Automates à contraintes semilinéaires = Automata with a semilinear constraint

Cette thèse présente une étude dans divers domaines de l'informatique théorique de modèles de calculs combinant automates finis et contraintes arithmétiques. Nous nous intéressons aux questions de décidabilité, d'expressivité et de clôture, tout en ouvrant l'étude à la complexité, la logique, l'algèbre et aux applications. Cette étude est présentée au travers de quatre articles de recherche. Le premier article, Affine Parikh Automata, poursuit l'étude de Klaedtke et Ruess des automates de Parikh et en définit des généralisations et restrictions. L'automate de Parikh est un point de départ de cette thèse; nous montrons que ce modèle de calcul est équivalent à l'automate contraint que nous définissons comme un automate qui n'accepte un mot que si le nombre de fois que chaque transition est empruntée répond à une contrainte arithmétique. Ce modèle est naturellement étendu à l'automate de Parikh affine qui effectue une opération affine sur un ensemble de registres lors du franchissement d'une transition. Nous étudions aussi l'automate de Parikh sur lettres: un automate qui n'accepte un mot que si le nombre de fois que chaque lettre y apparaît répond à une contrainte arithmétique. Le deuxième article, Bounded Parikh Automata, étudie les langages bornés des automates de Parikh. Un langage est borné s'il existe des mots w_1, w_2, ..., w_k tels que chaque mot du langage peut s'écrire w_1...w_1w_2...w_2...w_k...w_k. Ces langages sont importants dans des domaines applicatifs et présentent usuellement de bonnes propriétés théoriques. Nous montrons que dans le contexte des langages bornés, le déterminisme n'influence pas l'expressivité des automates de Parikh. Le troisième article, Unambiguous Constrained Automata, introduit les automates contraints non ambigus, c'est-à-dire pour lesquels il n'existe qu'un chemin acceptant par mot reconnu par l'automate. Nous montrons qu'il s'agit d'un modèle combinant une meilleure expressivité et de meilleures propriétés de clôture que l'automate contraint déterministe. Le problème de déterminer si le langage d'un automate contraint non ambigu est régulier est montré décidable. Le quatrième article, Algebra and Complexity Meet Contrained Automata, présente une étude des représentations algébriques qu'admettent les automates contraints et les automates de Parikh affines. Nous déduisons de ces caractérisations des résultats d'expressivité et de complexité. Nous montrons aussi que certaines hypothèses classiques en complexité computationelle sont reliées à des résultats de séparation et de non clôture dans les automates de Parikh affines. La thèse est conclue par une ouverture à un possible approfondissement, au travers d'un certain nombre de problèmes ouverts.

Étude de cas sur l’ajout de vecteurs d’enregistrements typés dans Gambit Scheme

Dans le but d’optimiser la représentation en mémoire des enregistrements Scheme dans le compilateur Gambit, nous avons introduit dans celui-ci un système d’annotations de type et des vecteurs contenant une représentation abrégée des enregistrements. Ces derniers omettent la référence vers le descripteur de type et l’entête habituellement présents sur chaque enregistrement et utilisent plutôt un arbre de typage couvrant toute la mémoire pour retrouver le vecteur contenant une référence. L’implémentation de ces nouvelles fonctionnalités se fait par le biais de changements au runtime de Gambit. Nous introduisons de nouvelles primitives au langage et modifions l’architecture existante pour gérer correctement les nouveaux types de données. On doit modifier le garbage collector pour prendre en compte des enregistrements contenants des valeurs hétérogènes à alignements irréguliers, et l’existence de références contenues dans d’autres objets. La gestion de l’arbre de typage doit aussi être faite automatiquement. Nous conduisons ensuite une série de tests de performance visant à déterminer si des gains sont possibles avec ces nouvelles primitives. On constate une amélioration majeure de performance au niveau de l’allocation et du comportement du gc pour les enregistrements typés de grande taille et des vecteurs d’enregistrements typés ou non. De légers surcoûts sont toutefois encourus lors des accès aux champs et, dans le cas des vecteurs d’enregistrements, au descripteur de type.

Synthese von antiinflammatorischen Makrolactonen des Oxacyclododecindion-Typs und deren biologische Evaluierung

Die Sekundärmetabolite 4-Dechlor-14-deoxyoxacyclododecindion, 14-Deoxyoxacyclo-dodecindion und Oxacyclododecindion zeigten in ersten in vitro-Studien eine Hemmung des TGF-β- sowie des JAK-STAT-Signaltransduktionsweges im nanomolaren Konzentrationsbereich. Sie stellen potentielle Leitstrukturen für die Entwicklung neuer Therapeutika zur Behandlung chronisch entzündlicher und/oder fibrotischer Erkrankungen dar. Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung eines totalsynthetischen Zugangs zu diesen Makrolactonen.rnDer erste retrosynthetische Ansatz bestand aus einer Ringschluss-Metathese/Reduktions/Eliminierungs-Sequenz. Während das gesättigte Makrolacton-grundgerüst dargestellt werden konnte, schlug die Einführung der Doppelbindung fehl. Es wurde nur ein exo-Methylen-Derivat erhalten. Eine Syntheseroute über eine carbonylierende Kreuzkupplung oder über eine intramolekulare Hydroacylierung verliefen erfolglos. Versuche zum Aufbau des α,β-ungesättigten Enons über das β,γ-ungesättigte Enon in einer Ringschluss-Metathese/Isomerisierungs-Sequenz führten stattdessen zur Bildung eines γ,δ-ungesättigten Ketons und eines 12-Oxo-10,11-dehydrocurvularin-Derivates.rnEine intramolekulare Friedel-Crafts-Acylierung ermöglichte den Ringschluss, sodass die beiden Naturstoffe 4-Dechlor-14-deoxyoxacyclododecindion sowie 14-Deoxyoxa-cyclododecindion synthetisiert werden konnten. Durch die Totalsynthese konnte zudem die bisher unbekannte relative Konfiguration der zwei Stereozentren aufgeklärt werden. Die während dieser Arbeit erhaltenen Derivate ermöglichten es, Struktur-Wirkungs-Beziehungen für diese Makrolactone aufzustellen.rnIn weiteren biologischen Studien von Kooperationspartnern wurde die hohe Wirksamkeit im nanomolaren Konzentrationsbereich bestätigt. Eine erste in vivo-Studie zur Behandlung von systemischem Lupus erythematodes mit 14-Deoxyoxacyclododecindion deutet auf eine verminderte Entzündungsreaktion und positive Effekte auf chronische Nierenschäden hin.rn

Ueber das Zirkulationssystem einer Machilde (Thysanura)

Es werden Anatomie und Histologie des Zirkulations- und Bingegewebssytems der letzten Segmente und der Schwanzanhaenge einer nicht naeher bestimmten Machilide beschrieben. Es ergeben sich folgende Hauptergebnisse: a - Das Bindegewebssystem hat eine ausgedehnt Entwicklung erfahren und schliesst, abgesehen vom Respirationssystem und den Lymphzellen, alle Organe gegen die Lymphfluessigkeit des Mixocoels ab ("Diffusionsbarrieren"). Es wird der mixocoelomiale Raum dem intracoelomialen gegenueber gestellt. Dieser schliesst die Mehrzahl der Organe in sich ein und erfaehrt im aeussersten Ende des Abdomens (etwa vom Anus ab) und in den Schwanzanhaengen eine ausgedehnte Entwicklung. Abdomenende und Anhaenge werden durch eine mesodermale Quermembran gegen den mixocoelomialen Raum abgeschlossen. b - Das Zirkulationssystem besteht im hinterem Koerperteis aus dem Rueckengefaess, das sich bis zur Quermembran fortsetzt und vor dieser ein Rueckstromventil und eine Filterregion besitzt, durch die keine Lymphzellen hindurchfliessen koennen, - ferner aus einem Terminalgefaess, das in Fortsetzung des Rueckengefaesses das Terminalfilum bis zum Ende durchlaeuft; hier muendet es in den intracoelomialen Raum. Ausserdem besitzt jeder Cercus ein Gefaess, das an der Quermembran mit einer ein Ventil tragenden Oeffnung beginnt und an der Spitze des Cercus sich ebenfalls oeffnet. Es hat seitliche Eintrittsoeffnungen und Bindegewebsbaender, durch die waehrend der Pulsation des Rueckengefaesses der Querschnitt veraendert wird. Der Zirkulationsweg geht aus der Figur 4 hervor. Terminalgefaess und Cercusgefaesse haben keine Muskelelemente. Die Cercusgefaesse treten nicht mit dem Rueckengefaess in Verbindung. C - Die Lymphfluessigkeit des mixocoelomialen Raumes hat eine andere Zusammensetzung als die des Raumes hinter der Quermembran. d - Das Rueckengefaess besteht aus einer inneren Muskularis, die gegen das Gefaesslumen durch das Sarkolemm abgeschlossen ist, und aus einer bindegewebigen aeusseren "Adventitia". Die Gefaesse der Schwanzanhaenge werden ausschliesslich aus Bindegewebe gebildet. An der Basis der Schwanzanhaenge besitzt die Hypodermis umfangreiche Imaginalringe, die das imaginale Wachstum der Anhaenge ermoeglichen: Ebenso finden sich hier die "Membranoblasten", embryonale Bindegewebszellen, von denen beim Wachstum die Membranen weiter gebildet werden, und zwei grosse Lager von embryonalen Zellen mesodermalen Typs, von denen laufend Zellen auswandern, die sich als mesodermales Epithel zwischen die peritoneale Auskleidung der Anhaenge und die Hypodermis schieben. Hypodermis und Mesodermepithel durchdringen sich gegenseitig, entsprechend der Figur 24, zu einem "MIschepithel". e - Die mesodermale Komponente des Mischepithels besteht aus oktoploiden Zellen, die durch Endomitosen aus den diploiden Zellen der Embryonallager entstanden sind. Durch weitere Endomitosen und anschliessende amitose-aehnliche Kerndurchsnuerungen wird die Kernzahl der endodermalen Komponente auf ein Vielfaches vermehrt. Die basal im Mischepithel gelegenen 8-ploiden Kerne machen eine Individualisierung der Chromosome durch, doch kommt es zu keiner Endomitose, sondern zu zwei sich schnell folgenden Kernfragmentationen, durch die vier gleichwertige diploide Kerne entstehen (somatische Reduktion). Diese Kerne umgeben sich, jeder fuer sich, mit einer Portion von Cytoplasma, treten aus dem Mischepithel aus und gelangen, die peritoneale Membran durchbrechend, in den intracoelomialen Raum und werden zu Lymphzellen. Diese werden, infolge der Pulsationen des Dorsalgefaesses, durch die Gefaesse der Cerci in den mixocoelomialen Raum transportiert, wo sie gealterte Lymphzellen ersetzen. Mitotische Vermehrung von Lymphzellen des Mixocoela wurden nicht gefunden. f - Aehnliche Lymphzellen bildende Epithelien wurden bei einer Lepsmatide, der Pro-Imago einer Ephemeride, einer Ephemeridenlarve sowie bei einer isopoden Crustaceee gefunden.

Die Töpferin und der Schmied : Basel-Gasfabrik, Grabung 1989/5

RésuméDie Grabung 1989/5 der Archäologischen Bodenforschung Basel-Stadt im Zentrum der Siedlung Basel-Gasfabrik umfasste eine Fläche von etwa 900 m2. Auf etwa 370 m2 konnten intakte latènezeitliche Strukturen festgestellt werden. Der ehemalige Gehhorizont und die darunter liegende Siedlungsschicht waren jedoch nirgends erhalten geblieben.Die in den gewachsenen Boden eingetieften Pfostengrub en erlaubten die Rekonstrulction von zwei rechteckigen Häusern mit je vier Eckpfosten, die als Wohngebäude gedeutet werden.Über das ganze Areal verteilt wurden 14 Gruben unterschiedlicher Form und Grösse ganz oder teilweise ausgegraben. Bei der flachen Grube 261 handelt es sich wohl um den eingetieften Bereich eines kleinen Grubenhauses, das für nicht näher bestimmbare handwerkliche Aktivitäten genutzt wurde. Die beiden mit einem Pfostenbau überdeckten Gruben 258 und 259 können hingegen mit grosser Wahrscheinlichkeit als Schmiedegruben gedeutet werden. In Grube 258 waren gar die Reste von zwei Feuerstellen und der Unterbau eines kaminartigen Abzugs in situ erhalten. Die Gruben 253, 254A, 254B, 255,256 und 257 mit Resten von Lehmausideidungen dienten vermutlich als Getreidesilos. Sie liegen alle im Zentrum des Grabungsareals im Bereich einer anstehenden Lehmschicht. Bei einigen weiteren Gruben könnte es sich um Keller handeln.Im Westen der Grabungsfläche kamen die Heizkanäle von zwei Töpferöfen zum Vorschein. Es handelt sich um einfache Kuppelöfen mit gegenständiger Feuerung. In geringer Entfernung lagen drei kleine Gruben, die vielleicht zur Aufbereitung des Töpferlehms dienten. Aufgrund der klimatischen Verhältnisse ist mit einem saisonalen Betrieb der Töpferöfen während der Sommermonate zu rechnen. Die notwendigen Arbeiten wurden mit grosser Wahrscheinlichkeit von Frauen ausgeführt, da die Männer während dieser Jahreszeit in der Landwirtschaft beschäftigt waren. Der Töpfereibetrieb produzierte grössere Serien scheibengedrehter, reduzierend gebrannter Feinkeramik, von der im Bereich der Öfen zahlreiche Scherben gefunden wurden.Die räumliche Organisation der Bebauung zeugt von einer einheitlichen und wohl kontinuierlichen Nutzung der Grabungsfläche. ImWesten gruppieren sich Haus 1 und die Einrichtungen des Töpfereibetriebs um eine unbebaute Hofzone. Nach Osten zu folgt dann die Zone mit den Getreidesilos. Das östliche Bauensemble besteht aus Haus 2, den Schmiedegruben, dem Grubenhaus sowie einer mutmasslichen Kellergrube. Stratigra-phische Überschneidungen von Befunden sind nur im Bereich der Töpferöfen vorhanden.Die Grubenfüllungen erwiesen sich als sehr fundreich. Die gegen 20000 Keramikscherben repräsentieren das gesamte Spektrum der aus Basel-Gasfabrik bekannten einheimischen Grobund Feinkeramik. Bei den seltenen Scherben von Graphittonkeramik handelt es sich um Importe aus dem ostkeltischen Bereich.Die zahlreichen Amphorenscherben stammen von mindestens 35 verschiedenen Gefässindividuen des Typs Dressel 1A, von denen aber immer nur ein kleiner Prozentsatz vorhanden war. Die Typologie und die Datierung der Befunde zeigen, dass der Amphorenimport erst im Laufe von LT D1 einsetzte.Unter den Kleinfunden verdienen die zahlreichen Silber- und Potinmünzen sowie die Glasfunde besondere Erwähnung. Das Fragment eines möglicherweise latènezeitlichen Glasgefässes stammt leider aus einem unsicheren Fundzusammenhang.Die über 70 Fibeln und Fibelteile sind zu 70% aus Bronze gefertigt. Das Fibelspektrum wird von den Nauheimer Fibeln dominiert. Besonders bei den Eisenfibeln konnten aber auch typologisch ältere Typen identifiziert werden, welche in die Stufen LT C2 und LT D1a gehören. Bei den Glasarmringen machen mittellatènezeitliche Typen gegen 20 % der Fundmenge aus.Von besonderer Bedeutung sind die 23 Menschenknochen von 19 verschiedenen Individuen. Es handelt sich dabei um einen fast vollständigen Schädel, Schädelteile und Fragmente von Langknochen sowie wenige weitere Skelettteile. Die Zusammensetzung des Ensembles und der Zustand der Einzelknochen lässt sich sehr gut mit den Menschenknochen aus den Altgrabungen von Basel-Gasfabrik und aus Manching vergleichen. Eine detaillierte Untersuchung zeigt, dass die Knochen am Ende eines langwierigen Totenrituals, das aufgrund ethno - logischer Vergleiche als mehrstufige Bestattung bezeichnet werden kann, in der Siedlung vergraben wurden. In der Umgebung der Menschenknochen wurden in einigen Fällen auffallend viele Amphorenscherben gefunden, die bezeugen, dass der importierte Wein bei diesen Riten eine bedeutende Rolle spielte. Wahrscheinlich wurden diese Knochen auch als Ahnenrelikte verehrt.Neben den mehrstufigen Bestattungen konnten auch zwei Säuglingsbestattungen identifiziert werden.Die Analyse von Fundmenge und Fundverteilung in den Gruben zeigt, dass die Funde nicht direkt, sondern auf dem Umweg über primäre Deponien in die Gruben gelangten. In den pri-mären Deponien wurden Funde über längere Zeit akkumuliert und mit verschiedenen Erdmaterialien intensiv vermischt.Für den Grossteil der Funde wird eine profane Deutung als Abfälle vorgeschlagen. Daneben können aber auch einige Funde als gezielte Deponierungen angesprochen werden. Ver-schiedene Fibelpaare und wahrscheinlich auch Münzen wurden wohl als Opfergaben in die Gruben gegeben. Ein Zusammenhang dieser Opfergaben mit den Bestattungen von Men-schenknochen ist nicht erkennbar.Die Datierung der Funde zeigt einen Siedlungsbeginn in LT C2 und ein Ende noch vor dem Beginn der Stufe LT D2. Die Kombination dieser Datierungen mit den stratigraphischen Überschneidungen einiger Befunde erlaubt eine Rekonstruktion der Besiedlungsentwicklung auf dem Grabungsareal. Die Gruben 259 und 260 wurden bereits in LT C2 verfüllt, die Schmiedegrube 259 anschliessend durch Grube 258 ersetzt. Die beiden Töpferöfen waren nacheinander in LT D1 in Betrieb. Die beiden Häuser können leider nicht genauer datiert werden.Die Besiedlung des Area's setzte noch vor 150 V. Chr. ein und dauerte maximal 80 Jahre.Die Synthese aller Untersuchungen zeigt, dass auf dem Grabungsareal eine Gruppe von etwa 15 Personen ansässig war, die sich v. a. der Landwirtschaft widmete. Die handwerkliche Tätigkeit (Töpferei, Metallverarbeitung) erreichte keinen vollberuflichen Standard.Die dörfliche Siedlungsgemeinschaft bestand aus bäuerlichen Selbstversorgern, mit anderen Gemeinschaften wurden jedoch Keramik, Handwerksprodukte und Schlachtvieh ausge-tauscht. Von besonderer Bedeutung war offenbar das Getreide, das in grossen Mengen in der Siedlung gelagert wurde und mit grosser Wahrscheinlichkeit für den Export bestimmt war. Die Herkunft dieses Getreides und die sozialen Strukturen hinter diesem Austausch sind nicht ldar, aber mit hoher Wahrscheinlichkeit wurden durch den Getreideexport die Importe wie Salz, Rohstoffe (Metall) und Wein ermöglicht.

Integration of teacher education into the Swiss higher education system

The integration of specific institutions for teacher education into the higher education system represents a milestone in the Swiss educational policy and has broad implications. This thesis explores organizational and institutional change resulting from this policy reform, and attempts to assess structural change in terms of differentiation and convergence within the system of higher education. Key issues that are dealt with are, on the one hand, the adoption of a research function by the newly conceptualized institutions of teacher education, and on the other, the positioning of the new institutions within the higher education system. Drawing on actor-centred approaches to differentiation, this dissertation discusses system-level specificities of tertiarized teacher education and asks how this affects institutional configurations and actor constellations. On the basis of qualitative and quantitative empirical data, a comparative analysis has been carried out including case studies of four universities of teacher education as well as multivariate regression analysis of micro-level data on students' educational choices. The study finds that the process of system integration and adaption to the research function by the various institutions have unfolded differently depending on the institutional setting and the specific actor constellations. The new institutions have clearly made a strong push to position themselves as a new institutional type and to find their identity beyond the traditional binary divide which assigns the universities of teacher education to the college sector. Potential conflicts have been identified in divergent cognitive normative orientations and perceptions of researchers, teacher educators, policy-makers, teachers, and students as to the mission and role of the new type of higher education institution. - L'intégration dans le système d'enseignement supérieur d'institutions qui ont pour tâche spécifique de former des enseignants peut être considérée comme un événement majeur dans la politique éducative suisse, qui se trouve avoir des conséquences importantes à plusieurs niveaux. Cette thèse explore les changements organisationnels et institutionnels résultant de cette réforme politique, et elle se propose d'évaluer en termes de différentiation et de convergence les changements structurels intervenus dans le système d'éducation tertiaire. Les principaux aspects traités sont d'une part la nouvelle mission de recherche attribuée à ces institutions de formation pédagogique, et de l'autre la place par rapport aux autres institutions du système d'éducation tertiaire. Recourant à une approche centrée sur les acteurs pour étudier les processus de différen-tiation, la thèse met en lumière et en discussion les spécificités inhérentes au système tertiaire au sein duquel se joue la formation des enseignants nouvellement conçue et soulève la question des effets de cette nouvelle façon de former les enseignants sur les configurations institutionnelles et les constellations d'acteurs. Une analyse comparative a été réalisée sur la base de données qualitatives et quantitatives issues de quatre études de cas de hautes écoles pédagogiques et d'analyses de régression multiple de données de niveau micro concernant les choix de carrière des étudiants. Les résultats montrent à quel point le processus d'intégration dans le système et la nouvelle mission de recherche peuvent apparaître de manière différente selon le cadre institutionnel d'une école et la constellation spécifique des acteurs influents. A pu clairement être observée une forte aspiration des hautes écoles pédagogiques à se créer une identité au-delà de la structure binaire du système qui assigne la formation des enseignants au secteur des hautes écoles spéciali-sées. Des divergences apparaissent dans les conceptions et perceptions cognitives et normatives des cher-cheurs, formateurs, politiciens, enseignants et étudiants quant à la mission et au rôle de ce nouveau type de haute école. - Die Integration spezieller Institutionen für die Lehrerbildung ins Hochschulsystem stellt einen bedeutsamen Schritt mit weitreichenden Folgen in der Entwicklung des schweizerischen Bildungswesens dar. Diese Dissertation untersucht die mit der Neuerung verbundenen Veränderungen auf organisatorischer und institutioneller Ebene und versucht, die strukturelle Entwicklung unter den Gesichtspunkten von Differenzierung und Konvergenz innerhalb des tertiären Bildungssystems einzuordnen. Zentrale Themen sind dabei zum einen die Einführung von Forschung und Entwicklung als zusätzlichem Leistungsauftrag in der Lehrerbildung und zum andern die Positionierung der pädagogischen Hochschulen innerhalb des Hochschulsystems. Anhand akteurzentrierter Ansätze zur Differenzierung werden die Besonderheiten einer tertiarisierten Lehrerbildung hinsichtlich der Systemebenen diskutiert und Antworten auf die Frage gesucht, wie die Reform die institutionellen Konfigurationen und die Akteurkonstellationen beeinflusst. Auf der Grundlage qualitativer und quantitativer Daten wurde eine vergleichende Analyse durchgeführt, welche Fallstudien zu vier pädagogischen Hochschulen umfasst sowie Regressionsanalysen von Mikrodaten zur Studienwahl von Maturanden. Die Ergebnisse machen deutlich, dass sich der Prozess der Systemintegration und die Einführung von Forschung in die Lehrerbildung in Abhängigkeit von institutionellen Ordnungen und der jeweiligen Akteurkonstellation unterschiedlich gestalten. Es lässt sich bei den neu gegründeten pädagogischen Hochschulen ein starkes Bestreben feststellen, sich als neuen Hochschultypus zu positionieren und sich eine Identität zu schaffen jenseits der herkömmlichen binären Struktur, welche die pädagogischen Hochschulen dem Fachhochschul-Sektor zuordnet. Potentielle Konflikte zeichnen sich ab in den divergierenden kognitiven und normativen Orientierungen und Wahrnehmungen von Forschern, Ausbildern, Bildungspolitikern, Lehrern und Studierenden hinsichtlich des Auftrags und der Rolle dieses neuen Typs Hochschule.

Laubers Vorlagen. Vermutungen zur Beschaffenheit ihres Textes - Beobachtungen zu ihrer Verwaltung im Kontext der Produktion. Am Beispiel der Überlieferungen von "Flore und Blanscheflur" und "Parzival"

Der Aufsatz gilt den ,,Texten hinter den Texten" der aus dem elsässischen Produktionszusammenhang um Diebold Lauber im 15. Jahrhundert überlieferten Handschriften. Dass das rekonstruktive Potential dieses im deutschsprachigen Mittelalter einmaligen Corpus einer so grossen Gruppe von Handschriften eines einzelnen Skriptoriums bisher nahezu ungenutzt blieb, wird als Resultat einer unbemerkten perspektivischen Verschränkung zweier Wissenschaftsgruppen beschrieben: Wo die Texte der Handschriften überhaupt in den Blick gerieten, geschah dies entweder aus editorisch-kritischem Erkenntnisinteresse oder, den Impulsen jüngerer kunstgeschichtlicher Lauber-Forschung folgend, auf der Suche nach bewusstem, gar gestaltendem Umgang mit dem Text durch das Lauber-Team. Beiden Zugriffen liegen diametral entgegengesetzte Begriffe von textueller ,,Qualität" zugrunde, die schon auf terminologischer Ebene wiederholt zu Missverständnissen geführt haben. Was die systematische, vergleichende Untersuchung der Texte Lauberscher Handschriften - hier anhand von Mehrfachüberlieferungen - sowohl für die Erschliessung von Informationen über den elsässischen Betrieb als auch für den Census der älteren volkssprachigen Überlieferung im deutschen Südwesten zu leisten vermag, zeigen die Beispielanalysen der Lauber-Texte von ,Flore und Blanscheflur' (H, B) und ,Parzival' (m, n, o). In beiden Fällen lassen sprachliche Untersuchungen und paläographische Fehleranalysen der erhaltenen Textzeugen eine Vorlage mit frühem, aus kritischer Perspektive bemerkenswert gutem - von den Lauber-Redaktoren nach diesen Kriterien gewähltem? - Text erkennen. Im Fall von ,Flore und Blanscheflur' stammte mit hoher Wahrscheinlichkeit die Vorlagenhandschrift selber aus dem 13. oder spätestens frühen 14. Jahrhundert; den ,Parzival'-Abschriften dagegen lagen zwei verschiedene zeitgenössische Handschriften zugrunde. Erhellt wird auch der praktische Umgang mit Vorlagenhandschriften im Herstellungsprozess, der bisher im Dunkeln lag: Der Aufsatz belegt, dass in beiden untersuchten Beispielen Handschriften fremder Provenienz als Vorlagenexemplare zur wiederholten Benutzung aufbereitet und dauerhaft verwahrt wurden. Dabei müssen die laubertypischen, gliedernden Zwischenüberschriften auf einem separaten Anweisungsblatt bzw. Faszikel notiert gewesen sein. Ihre vorgesehene Positionierung wurde dem Schreiber vermutlich durch Randmarkierungen im Vorlagenexemplar angezeigt. Besondere Umstände galten für die Vorlagen der drei erhaltenen ,Parzival'-Handschriften: Lauber benutzte offenbar zunächst eine den Lauber-Produkten im Typ ähnliche Bilderhandschrift, die er, da sie beschädigt war, später durch ein anderes Exemplar ersetzte. Dabei handelte es sich wieder um eine Bilderhandschrift gleichen Typs, die nun allerdings nach werkstattüblichem Verfahren über ein separates Anweisungsblatt so aufbereitet wurde, dass sich die Zahl der Illustrationen und Zwischenüberschriften erhöhte. Als wahrscheinlichste Quelle dieser zweimal verfügbaren, textlich zusammengehörenden bebilderten Handschriften ist die sogenannte ,Werkstatt von 1418' auszumachen. Auch andere Hinweise deuten darauf, dass ab etwa den 1440er Jahren eine grössere Gruppe von Handschriften aus dieser älteren Produktion, deren Schwerpunkt die höfische Literatur des 13. Jahrhunderts bildete, in den Bestand Laubers geriet und dessen Programm erweiterte. Die ab dieser Phase in der jüngeren Forschung (Saurma-Jeltsch) beobachtete, scheinbar marktorientiert gezielte Neugestaltung des Programms erweist sich so möglicherweise nur als Folge einer plötzlich verfügbaren neuen Vorlagengruppe.

Über den Einfluss von Neuropeptid Y auf die Amplitude und die Entladungsrate axonterminaler Aktionspotenziale retinaler Ganglienzellen der Klasse R2 und R3 im Tectum opticum während visueller Stimulation der Rotbauchunke Bombina orientalis

Neuropeptid Y (NPY) ist ein potenter Neurotransmitter im zentralen und peripheren Nervensystem der Mammalia. Es ist an der Regulation einer Vielzahl von physiologischen Prozessen beteiligt und scheint auch im retino-tectalen Transfer des visuellen Systems von Anuren eine zentrale Funktion einzunehmen. Die Retina bildet die erste Funktionseinheit bei der Verarbeitung visuellen Inputs. Für die Weiterverarbeitung sind primär das Tectum opticum (TO) und das Praetectum verantwortlich. Es gilt als wahrscheinlich, dass der praetecto-tectale Transfer durch NPY inhibitorisch moduliert wird und damit wesentlichen Einfluss auf die visuelle Mustererkennung und die Dämpfung der tectalen Erregungsausbreitung hat. Die Applikation von NPY auf die Tectumoberfläche schwächt die anfängliche Erregungswelle visuell evozierter Feldpotenziale stark ab und NPY könnte somit Einfluss auf die Axonendknoten retinaler Ganglienzellen des Typs R2, R3 und auch R4 haben. Es können jedoch keine detaillierten Aussagen gemacht werden welche Neuronen in welchem Umfang daran beteiligt sind. Im Rahmen meiner Arbeit, sollte der Einfluss von NPY auf die Spike-Amplitude und die Spike-Rate retinaler Ganglienzellen R2 und R3 bei Bombina orientalis analysiert werden, da diese den größten Input bei der visuellen Mustererkennung liefern und unterschiedliche Funktionen in diesem neuronalen Netzwerk haben. Hierzu wurden visuell evozierte Aktionspotenziale von R2 und R3 Neuronen im TO von Bombina orientalis abgeleitet und mit Hilfe der Analysesoftware Spike 2 bearbeitet und analysiert. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Spike-Amplituden der R2 Neuronen 20 min nach NPY Applikation auf die Tectumoberfläche reduziert werden. Nach einer Erholungsphase 10 min nach Beenden der NPY-Applikation konnte ein Wiederanstieg der Spike-Amplituden gemessen werden, 20 min nach Beenden der NPY-Applikation kam es zu einem Abfall der Spike-Amplituden dessen Ursache unbekannt ist. Ob es ein Artefakt ist oder ob es sich hierbei um einen spezifischen Effekt von R2 Neuronen handelt muss noch geklärt werden. Die Spike-Amplituden der R3 Neuronen waren bereits 10 min nach NPY-Applikation reduziert, ein weitere Abfall der Spike-Amplituden konnte nicht verzeichnet werden. 10 min nach Beenden der NPY-Applikation konnte ein Anstieg der Spike-Amplituden verzeichnet werden, der sich stetig fortsetzte. Bei beiden Neuronentypen wurden 20 min nach Beenden der NPY-Applikation Spike-Amplituden nahe der Ausgangsamplitudenhöhe gemessen. Aufgrund des Verlaufes der R3 Neuronen ist davon auszugehen, dass die Feldpotenziale eher durch R3 Neuronen als durch R2 Neuronen beeinflusst werden, da er dem der Feldpotenziale gleicht. Auch bei der Untersuchung der Spike-Raten konnte eine Beeinflussung durch NPY nachgewiesen werden. Die R2 Neuronen zeigten 10 min nach NPY-Applikation einen Abfall der Spike-Raten der sich nach 20 min weiter fortsetzte. 10 min nach Beenden der NPY-Applikation konnte ein Wiederanstieg der Spike-Raten verzeichnet werden der sich stetig fortsetzte, die Werte blieben jedoch deutlich unter den gemessenen Ausgangswerten ohne eine NPY-Beeinflussung. Bei den R3 Neuronen konnte ein Abfall der Spike-Raten deutlich zeitverzögert nachgewiesen werden. 20 min nach Beenden der NPY-Applikation konnte ein Anstieg der Spike-Rate verzeichnet werden, jedoch gab es keine signifikanten Unterschiede der Spike-Raten zu den Werten ohne NPY-Beeinflussung. Der Vergleich der R2 und R3 Neuronen zeigt, dass bei den der R2 Neuronen ein schnellerer Effekt von NPY nachweisbar ist als die den R3 Neuronen. Aufgrund der von mir nachgewiesene NPY-induzierte Spike-Amplitudenabnahme retinaler R2 und R3 Neuronen muss davon ausgegangen werden, dass die Reduktion der Feldpotential durch NPY eher auf den Einfluss anderer Neuronen als R2 und R3 Neuronen zurückzuführen ist. Weder bei den R2 noch bei den R3 Neuronen konnte eine so schnelle und so starke Beeinflussung der Spike- Amplituden verzeichnet werden. Weiterhin zeigen meine Ergebnisse neuronale Bestätigung der von Funke 2005 beschrieben geringeren Strahlungsintensität sowie der geringeren Glukosemetabolisierung bei der 14C-2-Desoxyglukose Technik. Dies ist in der Form nur auf den Einfluss von R2 und R3 Neuronen zurückzuführen. Die von mir erzielten Ergebnisse stützen die Hypothese, dass NPY den retino-tectalen Signaltransfer inhibitorisch steuert einhergehend mit einer reduzierten Ausschüttung des praetectotectalen Transmitters Glutamat und weisen darauf hin, dass NPY über zwei verschiedene second-messenger vermittelte Prozesse diesen Signaltransfer steuert. Interessant ist in diesem Zusammenhang, dass diese nachhaltige Beeinflussung der visuellen Informationsverarbeitung durch NPY bei Bombina orientalis einem phylogenetisch basalen Vertreter der Anuren nachgewiesen werden konnte. Dies lässt den Schluss zu, dass solche grundlegenden neurochemischen Effekte des retino-tectalen Informationsgefüges evolutionär konserviert sind.

Zukunftskonferenz als Instrument der Schulentwicklung

Der Aufbau Lernender Organisationen ist eine notwendige Antwort auf die zentrale Herausforderung am Ausgang des 20. Jahrhunderts: Unser aller Überleben wird davon abhängen, ob wir den Wandel von der belehrten zur lernenden Gesellschaft schaffen, den Wandel von der bürokratischen Verwaltungsgesellschaft zur offenen Gestaltungsgemeinschaft. Aufgrund der wachsenden Komplexität und des schnelle Wandels sind bürokratische Organisationen alten Typs überfordert, rechtzeitig Antworten zu finden, die der Vielfalt der Problemstellungen gerecht werden. Deshalb müssen sie sich grundlegend wandeln oder sie werden untergehen. Die Schlüsselfrage dabei lautet: Wie können wir die brachliegenden kreativen Ressourcen von Einzelnen und Gruppen erschließen und unsere Organisationen so umbauen, daß notwendiger Wandel nicht Widerstand hervorruft, sondern zu einem Bedürfnis aller wird? Eine vielversprechende Antwort auf diese Frage bietet das hierzulande fast unbekannte Instrument der Zukunftskonferenz.

Sprachentwicklung und Fachlernen im Mechanikunterricht

Die empirische Studie untersucht das Wechselspiel zwischen der fachbezogenen Sprachentwicklung und dem Fachlernen von Schülerinnen und Schülern bei der Einführung in den Kraftbegriff. Sie betrachtet also sowohl sprachliche wie auch kognitive Aspekte des Lernens in der Mechanik. Dafür wurde ein Unterrichtskonzept entwickelt, das den Gebrauch des Fachwortes Kraft in der Wissenschaft und in der alltäglichen Sprache besonders thematisiert. Dieses Unterrichtskonzept basiert auf Empfehlungen und Ergebnissen der Kognitionspsychologie, Linguistik, Philosophie, Sprachlehrforschung und der Didaktiken der Physik und der Fremdsprachen. Im Rahmen des Unterrichts wurden die Schülerinnen und Schüler mit zwei Aufgabentypen konfrontiert: Beim ersten Aufgabentyp waren die Lerner aufgefordert, den Kraftbegriff so zu verwenden, wie es einer fachsprachlich angemessenen Form entspräche, etwa um die Bewegung eines Zuges zu beschreiben. Aufgaben des zweiten Typs sahen vor, dass die Schülerinnen und Schüler kurze Texte danach klassifizierten, ob sie der Alltagssprache oder der Fachsprache angehörten. Diese als Metadiskurs bezeichnete Form der Auseinandersetzung mit sprachlichen Aspekten verhalf den Schülerinnen und Schülern zu einer Gelegenheit, ihr eigenes Verständnis des Kraftbegriffs zu thematisieren. Weiter lieferte der Metadiskurs wichtige Hinweise darauf, ob die Schülerinnen und Schüler sich bei ihren Beurteilungen eher auf formal-sprachliche oder inhaltliche Aspekte der Sprache bezogen. Für die Datenerhebung wurden alle Unterrichtsstunden videografiert und transkribiert. Zusammen mit schriftlichen Arbeitsergebnissen und Tests stand ein umfangreicher Datensatz zur Verfügung, für dessen Auswertung ein inhaltsanalytisches Verfahren Anwendung fand. Die Ergebnisse zeigen, dass das Lernen im Fach Physik bestimmte Ähnlichkeiten mit dem Lernen einer Fremdsprache zeigt: Wenn die Schülerinnen und Schüler den Kraftbegriff fachsprachlich verwenden sollen, sehen sie sich oft einer Alternativentscheidung gegenüber. Entweder sie versuchen, einer fachsprachlichen Form zu gehorchen und verlieren dabei den Inhalt aus den Augen, oder sie konzentrieren sich auf den Inhalt, drücken sich dabei aber in ihrer Alltagssprache aus und folgen Alltagskonzepten, die weit entfernt von den fachlich intendierten liegen. Ähnliche Beobachtungen kann man im Sprachunterricht machen, wenn Schüler eine neue grammatische Regel einüben: Sie konzentrieren sich entweder auf die neu zu erlernende Regel, oder aber auf den Inhalt des Gesagten, wobei sie die grammatische Regel, die an sich Gegenstand der Übung ist, verletzen. Meistens fällt diese Entscheidung derart, dass die Konzentration auf den Inhalt des Gesagten gerichtet ist, nicht oder wenig auf seine Form. Im Unterschied zum Sprachunterricht ist der Physikunterricht allerdings nicht nur darauf gerichtet, fachsprachlich angemessene Formen einzuüben, sondern insbesondere darauf, den Blick für neue und ungewohnte Konzepte zu öffnen. Damit müssen die Schülerinnen und Schüler hier häufig sprachliche und kognitive Hürden zur selben Zeit bewältigen. Die detaillierte Analyse des Metadiskurses zeigt, dass das Problem des Nebeneinanders zweier unterschiedlicher Anforderung entschäft werden kann: Während die Schüler im Metadiskurs unterschiedliche Aspekte der Sprache diskutieren, sind sie eher in der Lage, sowohl formale wie inhaltsbezogene Merkmale der Sprache wahrzunehmen. Der Text referiert weitere Parallelen zwischen dem Physikunterricht und dem Fremdsprachenlernen, sodass die Auffassung gerechtfertigt ist, dass die Fremdsprachendidaktik als Ideenlieferantin dafür dienen kann, neue Verbesserungsmöglichkeiten für den Physikunterricht aufzufinden.

CD-Systems of Restarting Automata

Die vorliegende Arbeit behandelt Restartautomaten und Erweiterungen von Restartautomaten. Restartautomaten sind ein Werkzeug zum Erkennen formaler Sprachen. Sie sind motiviert durch die linguistische Methode der Analyse durch Reduktion und wurden 1995 von Jancar, Mráz, Plátek und Vogel eingeführt. Restartautomaten bestehen aus einer endlichen Kontrolle, einem Lese/Schreibfenster fester Größe und einem flexiblen Band. Anfänglich enthält dieses sowohl die Eingabe als auch Bandbegrenzungssymbole. Die Berechnung eines Restartautomaten läuft in so genannten Zyklen ab. Diese beginnen am linken Rand im Startzustand, in ihnen wird eine lokale Ersetzung auf dem Band durchgeführt und sie enden mit einem Neustart, bei dem das Lese/Schreibfenster wieder an den linken Rand bewegt wird und der Startzustand wieder eingenommen wird. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich hauptsächlich mit zwei Erweiterungen der Restartautomaten: CD-Systeme von Restartautomaten und nichtvergessende Restartautomaten. Nichtvergessende Restartautomaten können einen Zyklus in einem beliebigen Zustand beenden und CD-Systeme von Restartautomaten bestehen aus einer Menge von Restartautomaten, die zusammen die Eingabe verarbeiten. Dabei wird ihre Zusammenarbeit durch einen Operationsmodus, ähnlich wie bei CD-Grammatik Systemen, geregelt. Für beide Erweiterungen zeigt sich, dass die deterministischen Modelle mächtiger sind als deterministische Standardrestartautomaten. Es wird gezeigt, dass CD-Systeme von Restartautomaten in vielen Fällen durch nichtvergessende Restartautomaten simuliert werden können und andererseits lassen sich auch nichtvergessende Restartautomaten durch CD-Systeme von Restartautomaten simulieren. Des Weiteren werden Restartautomaten und nichtvergessende Restartautomaten untersucht, die nichtdeterministisch sind, aber keine Fehler machen. Es zeigt sich, dass diese Automaten durch deterministische (nichtvergessende) Restartautomaten simuliert werden können, wenn sie direkt nach der Ersetzung einen neuen Zyklus beginnen, oder ihr Fenster nach links und rechts bewegen können. Außerdem gilt, dass alle (nichtvergessenden) Restartautomaten, die zwar Fehler machen dürfen, diese aber nach endlich vielen Zyklen erkennen, durch (nichtvergessende) Restartautomaten simuliert werden können, die keine Fehler machen. Ein weiteres wichtiges Resultat besagt, dass die deterministischen monotonen nichtvergessenden Restartautomaten mit Hilfssymbolen, die direkt nach dem Ersetzungsschritt den Zyklus beenden, genau die deterministischen kontextfreien Sprachen erkennen, wohingegen die deterministischen monotonen nichtvergessenden Restartautomaten mit Hilfssymbolen ohne diese Einschränkung echt mehr, nämlich die links-rechts regulären Sprachen, erkennen. Damit werden zum ersten Mal Restartautomaten mit Hilfssymbolen, die direkt nach dem Ersetzungsschritt ihren Zyklus beenden, von Restartautomaten desselben Typs ohne diese Einschränkung getrennt. Besonders erwähnenswert ist hierbei, dass beide Automatentypen wohlbekannte Sprachklassen beschreiben.

Amphiphile Verbindungen der 14. Gruppe - Synthese, Eigenschaften und Anwendungen von Organosilanolen

Im Rahmen dieser Dissertation wurde an der Darstellung stabiler, amphiphiler Silantriole gearbeitet. Es ist gelungen eine kontinuierliche Reihe sukzessive um CH2-Einheiten verlängerter Silantriole des Typs H3C(CH2)nC(CH3)2Si(OH)3 (n = 1-5) durch eine vierstufige Synthesesequenz ausgehend von n-Alkylbromiden herzustellen und zum Teil röntgenographisch zu untersuchen. Ihre oberflächenaktiven Eigenschaften in wässrigen Lösungen konnten erstmals mittels Oberflächenspannungsmessungen belegt werden. Durch gezielte Kondensationsreaktionen mit Trifluoressigsäure wurden ausgehend von den oben beschriebenen Silantriolen selektiv die entsprechenden Disiloxan-Tetrole erhalten und ebenfalls zum Teil durch Röntgenstrukturanalysen charakterisiert. Als weitere Kondensationsprodukte der Silantriole konnten die ersten Octasilsesquioxane mit tertiären Kohlenstoff-Substituenten durch Umsetzungen mit n-Bu4NF selektiv und in hohen Ausbeuten erhalten und ebenfalls röntgenographisch identifiziert werden. Es wurde an der Darstellung Aryl-substituierter Silantriole RSi(OH)3 (R = Mesityl-, Xylyl- und Tetramethyl-phenyl-) gearbeitet. Diese zeichnen sich jedoch durch ihre hohe Instabilität in Lösung und im Festkörper aus und konnten zum Teil nur zusammen mit ihren primären Kondensationsprodukten erhalten werden. Darüber hinaus wurden stabile Silandiole des Typs R(t-Bu)Si(OH)2 (R = n-Butyl und n-Pentyl) sowie das (o-CF3C6H4)2Si(OH)2 in hohen Ausbeuten und selektiv synthetisiert. Die Festkörpereigenschaften des (o-CF3C6H4)2Si(OH)2 sowie seiner Vorstufe (o-CF3C6H4)2SiCl2 konnten durch Kristallstrukturanalysen genauer untersucht werden. In der Arbeit wurden die ersten Anwendungen von Silanolen als Silan-Kupplungsreagenzien bei der Oberflächenmodifizierung von Glas beschrieben. Im Gegensatz zu gängigen säureassistierten Beschichtungen zeichnen sich diese Silanol-Beschichtungen durch eine deutlich höhere Hydrophobizität aus. Dies konnte durch Kontaktwinkel- und Zeta-Potential-Messungen bestätigt werden. Durch Röntgenreflektivitäts- und Sarfus-Messungen ist die Ausbildung von Monolagen im Falle von t-BuSi(OH)3-beschichteten Oberflächen plausibel. Die Oberflächenmorphologie der Silantriol-Beschichtungen wurde mittels AFM-Messungen untersucht. Die Si(OH)3-Funktion konnte in der vorliegenden Arbeit als ein neues Pharmakophor etabliert werden. Die Silantriole CySi(OH)3, TerSi(OH)3 und CH3CH2C(CH3)2Si(OH)3 (Cy = Cyclohexyl, Ter = Terphenyl) sind in der Lage das Enzym Acetylcholinesterase reversibel zu hemmen. Dabei zeigt das CySi(OH)3 mit 45 % relativ zur Kontrolle die höchste Inhibition.

Context as a Service

In the vision of Mark Weiser on ubiquitous computing, computers are disappearing from the focus of the users and are seamlessly interacting with other computers and users in order to provide information and services. This shift of computers away from direct computer interaction requires another way of applications to interact without bothering the user. Context is the information which can be used to characterize the situation of persons, locations, or other objects relevant for the applications. Context-aware applications are capable of monitoring and exploiting knowledge about external operating conditions. These applications can adapt their behaviour based on the retrieved information and thus to replace (at least a certain amount) the missing user interactions. Context awareness can be assumed to be an important ingredient for applications in ubiquitous computing environments. However, context management in ubiquitous computing environments must reflect the specific characteristics of these environments, for example distribution, mobility, resource-constrained devices, and heterogeneity of context sources. Modern mobile devices are equipped with fast processors, sufficient memory, and with several sensors, like Global Positioning System (GPS) sensor, light sensor, or accelerometer. Since many applications in ubiquitous computing environments can exploit context information for enhancing their service to the user, these devices are highly useful for context-aware applications in ubiquitous computing environments. Additionally, context reasoners and external context providers can be incorporated. It is possible that several context sensors, reasoners and context providers offer the same type of information. However, the information providers can differ in quality levels (e.g. accuracy), representations (e.g. position represented in coordinates and as an address) of the offered information, and costs (like battery consumption) for providing the information. In order to simplify the development of context-aware applications, the developers should be able to transparently access context information without bothering with underlying context accessing techniques and distribution aspects. They should rather be able to express which kind of information they require, which quality criteria this information should fulfil, and how much the provision of this information should cost (not only monetary cost but also energy or performance usage). For this purpose, application developers as well as developers of context providers need a common language and vocabulary to specify which information they require respectively they provide. These descriptions respectively criteria have to be matched. For a matching of these descriptions, it is likely that a transformation of the provided information is needed to fulfil the criteria of the context-aware application. As it is possible that more than one provider fulfils the criteria, a selection process is required. In this process the system has to trade off the provided quality of context and required costs of the context provider against the quality of context requested by the context consumer. This selection allows to turn on context sources only if required. Explicitly selecting context services and thereby dynamically activating and deactivating the local context provider has the advantage that also the resource consumption is reduced as especially unused context sensors are deactivated. One promising solution is a middleware providing appropriate support in consideration of the principles of service-oriented computing like loose coupling, abstraction, reusability, or discoverability of context providers. This allows us to abstract context sensors, context reasoners and also external context providers as context services. In this thesis we present our solution consisting of a context model and ontology, a context offer and query language, a comprehensive matching and mediation process and a selection service. Especially the matching and mediation process and the selection service differ from the existing works. The matching and mediation process allows an autonomous establishment of mediation processes in order to transfer information from an offered representation into a requested representation. In difference to other approaches, the selection service selects not only a service for a service request, it rather selects a set of services in order to fulfil all requests which also facilitates the sharing of services. The approach is extensively reviewed regarding the different requirements and a set of demonstrators shows its usability in real-world scenarios.

Systems of Parallel Communicating Restarting Automata

In der vorliegenden Dissertation werden Systeme von parallel arbeitenden und miteinander kommunizierenden Restart-Automaten (engl.: systems of parallel communicating restarting automata; abgekürzt PCRA-Systeme) vorgestellt und untersucht. Dabei werden zwei bekannte Konzepte aus den Bereichen Formale Sprachen und Automatentheorie miteinander vescrknüpft: das Modell der Restart-Automaten und die sogenannten PC-Systeme (systems of parallel communicating components). Ein PCRA-System besteht aus endlich vielen Restart-Automaten, welche einerseits parallel und unabhängig voneinander lokale Berechnungen durchführen und andererseits miteinander kommunizieren dürfen. Die Kommunikation erfolgt dabei durch ein festgelegtes Kommunikationsprotokoll, das mithilfe von speziellen Kommunikationszuständen realisiert wird. Ein wesentliches Merkmal hinsichtlich der Kommunikationsstruktur in Systemen von miteinander kooperierenden Komponenten ist, ob die Kommunikation zentralisiert oder nichtzentralisiert erfolgt. Während in einer nichtzentralisierten Kommunikationsstruktur jede Komponente mit jeder anderen Komponente kommunizieren darf, findet jegliche Kommunikation innerhalb einer zentralisierten Kommunikationsstruktur ausschließlich mit einer ausgewählten Master-Komponente statt. Eines der wichtigsten Resultate dieser Arbeit zeigt, dass zentralisierte Systeme und nichtzentralisierte Systeme die gleiche Berechnungsstärke besitzen (das ist im Allgemeinen bei PC-Systemen nicht so). Darüber hinaus bewirkt auch die Verwendung von Multicast- oder Broadcast-Kommunikationsansätzen neben Punkt-zu-Punkt-Kommunikationen keine Erhöhung der Berechnungsstärke. Desweiteren wird die Ausdrucksstärke von PCRA-Systemen untersucht und mit der von PC-Systemen von endlichen Automaten und mit der von Mehrkopfautomaten verglichen. PC-Systeme von endlichen Automaten besitzen bekanntermaßen die gleiche Ausdrucksstärke wie Einwegmehrkopfautomaten und bilden eine untere Schranke für die Ausdrucksstärke von PCRA-Systemen mit Einwegkomponenten. Tatsächlich sind PCRA-Systeme auch dann stärker als PC-Systeme von endlichen Automaten, wenn die Komponenten für sich genommen die gleiche Ausdrucksstärke besitzen, also die regulären Sprachen charakterisieren. Für PCRA-Systeme mit Zweiwegekomponenten werden als untere Schranke die Sprachklassen der Zweiwegemehrkopfautomaten im deterministischen und im nichtdeterministischen Fall gezeigt, welche wiederum den bekannten Komplexitätsklassen L (deterministisch logarithmischer Platz) und NL (nichtdeterministisch logarithmischer Platz) entsprechen. Als obere Schranke wird die Klasse der kontextsensitiven Sprachen gezeigt. Außerdem werden Erweiterungen von Restart-Automaten betrachtet (nonforgetting-Eigenschaft, shrinking-Eigenschaft), welche bei einzelnen Komponenten eine Erhöhung der Berechnungsstärke bewirken, in Systemen jedoch deren Stärke nicht erhöhen. Die von PCRA-Systemen charakterisierten Sprachklassen sind unter diversen Sprachoperationen abgeschlossen und einige Sprachklassen sind sogar abstrakte Sprachfamilien (sogenannte AFL's). Abschließend werden für PCRA-Systeme spezifische Probleme auf ihre Entscheidbarkeit hin untersucht. Es wird gezeigt, dass Leerheit, Universalität, Inklusion, Gleichheit und Endlichkeit bereits für Systeme mit zwei Restart-Automaten des schwächsten Typs nicht semientscheidbar sind. Für das Wortproblem wird gezeigt, dass es im deterministischen Fall in quadratischer Zeit und im nichtdeterministischen Fall in exponentieller Zeit entscheidbar ist.

Die Carbonylierung acyclischer Diaminocarbene

Das Dissertationsprojekt befasst sich mit dem synthetischen Potential acyclischer Diaminocarbene (aDACs; Verbindungen des Typs (R2N)2C:) und prüft dabei insbesondere deren Reaktivität gegenüber Kohlenmonoxid (CO). Grundlage des Vorhabens ist eine Aufsehen erregende Beobachtung von SIEMELING et al. (Chem. Sci., 2010, 1, 697): Der Prototyp der aDACs, das Bis(diisopropylamino)carben, ist in der Lage CO zu aktivieren. Dabei wird zunächst ein intermediäres Keten des Typs (R2N)2C=C=O generiert, das in Folge einer intramolekularen Reaktion ein stabiles β-Lactamderivat ausbildet. Eine Sensation, schließlich ging man in der Fachwelt bis dato davon aus, dass cyclische und acyclische Diaminocarbene für derartige Reaktionen nicht elektrophil genug seien. Ziel der vorliegenden Arbeit war eine systematische Auslotung der aDAC-Reaktivität gegenüber CO. Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen ist es gelungen, das Feld der literaturbekannten aDACs von 12 auf 19 zu erweitern. Die Carbene, ihre Formamidiniumsalz-Vorstufen, sowie die korrespondierenden Carben–Metallkomplexe konnten in den meisten Fällen vollständig charakterisiert werden. Es konnte gezeigt werden, dass manche Isopropyl-substituierten aDACs in inertem Lösemittel einer β-Umlagerung unterliegen sowie, dass eine solche intramolekulare Reaktivität innerhalb dieser Substanzklasse nicht trivial ist: Zum Teil ganz ähnlich substituierte aDACs sind in Lösung unbegrenzt haltbar. Die Reaktivität gegenüber CO konnte an etwa einem Dutzend aDACs studiert werden. Lediglich in einem Fall zeigte sich das Carben inert. In einem sterisch überfrachteten Fall entstand in einer regio- und stereoselektiven Folgereaktion ein biologisch aktives bicyclisches β-Lactamderivat. In den meisten Fällen ergaben sich betainische Oxyallylspezies des Typs [(R2N)2C]2CO als intermolekulare Folgeprodukte. Die mechanistische Scheidelinie zwischen intra- und intermolekularer Keten-Folgereaktion konnte anhand der Carbonylierung sterisch ganz ähnlich substituierter aDACs aufgezeigt werden. Die gewonnenen Erkenntnisse liefern deutliche Hinweise darauf, dass das chemische Verhalten der aDACs gegenüber CO eher durch feinste elektronische Unterschiede als durch den sterischen Anspruch der Carben-Substituenten beeinflusst wird. Mit Hilfe von In-Situ-IR-Spektroskopie gelang es in manchen Fällen, bei denen eine Isolierung der Carbonylierungsprodukte nicht glückte, die Generierung hochreaktiver Oxyallylspezies zu belegen. Weiterhin konnte im Zuge der In-Situ-IR-Studien das zuvor nur postulierte Diaminoketen als primäres Carbonylierungsprodukt dingfest gemacht werden (ν(C=C=O) = 2085 1/cm): Es handelt sich hierbei um den ersten experimentellen Nachweis eines Diaminoketens überhaupt.