisch
bedingten, gehört dazu.
Im Verhältnis zu anderen Wissenschaften und Fächern sollten sie
allerdings im Sinne der (englischen) "frontiers" verstanden
werden und - unter Bewahrung der jeweiligen Eigenheiten - als
Herausforderung zur Ăśberwindung gesehen werden
Simulierte Welten – die Zukunft im Rechner
Wie kommen die „Kachelmänner“ dieser Welt eigentlich zu ihren detaillierten Vorhersagen? Und warum liegen sie manchmal trotzdem so daneben? Was veranlasst Automobilhersteller, das Ende der Ära des Prototypen anzukündigen? Liegt die wiedergekehrte Ruhe im Mururoa-Atoll wirklich darin begründet, dass man im fernen Paris zur Einsicht gelangt ist? Und wer gibt der Voyager-Sonde ihren merkwürdig anmutenden Weg vor, der sie – obwohl schnurstracks unterwegs in Regionen, die nie ein Mensch zuvor gesehen hat – doch wieder an die Erde heranführt? Das Zauberwort heißt numerische Simulation. Auf leistungsfähigen Großrechnern – seien es klassische Supercomputer oder Cluster aus vernetzten PCs – nachgestellte oder vorausberechnete Phänomene und Prozesse aus Natur-, Ingenieur- oder Wirtschaftswissenschaften spielen in Forschung und Entwicklung eine immer wichtigere Rolle. Dies gilt für die eingangs genannten Beispiele ebenso wie für zahlreiche Anwendungen in der Astrophysik, Halbleiter- und Biotechnologie oder in der Systemdynamik sowie – ganz konkret und für alle T-Geplagten relevant – für Aktienkursprognosen
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