Hybridrechnen

Hybridsysteme entstanden aus dem Bemuhen, die Vorteile analoger und digitaler Rechensysteme zu verbinden. In der Praxis wird dieses Ziel nur teilweise erreicht, insbesondere auf grund der bisher nur recht beschrankten Automatisierbarkeit des Hybridrechenbetriebs. Es ist ein Ziel dieses Buches aufzuzeigen, wie sich durch geeig- nete hardware (automatie patchboard und hybride Rechenkomponenten) und ent- sprechende Hybridprogrammiersysteme der Hybridrechenbetrieb in ahnlicher Weise automatisieren lasst wie es beim Digitalrechner moeglich und ublich ist. Unter dieser Voraussetzung ist die hybride Behandlung einiger wichtiger Problemklassen gunstiger als ihre digitale Loesung. Der Zielsetzung entsprechend wendet sich dieses Buch an Informatiker, Inge- nieure und Mathematiker. Teil I gibt eine Einfuhrung in die vielfaltigen Probleme des Analog/Hybrid- rechnens und dient so zur Vorbereitung der spateren Teile. Der funktionelle Aufbau eines Hybridsystems ist Gegenstand von Teil H. Dabei geht es nicht um technische Einzelheiten, sondern um das Prinzipielle. Teil HI beschreibt die Programmierung eines Hybridsystems. Hierbei wird auch die digitale Simulation kontinuierlicher Sys- teme behandelt, da einerseits Simulationssprachen die Basis fur die modernen Hybrid- sprachen darstellen, andernseits die digitale Simulation als erganzende Alternative zu einer hybriden Loesung stets in die UEberlegungen miteinzubeziehen ist. Teil IV schliesslich behandelt die Anwendungen des Hybridrechnens. Wir besprechen hier nicht etwa die verschiedenen Fachgebiete in denen sich hybride Loesungsverfahren einsetzen lassen, sondern stellen die zugrunde liegenden mathematischen Aufgaben in den Vordergrund. Neben Anfangs-und Randwertaufgaben fur gewoehnliche Diffe- rentialgleichungen untersuchen wir vier Problemkreise: Partielle Differentialglei- chungen, Parameteroptimierung, Funktionaloptimierung (optimale Steuerungen) und stochastische Vorgange.