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Description: Was Komplexität ist, weiß niemand so richtig. In vielen Wissenschaftsgebieten wird der Begriff Komplexität verwendet, überall mit etwas anderer Bedeutung. Mathematik und Informatik hab en eine eigene Theorie hierzu entwickelt: die Komplexitätstheorie. Sie stellt zwar grundlegende Begriffe bereit, aber leider sind die meisten wichtigen Fragestellungen noch ungelöst. Diese kurze Einführung konzentriert sich auf einen speziellen, aber bedeutenden Aspekt der Theorie: Lösbarkeit von Problemen in deterministischer und nichtdeterministischer polynomialer Zeit. Hinter der für Uneingeweihte etwas kryptischen Frage "P = NP?" verbirgt sich das derzeit wichtigste Problem der Komplexitätstheorie. Anhand dieser Fragestellung werden einige Aspekte der Theorie erläutert und formell erklärt, was "P = NP?" bedeutet. Es geht nicht nur um komplizierte algorithmische Mathematik und Informatik, sondern um grundsätzliche Fragen unserer Lebensumwelt. Kann man vielleicht beweisen, dass es für viele Probleme unseres Alltags keine effizienten Lösungsmethoden gibt?

Description: This report combines the contributions to INOC 2005 (Wessälly et al., 2005) and DRCN 2005 (Gruber et al., 2005). A new integer linear programming model for the end-to-end survivability concept deman d-wise shared protection (DSP) is presented. DSP is based on the idea that backup capacity is dedicated to a particular demand, but shared within a demand. It combines advantages of dedicated and shared protection: It is more cost-efficient than dedicated protection and operationally easier than shared protection. In a previous model for DSP, the number of working and backup paths to be configured for a particular demand has been an input parameter; in the more general model for DSP investigated in this paper, this value is part of the decisions to take. To use the new DSP model algorithmically, we suggest a branch-and-cut approach which employs a column generation procedure to deal with the exponential number of routing variables. A computational study to compare the new resilience mechanism DSP with dedicated and shared path protection is performed. The results for five realistic network planning scenarios reveal that the best solutions for DSP are on average 15\% percent better than the corresponding 1+1 dedicated path protection solutions, and only 15\% percent worse than shared path protection.

Description: Die Functional Requirements for Bibliographic Records, kurz FRBR, sind eine Empfehlung der International Federation of Library Associations and Institutions (IFLA) von 1998 zur Neustrukturierung von Bibliothekskatalogen. Mit den FRBR wird ein logisches Denkmodell für bibliografische Beschreibungen vorgelegt. Die Diskussion über dieses Modell befindet sich im deutschsprachigen Raum - anders als im angloamerikanischen - noch in den Anfängen. Dem möchte dieser Aufsatz entgegen wirken, indem die Frage gestellt wird, inwieweit sich die logisch gedachten FRBR-Einheiten in den existierenden Daten wieder finden lassen. Dazu werden die Entitäten mit den dazugehörigen Attributen dem in der Bibliothekswelt Deutschlands und Österreichs üblichen MAB-Format (Maschinelles Austauschformat für Bibliotheken) gegenübergestellt und auf ihre Kompatibilität hin untersucht. Die Autoren sind Mitglieder der überregionalen {\glqq}Expertengruppe Datenformate{\grqq}, in der Formatfragen, die das Bibliothekswesen betreffen, diskutiert werden, insbesondere aber das MAB-Format gepflegt wird.

Description: In this paper we consider a simple variant of the Online Dial-a-Ride Problem from a probabilistic point of view. To this end, we look at a probabilistic version of this online Dial-a-Ride problem and introduce a probabilistic notion of the competitive ratio which states that an algorithm performs well on the vast majority of the instances. Our main result is that under the assumption of high load a certain online algorithm is probabilistically $(1+o(1))$-competitive if the underlying graph is a tree. This result can be extended to general graphs by using well-known approximation techniques at the expense of a distortion factor~$O(\log\|V\|)$.

Description: The identification of metastable conformations of molecules plays an important role in computational drug design. One main difficulty is the fact that the underlying dynamic processes take place in high dimensional spaces. Although the restriction of degrees of freedom to a few dihedral angles significantly reduces the complexity of the problem, the existing algorithms are time-consuming. They are based on the approximation of transition probabilities by an extensive sampling of states according to the Boltzmann distribution. We present a method which can identify metastable conformations without sampling the complete distribution. Our algorithm is based on local transition rates and uses only pointwise information about the potential energy surface. In order to apply the cluster algorithm PCCA+, we compute a few eigenvectors of the rate matrix by the Jacobi-Davidson method. Interpolation techniques are applied to approximate the thermodynamical weights of the clusters. The concluding example illustrates our approach for epigallocatechine, a molecule which can be described by seven dihedral angles.

Description: Zahlreiche lokale, nationale und internationale Informationsportale existieren mit zum Teil gleichen Angeboten und Dienstleistungen nebeneinander. Da der Aufbau und Betrieb von Portalen kostspielig ist, sollten die einzelnen Dienstleistungen abgestimmt und sinnvoll untereinander vernetzt werden. Für eine solch anzustrebende Kooperation unter Portalen ist es notwendig, ein jeweils eigenes Portalprofil zu definieren, um bei einer Gegenüberstellung der Profile die Abgrenzungen und Verknüpfungspunkte deutlich werden zu lassen. Die KOBV-Zentrale möchte mit der Profilbeschreibung des KOBV-Portals beginnen und so die eigenen Angebote des regionalen Portals mit denen anderer auf sinnvolle Weise verknüpfen. Für diese Positionsbestimmung werden die Dienstleistungen, die Zielgruppe, die Kriterien für die Ressourcenauswahl sowie die Abgrenzung zu anderen Portalen dargelegt.

Description: Conflict analysis for infeasible subproblems is one of the key ingredients in modern SAT solvers to cope with large real-world instances. In contrast, it is common practice for today's mixed integer programming solvers to just discard infeasible subproblems and the information they reveal. In this paper we try to remedy this situation by generalizing the SAT infeasibility analysis to mixed integer programming. We present heuristics for branch-and-cut solvers to generate valid inequalities from the current infeasible subproblem and the associated branching information. SAT techniques can then be used to strengthen the resulting cuts. We performed computational experiments which show the potential of our method: On feasible MIP instances, the number of required branching nodes was reduced by 50\% in the geometric mean. However, the total solving time increased by 15\%. on infeasible MIPs arising in the context of chip verification, the number of nodes was reduced by 90\%, thereby reducing the solving time by 60\%.

Description: We provide conditions for convergence of polyhedral surfaces and their discrete geometric properties to smooth surfaces embedded in Euclidian $3$-space. The notion of totally normal convergence is shown to be equivalent to the convergence of either one of the following: surface area, intrinsic metric, and Laplace-Beltrami operators. We further s how that totally normal convergence implies convergence results for shortest geodesics, mean curvature, and solutions to the Dirichlet problem. This work provides the justification for a discrete theory of differential geometric operators defined on polyhedral surfaces based on a variational formulation.

Description: The line planning problem is one of the fundamental problems in strategic planning of public and rail transport. It consists in finding lines and corresponding frequencies in a transport network such that a given travel demand can be satisfied. There are (at least) two objectives. The transport company wishes to minimize operating costs, the passengers want to minimize travel times. We propose a n ew multi-commodity flow model for line planning. Its main features, in comparison to existing models, are that the passenger paths can be freely routed and that the lines are generated dynamically. We discuss properties of this model and investigate its complexity. Results with data for the city of Potsdam, Germany, are reported.

Description: Im Rahmen des klassischen Information Retrieval wurden verschiedene Verfahren für das Ranking sowie die Suche in einer homogenen strukturlosen Dokumentenmenge entwickelt. Die Erfolge der Suchmas chine Google haben gezeigt, dass die Suche in einer zwar inhomogenen aber zusammenhängenden Dokumentenmenge wie dem Internet unter Berücksichtigung der Dokumentenverbindungen (Links) sehr ef fektiv sein kann. Unter den von der Suchmaschine Google realisierten Konzepten ist ein Verfahren zum Ranking von Suchergebnissen (PageRank), das in diesem Artikel kurz erklärt wird. % Darüber hinaus wird auf die Konzepte eines Systems namens CiteSeer eingegangen, welches automatisch bibliographische Angaben indexiert (engl. \glqq Autonomous Citation Indexing\grqq, ACI). Letzteres erzeugt aus einer Menge von nicht-vernetzten wissenschaftlichen Dokumenten eine zusammenhängende Dokumentenmenge und ermöglicht den Einsatz von Ranking-Verfahren, die auf den von Google genutzten Verfahren basieren.

Description: A thorough convergence analysis of the Control Reduced Interior Point Method in function space is performed. This recently proposed method is a primal interior point pathfollowing scheme with the special feature, that the control variable is eliminated from the optimality system. Apart from global linear convergence we show, that this method converges locally almost quadratically, if the optimal solution satisfies a function space analogue to a non-degeneracy condition. In numerical experiments we observe, that a prototype implementation of our method behaves in compliance with our theoretical results.

Description: The use of point sets instead of meshes became more popular during the last years. We present a new method for anisotropic fairing of a point sampled surface using an anisotropic geometric mean curvature flow. The main advantage of our approach is that the evolution removes noise from a point set while it detects and enhances geometric features of the surface such as edges and corners. We derive a shape operator, principal curvature properties of a point set, and an anisotropic Laplacian of the surface. This anisotropic Laplacian reflects curvature properties which can be understood as the point set analogue of Taubin's curvature-tensor for polyhedral surfaces. We combine these discrete tools with techniques from geometric diffusion and image processing. Several applications demonstrate the efficiency and accuracy of our method.

Description: In this paper we introduce the fare planning problem for public transport which consists in designing a system of fares maximizing revenue. We propose a new simple general model for this problem. It i s based on a demand function and constraints for the different fares. The constraints define the structure of the fare system, e.g., distance dependent fares or zone fares. We discuss a simple example with a quadratic demand function and distance dependent fares. Then we introduce a more realistic discrete choice model in which passengers choose between different alternatives depending on the numb er of trips per month. We demonstrate the examples by computational experiments.

Description: Can OR methods help the public transport industry to break even? The article gives evidence that there exist significant potentials in this direction, which can be harnessed by a combination of modern mathematical methods and local planning knowledge. Many of the planning steps in public transport are classical combinatorial problems, which can be solved in unprecedented size and quality due the rapid progress in large-scale optimization. Three examples on vehicle scheduling, duty scheduling, and integrated vehicle and duty scheduling illustrate the level that has been reached and the improvements that can be achieved today. Extensions of such methods to further questions of strategic, online, and market-oriented planning are currently investigated. In this way, OR can make a significant contribution to answer the basic but extremely difficult question ``What is a good public transport network?.

Description: Laplace transforms which admit a holomorphic extension to some sector strictly containing the right half plane and exhibiting a potential behavior are considered. A spectral order, parallelizable method for their numerical inversion is proposed. The method takes into account the available information about the errors arising in the evaluations. Several numerical illustrations are provided.

Description: The airline crew scheduling problem deals with the construction of crew rotations in order to cover the flights of a given schedule at minimum cost. The problem involves complex rules for the legality and costs of individual pairings and base constraints for the availability of crews at home bases. A typical instance considers a planning horizon of one month and several thousand flights. We propose a column generation approach for solving airline crew scheduling problems that is based on a set partitioning model. We discuss algorithmic aspects such as the use of bundle techniques for the fast, approximate solution of linear programs, a pairing generator that combines Lagrangean shortest path and callback techniques, and a novel rapid branching'' IP heuristic. Computational results for a number of industrial instances are reported. Our approach has been implemented within the commercial crew scheduling system NetLine/Crew of Lufthansa Systems Berlin GmbH.

Description: The complexity of molecular kinetics can be reduced significantly by a restriction to metastable conformations which are almost invariant sets of molecular dynamical systems. With the Robust Perron Cl uster Analysis PCCA+, developed by Weber and Deuflhard, we have a tool available which can be used to identify these conformations from a transition probability matrix. This method can also be applied to the corresponding transition rate matrix which provides important information concerning transition pathways of single molecules. In the present paper, we explain the relationship between these tw o concepts and the extraction of conformation kinetics from transition rates. Moreover, we show how transition rates can be approximated and conclude with numerical examples.

Description: Die Autoren schreiben dieses Papier aus der eingeschränkten Sicht der Mathematik und der Informationstechnik. Um den speziellen Beitrag dieser Disziplinen überhaupt diskutieren zu können, sehen wir uns jedoch gezwungen, einen Rahmen abzustecken, den wir für das Jahr 2020 vorhersehen -- nach Wahrscheinlichkeit und aus unserem engeren fachlichen Blickwinkel. Vorab bitten wir schon einmal bei den medizinischen Fachleuten um Nachsicht, wenn wir uns in ihrem Revier allzu dillettantisch bewegen. Vielleicht fördert aber auch unser eingeschränkter Blickwinkel ansonsten unbedachte Aspekte zutage -- das hoffen wir zumindest.

Description: We consider nonlinear, scaling-invariant $N=1$ boson$+$fermion supersymmetric systems whose right-hand sides are homogeneous differential polynomials and satisfy some natural assumptions. We select the super-systems that admit infinitely many higher symmetries generated by recursion operators; we further restrict ourselves to the case when the dilaton dimensions of the bosonic and fermionic super-fields coincide and the weight of the time is half the weight of the spatial variable. We discover five systems that satisfy these assumptions; one system is transformed to the purely bosonic Burgers equation. We construct local, nilpotent, triangular, weakly non-local, and super-recursion operators for their symmetry algebras.

Description: We present a branch-and-cut algorithm for the NP-hard maximum feasible subsystem problem: For a given infeasible linear inequality system, determine a feasible subsystem containing as many inequalities as possible. The complementary problem, where one has to remove as few inequalities as possible in order to render the system feasible, can be formulated as a set covering problem. The rows of this formulation correspond to irreducible infeasible subsystems, which can be exponentially many. The main issue of a branch-and-cut algorithm for MaxFS is to efficiently find such infeasible subsystems. We present three heuristics for the corresponding NP-hard separation problem and discuss further cutting planes. This paper contains an extensive computational study of our implementation on a variety of instances arising in a number of applications.

Description: New evolutionary supersymmetric systems whose right-hand sides are homogeneous differential polynomials and which possess infinitely many higher symmetries are constructed. Their intrinsic geometry (symmetries, conservation laws, recursion operators, Hamiltonian structures, and exact solutions) is analyzed by using algebraic methods. A supersymmetric $N=1$ representation of the Burgers equation is obtained. An $N=2$ KdV-component system that reduces to the Burgers equation in the diagonal $N=1$ case $\theta^1=\theta^2$ is found; the $N=2$ Burgers equation admits and $N=2$ modified KdV symmetry. A one\/-\/parametric family of $N=0$ super\/-\/systems that exte nd the Burgers equation is described; we relate the systems within this family with the Burgers equation on associative algebras. A supersymmetric boson$+$fermion representation of the dispersionless Boussinesq equation is investigated. We solve this equation explicitly and construct its integrable deformation that generates two infinite sequences of the Hamiltonians. The Boussinesq equation with dispersion is embedded in a one-parametric family of two-component systems with dissipation. We finally construct a three-parametric supersymmetric system that incorporates the Boussinesq equation with dispersion and dissipation but never retracts to it for any values of the parameters.

Description: In this paper we present a new technique for computing lower bounds for graph treewidth. Our technique is based on the fact that the treewidth of a graph $G$ is the maximum order of a bramble of $G$ minus one. We give two algorithms: one for general graphs, and one for planar graphs. The algorithm for planar graphs is shown to give a lower bound for both the treewidth and branchwidth that is at most a constant factor away from the optimum. For both algorithms, we report on extensive computational experiments that show that the algorithms give often excellent lower bounds, in particular when applied to (close to) planar graphs.

Description: Seit einigen Jahren lizenzieren Bibliotheken mit erheblichem finanziellen Aufwand elektronische Zeitschriften. Anders als bei einer Papierausgabe ist der dauerhafte Zugriff auf die bezahlten Dokumente allerdings nicht garantiert: Die e-Zeitschriften liegen auf dem Verlagsserver, und der Verlag schaltet den Zugriff (meist IP-Range des Campus) auf seinem Server frei. Wird der Zugriff von Verlagsseite abgeschaltet, erlöschen sämtliche Zugriffsrechte, auch auf die in der Vergangenheit lizenzierten und bezahlten Zeitschriften. Auf die neuen Abonnementbedingungen hat das Friedrich-Althoff-Konsortium (FAK) reagiert und in seinen Vertr"agen den Erwerb der Archivdaten beim Auslaufen eines Vertrages festgeschrieben. Im Rahmen eines Projektes baut die KOBV-Zentrale einen Zeitschriftenserver auf, um den Zugriff auf die lizenzierten elektronischen Zeitschriften auch nach Ablauf der Lizenzverträge zu gewährleisten. Den Grundstock bilden die vom FAK in den Jahren 1997-2003 lizenzierten elektronischen Zeitschriften der Verlage Kluwer Academic Press, Springer und Elsevier - ein Volumen von rund 1.600 Zeitschriftentiteln mit knapp 1.400.000 Artikeln. Beim Aufbau des Zeitschriftenservers kommt der vertraglich-organisatorischen Komponente eine ebenso wichtige Rolle zu wie der technischen Realisierung. Hier hat die KOBV-Zentrale ein transparentes Verfahren konzipiert und umgesetzt, um für die Verlage die notwendige Vertrauensbasis zu schaffen und gleichzeitig den Einrichtungen ihren berechtigten Zugriff auf die Zeitschriften-Volltexte zu sichern. Die Zeitschriftenartikel werden sowohl im Rahmen des KOBV-Volltextservers, einem neuen Internet-Dienst der KOBV-Zentrale, zugänglich gemacht - volltext-indiziert mit der Suchmaschine Swish-e - als auch integriert in die Metadatensuche und den Open-Linking-Dienst des KOBV-Portals. Während die Metadatenrecherche und die Sicht auf die Abstracts für alle offen sind, ist der Zugriff auf die Artikel-Volltexte auf die an den Verträgen beteiligten Einrichtungen beschränkt. Dazu wurde ein Authentifizierungsverfahren auf der Basis von IP-Ranges eingerichtet. Der vorliegende Text ist die schriftliche Fassung eines gleichnamigen Vortrages auf der ASpB-Tagung 2005 \glqq Spezialbibliotheken zwischen Auftrag und Ressourcen{\grqq} der Arbeitsgemeinschaft der Spezialbibliotheken, die vom 06.-09. September 2005 in der Technischen Universität München stattfand.

Description: In dieser Diplomarbeit werden grundlegende Probleme der kostenoptimalen Dimensionierung von Telekommunikationsnetzwerken untersucht. Diese werden als lineare gemischt ganzzahlige Programme formuliert, wobei sich in der Modellierung auf die Konzepte Routing und Kapazitätszuweisung beschränkt wird. Es werden parallel drei übliche, aus der Praxis motivierte Möglichkeiten behandelt, die auf gerichteten oder ungerichteten Kanten eines Netzwerkes installierte Kapazität zu nutzen. Diese unterscheiden wir als DIrected, BIdirected und UNdirected. Die studierten Probleme treten als Relaxierungen vieler realistischer Fragestellungen der Netzwerkoptimierung auf. Sie enthalten elementare Strukturen, deren Studium ausschlaggebend ist für das Verständnis komplexerer Modelle. Letztere können zusätzliche Erfordernisse berücksichtigen, wie zum Beispiel die Ausfallsicherheit von Netzwerken. Zur Lösung solcher NP-schweren Optimierungsprobleme werden erfolgreich Branch & Bound und Schnittebenenverfahren kombiniert (Branch & Cut). Für die Wirksamkeit dieser Algorithmen ist es sehr nützlich, möglichst genaue Kenntnisse der Struktur der Seitenflächen der zugrundeliegenden Polyeder zu haben, welche die konvexe Hülle der Lösungsmenge beschreiben. Es sind starke gültige Ungleichungen zu finden, welche hochdimensionale Seitenflächen oder sogar Facetten definieren. Diese sollten zudem schnell separiert werden können und die numerische Stabilität der Algorithmen möglichst nicht beeinflussen. Diese Arbeit beschäftigt sich im Wesentlichen mit der sehr allgemeinen Rundungstechnik Mixed- Integer Rounding (MIR) zur Verstärkung gültiger Ungleichungen unter Verwendung der Ganzzahligkeitsnebenbedingungen. Es wird eine MIR-Prozedur motiviert, bestehend aus den Schritten Aggregieren, Substituieren, Komplementieren und Skalieren, welche durch Ausnutzung der Struktur der gegebenen Parameter zu einer gültigen Basisungleichung führt, die dann durch MIR eine starke und oft facetten-induzierende Ungleichung gibt. Es werden verschieden Klassen solcher Ungleichungen untersucht und auf ihre Praxistauglichkeit beim Einsatz in Branch & Cut-Verfahren getestet. Nach einer kurzen Einführung werden in Kapitel 2 die für uns in dieser Diplomarbeit relevanten Probleme definiert. Kapitel 3 gibt eine ausführliche Übersicht über die Technik MIR.Wir beschäftigen uns vor allen Dingen mit den Begriffen Superadditivität und Lifting und behandeln Aspekte wie Numerik und beschränkte Variablen. Kapitel 4 und Kapitel 5 umfassen Untersuchungen zu so genannten cut sets. Diese Polyeder werden durch Schnitte in Netzwerken definiert und relaxieren die von uns behandelten Probleme. Hauptsächlich durch MIR entwickeln wir sowohl neue als auch bekannte Klassen von facetten-definierenden Ungleichungen für cut sets, wobei strukturelle Unterschiede herausgearbeitet werden, die durch die drei verschiedenen Typen der Kapzitätsbereitstellung und durch beschränkte Variablen entstehen. Als ein zentrales Resultat wird bewiesen unter welchen Bedingungen facetten-induzierende Ungleichungen für cut sets auch Facetten der zugehörigen relaxierten Polyeder sind. Im Kapitel 6 geben wir weitere Typen von MIR-Ungleichungen an, die auf anderen Netzwerkstrukturen basieren und weisen ferner auf offene Fragen sowie interessante Ideen hin. Das Kapitel 7 widmet sich schließlich der Entwicklung und Implementation von Separationsalgorithmen. Wir testen einige der entwickelten Ungleichungsklassen mit Hinblick auf Ihre Wirksamkeit zur Lösung von realistischen Problemen der Netzwerkdimensionierung aus der Telekommunikation und diskutieren die Ergebnisse.

Description: Diese Arbeit dokumentiert den Entwurf und die Implementierung einer NFS-Schnittstelle zum ZIBDMS. Das ZIBDMS, welches derzeit am Zuse-Institut Berlin entwickelt wird, ist ein Managementsystem für verteilte Daten in heterogenen Umgebungen [10]. Es soll die einfache Benutzung von Mechanismen zur Replikation sowie neue Möglichkeiten des Zugriffs und der Verwaltung von Metadaten und Datenobjekten ermöglichen. Dem Nutzer bietet das System verschiedene Sichten: Neben der klassischen, hierarchischen Sicht mit Verzeichnissen und Dateien wird auch eine attributbasierte Zugriffsmethode angeboten, in der Datenobjekte ausschließlich über Attribut/Wert-Paare referenziert werden. Für den Benutzer transparent, soll sich das System im Hinblick auf die Verfügbarkeit von Daten und Metadaten selbsttätig optimieren. Um Skalierbarkeit gew¨ahrleisten zu können, werden intern Peer-to-Peer- Techniken entwickelt und benutzt. Die NFS-Schnittstelle erhöht die Nutzbarkeit des Systems, da Client- Implementierungen für nahezu alle Betriebssysteme zur Verfügung stehen. Der Benutzer kann so über das gewohnte Dateisystem Daten und Metadaten pflegen, ohne spezifisches Vorwissen zu benötigen. In dieser Arbeit wird untersucht, inwiefern sich die Semantik des ZIBDMS auf jene des NFS-Protokolls übertragen läßt. Weiterhin wird das Konzept von Pseudodateien beschrieben und diskutiert, inwiefern es eine brauchbare Lösung darstellt, den im Vergleich zur NFS-Semantik wesentlich größeren Funktionsumfang des ZIBDMS für den Anwender nutzbar zu machen. Pseudodateien sind nicht-persistente Objekte, welche für den Benutzer als reguläre Datei sichtbar werden und die erweiterte Funktionalitäten wie die Bearbeitung von Metadaten oder die Platzierung von Replikaten über die Dateisystem-Sicht des NFS zur Verfügung stellen sollen. Schließlich werden Leistungsmessungen an den benutzten Komponenten des ZIBDMS vorgenommen und vergleichbaren Systemen gegen übergestellt. Die Aufmerksamkeit liegt hier auf der zugrundeliegenden Katalog-Technologie sowie dem durch das NFS-Protokoll verursachten Overhead.

Description: In diesem Bericht wurden Erfahrungen mit der Suchmaschine FAST im Rahmen des Projektes Verteilter Contentspeicher sowie die Suchmaschine FAST beschrieben. Das Ziel des Projektes Verteilter Contentspeicher war die Speicherung, Erschließung und das Angebot der digitalen Bestände der Journale und Dokumente der KOBV-Bibliotheken zu ermöglichen. Die Eignung der Suchmaschine FAST für das Projektvorhaben wurde systematisch und gründlich getestet, indem verschiedene Dokumentmengen mit FAST indexiert wurden.

Description: The thesis deals with the implementation and application of out-of-the-box tools in linear and mixed integer programming. It documents the lessons learned and conclusions drawn from five years of implementing, maintaining, extending, and using several computer codes to solve real-life industrial problems. By means of several examples it is demonstrated how to apply algebraic modeling languages to rapidly devise mathematical models of real-world problems. It is shown that today's MIP solvers are capable of solving the resulting mixed integer programs, leading to an approach that delivers results very quickly. Even though, problems are tackled that not long ago required the implementation of specialized branch-and-cut algorithms. In the first part of the thesis the modeling language Zimpl is introduced. Chapter 2 contains a complete description of the language. In the subsequent chapter details of the implementation are described. Both theoretical and practical considerations are discussed. Aspects of software engineering, error prevention, and detection are addressed. In the second part several real-world projects are examined that employed the methodology and the tools developed in the first part. Chapter 4 presents three projects from the telecommunication industry dealing with facility location problems. Chapter 5 characterizes questions that arise in UMTS planning. Problems, models, and solutions are discussed. Special emphasis is put on the dependency of the precision of the input data and the results. Possible reasons for unexpected and undesirable solutions are explained. Finally, the Steiner tree packing problem in graphs, a well-known hard combinatorial problem, is revisited. A formerly known, but not yet used model is applied to combine switchbox wire routing and via minimization. All instances known from the literature are solved by this approach, as are some newly generated bigger problem instances.

Description: We develop and experimentally compare policies for the control of a system of $k$ elevators with capacity one in a transport environment with $\ell$ floors, an idealized version of a pallet elevator system in a large distribution center of the Herlitz PBS AG in Falkensee. Each elevator in the idealized system has an individual waiting queue of infinite capacity. On each floor, requests arrive over time in global waiting queues of infinite capacity. The goal is to find a policy that, without any knowledge about future requests, assigns an elevator to each req uest and a schedule to each elevator so that certain expected cost functions (e.g., the average or the maximal flow times) are minimized. We show that a reoptimization policy for minimizing average sq uared waiting times can be implemented to run in real-time ($1\,s$) using dynamic column generation. Moreover, in discrete event simulations with Poisson input it outperforms other commonly used polic ies like multi-server variants of greedy and nearest neighbor.

Description: A method based on infinite parameter conservation laws is described to factor linear differential operators out of nonlinear partial differential equations (PDEs) or out of differential consequences of nonlinear PDEs. This includes a complete linearization to an equivalent linear PDE (-system) if that is possible. Infinite parameter conservation laws can be computed, for example, with the computer algebra package {\sc ConLaw}.

Description: Motivated by recent work on integrable flows of curves and 1+1 dimensional sigma models, several $O(N)$-invariant classes of hyperbolic equations $Utx=f(U,Ut,Ux)$ for an $N$-component vector $U(t,x)$ are considered. In each class we find all scaling-homogeneous equations admitting a higher symmetry of least possible scaling weight. Sigma model interpretations of these equations are presented.

Description: Quadratic Hamiltonians with a linear Lie-Poisson bracket have a number of applications in mechanics. For example, the Lie-Poisson bracket $e(3)$ includes the Euler-Poinsot model describing motion of a rigid body around a fixed point under gravity and the Kirchhoff model describes the motion of a rigid body in ideal fluid. Advances in computer algebra algorithms, in implementations and hardware, together allow the computation of Hamiltonians with higher degree first integrals providing new results in the search for integrable models. A computer algebra module enabling related computations in a 3-dimensional vector formalism is described.

Description: We give an algorithm to compute $N$ steps of a convolution quadrature approximation to a continuous temporal convolution using only $O(N\, \log N)$ multiplications and $O(\log N)$ active memory. The method does not require evaluations of the convolution kernel, but instead $O(\log N)$ evaluations of its Laplace transform, which is assumed sectorial. The algorithm can be used for the stable numerical solution with quasi-optimal complexity of linear and nonlinear integral and integro-differential equations of convolution type. In a numerical example we apply it to solve a subdiffusion equation with transparent boundary conditions.

Description: We describe a prototypical framework that further automates system management by composing complex management tasks from elementary actions, and executing composite tasks with feedback-awareness. {\sl FEEDBACKFLOW} implements a general closed control loop of \emph{planning - execution - result validation - replanning}, and generates workflows of system management actions in an adaptive manner. System-dependent behaviour of the loop is specified by declarative description of the domain (essentially descriptions of available actions), and statement of the goal. We evaluate the design of this framework on examples taken from resource construction in Utility Computing environments, and discuss the challenges we have encountered. Our implementation utilizes external components such as \emph{MBP}, a \emph{PDDL}-conform planner, and \emph{Triana}, a workflow specification and execution framework. An alternative approach involving \emph{BPEL4WS} is discussed.

Description: For a real world problem --- transporting pallets between warehouses in order to guarantee sufficient supply for known and additional stochastic demand --- we propose a solution approach via convex relaxation of an integer programming formulation, suitable for online optimization. The essential new element linking routing and inventory management is a convex piecewise linear cost function that is based on minimizing the expected number of pallets that still need transportation. For speed, the convex relaxation is solved approximately by a bundle approach yielding an online schedule in 5 to 12 minutes for up to 3 warehouses and 40000 articles; in contrast, computation times of state of the art LP-solvers are prohibitive for online application. In extensive numerical experiments on a real world data stream, the approximate solutions exhibit negligible loss in quality; in long term simulations the proposed method reduces the average number of pallets needing transportation due to short term demand to less than half the number observed in the data stream.