Zeug von früher

Es kommt immer wieder vor, dass ich auf Informationen und Materialien zu Vorlesungen oder Projekten von früher angesprochen werde. Aus diesem Grund stelle ich diese hier zur Verfügung.

Die Vorlesung Informationstechnik war nach der Prüfungsordnung aus dem Jahre 1997 (PO 97) ein Pflichtfach für Studierende in den Studiengängen Angewandte Informatik und Digitale Medien in den ersten beiden Semestern mit insgesamt 11 Semesterwochenstunden (SWS). Davon 7 SWS im ersten und 4 SWS im zweiten Semester. Im ersten Semester wurde die Digitaltechnik und die Programmierung von Mikrocontrollern gelehrt. Im zweiten Semester das Lehrgebiet Betriebssysteme.

Durch Inkrafttreten der PO 04 wurde dies geändert, die Anzahl der Semesterwochenstunden wurde reduziert und der Stoffumfang wurde weniger bzw. in andere Vorlesungen ausgelagert. Die Vorlesung hatte nach der PO 04 noch einen Umfang von 4 SWS im ersten Semester. Inhaltlich wurde der Lehrstoff auf die Digitaltechnik begrenzt.

Aus dem Lehrfach Informationstechnik nach der PO 04 geht die heutige Vorlesung "Technische Grundlagen der Informatik" hervor. Inhaltlich hat sich dabei nur wenig geändert.

Das Lehrfach Programmierung von Mikrocontrollern ging aus der Vorlesung Informationstechnik nach der PO 97 hervor (siehe oben). Der entsprechende Teil der Vorlesung Informationstechnik wurde den Studenten, die nach der PO 04 studierten, als Wahlpflichtfach angeboten.

Die Veranstaltung bestand aus einem theoretischen und einem praktischen Teil. Im theoretischen Teil wurden die Komponenten und die Architektur des Mikrocontrollers 80C537 vorgestellt. Weiterhin wurde das Arbeiten mit einer Entwicklungsumgebung gezeigt. Im praktischen Teil wurden Programme für den Mikrocontroller geschrieben. Während der Entwicklungsphase der Programme wurde das Verhalten des Mikrocontrollers auf einem PC emuliert. Die fertigen Programme wurden anschließend in einen realen Mikrocontroller geladen und zum Laufen gebracht.

Für die aktuellen Prüfungsordnungen wird das Lehrfach Programmierung von Mikrocontrollern mit neuer Hard- und Software demnächst wieder angeboten werden.

Die Vorlesung Grundlagen der Elektrotechnik war nach der Prüfungsordnung aus dem Jahre 1997 ein Pflichtfach für Studierende im Studiengang Angewandte Informatik, Schwerpunkt Technik.

In der Vorlesung wurden die Grundlagen der Gleichstrom- und Wechselstromtechnik vermittelt. Der Stoff erstreckte sich von Begriffsdefinitionen über die komplexe Rechnung bis hin zu Schaltungen mit Operationsverstärkern.

Material zum Download:

• Inhaltsübersicht (PDF-Datei, 90 kByte)
• Übungsblätter (ZIP-Datei, 630 kByte)
• Klausuren (aus den Jahren 2000 bis 2003 mit Lösungen, ZIP-Datei, 1,7 MByte)

Die Vorlesung Simulation elektronischer Schaltungen wurde vom SS 1996 bis zum WS 2006/2007 als Wahlpflichtfach für Studierende im Studiengang Mikrosystemtechnik angeboten.

Bis zum WS 2000/2001 hieß das Wahlpflichtfach Simulation mit PSpice, der Name wurde zum SS 2001 geändert, weil das Programm, mit dem in der Vorlesung gearbeitet wurde, schon seit der Version 6.0 nicht mehr PSpice hieß, sondern ORCAD PSpice.

PSpice und seine Nachfolgeprodukte sind in der Industrie das führende Simulationswerkzeug für elektronische Schaltungen. Ziel der Vorlesung war es, die Studierenden in die Bedienung des Programms einzuführen. Es wurden Gleichstromkreise, aber auch Frequenzabhängigkeit und zeitliche Verläufe von Wechselstromkreisen behandelt.

Material zum Download:

• Skript zur Vorlesung (ORCAD PSpice, Version 9 aus dem Jahre 2000, PDF-Datei, 1,1 MByte)
• Klausuren (aus den Jahren 1998 bis 2003, ZIP-Datei, 1,1 MByte)

In meiner Doktorarbeit habe ich eine Modell-Bibliothek zur Nachbildung und zur Simulation des dynamischen Verhaltens von Einzugswerken von Rotationsmaschinen mit einzeln angetriebenen Zugwalzen entwickelt. Für die einzelnen Komponenten eines Einzugswerks wurden Modellmodule zur Verfügung gestellt, mit denen ein bestehendes Einzugswerk schnell und kostengünstig nachgebildet und optimiert oder ein neues Einzugswerk projektiert und ausgelegt werden konnte. Mit den entwickelten Modellmodulen wurde eine Versuchsanordnung nachgebildet und ihr dynamisches Verhalten erfolgreich simuliert.

Material zum Download:

• Dissertation (PDF-Datei, 1,3 MByte)
• MATLAB-Programme (ZIP-Datei, 186 kByte)

Meine erste Diplomarbeit habe ich im Jahre 1990 zusammen mit meinem damaligen Kommilitonen Thomas Neis an der Fachhochschule Kaiserslautern angefertigt. Es handelte sich um eine reine Software-Arbeit.

Alle Programme wurden in Turbo-Pascal, Version 5.5, geschrieben. Aus heutiger Sicht ist es ein "Genuss", wenn man sieht, mit welchen Problemen wir damals zu kämpfen hatten. Und es ist eine Katastrophe, wenn ich mir (aus heutiger Sicht) die Struktur der Programme anschaue. J

Die Programme entstanden ausgehend von dem Gedanken, bei Vorlesungen in den Lehrfächern Grundlagen der Elektrotechnik, Regelungstechnik und ähnlichen Fächern elektrotechnische Vorgänge auf einem Rechner zu simulieren. Durch die anschaulichen Bilder sollten die Vorlesungen unterstützt werden. Die Themenbereiche erstecken sich bei den Serviceprogrammen von Grundrechenarten über das Rechnen mit Matrizen und Polynomen bis zur Bereitstellung eine Z-Transformationstabelle. Bei den Graphikprogrammen ersteckt sich die Thematik von einfachen, periodischen Vorgängen bis zur numerischen Lösung von Differentialgleichungen oder zum Zeichnen von Wurzelortskurven.

Die Programme wurden zu einem Programmpaket mit folgenden Eigenschaften zusammengefasst:

• Name: DEMO-Programmpaket (aus heutiger Sicht ein sehr einfallsreicher Name J)
• Aufruf und Dateiverwaltung durch das Programm MENUE
• jedes Programm ist auf die gleiche Art menügesteuert
• jedes Programm ist selbst lauffähig
• alle Programme sind auf allen XT/AT-Rechnern ohne Anpassung an die Peripherie sofort lauffähig J

Das "DEMO-Programmpaket" besteht aus 41 Dateien mit den Namen MENUE.EXE und DEMO-*.EXE. Durch Aufruf von MENUE erscheint das Hauptmenü auf dem Bildschirm, von wo aus nun die einzelnen Programme aufgerufen werden. Nach Aufruf von MENUE ist das komplette Programmpaket menügesteuert, sodass keine besonderen Kenntnisse zur Benutzung der DEMO-Programme nötig sind. (Anmerkung: Die Bedienung eines PCs mit einer Maus war damals noch Zukunftsmusik. J)

Aus heutiger Sicht gibt es nur noch eine sinnvolle Verwendung für diese Arbeit: In den Quelltexten findet man ein große Anzahl von (einfachen) Algorithmen, die man für heutige Programmierprojekte umschreiben kann, z.B. Algorithmen:

• zum Rechnen mit komplexen Zahlen
• zum Rechnen mit Polynomen (Division, Multiplikation, Nullstellensuche, auch wenn die Nullstellen mehrfach komplex sind)
• zum Rechnen mit Matrizen (Invertieren, LR-Zerlegung, Wert der Determinante usw.)
• zum Lösen von linearen Gleichungssystemen
• zur numerischen Berechnung von Differentialgleichungen (Trapezregel, Runge-Cutta, Adams-Bashforth usw.)
• zum Zeichnen von Wurzelortskurven
• zum Zeichnen von skalierten Koordinatensystemen
• usw.

Material zum Download:

• DOS-Programme (ZIP-Datei, 2 MByte)
• PASCAL-Quelltexte (ZIP-Datei, 152 kByte)