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1989 | Buch

Simulation dynamischer Systeme

Grundwissen, Methoden, Programme

verfasst von: Hartmut Bossel

Verlag: Vieweg+Teubner Verlag

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Über dieses Buch

1. Systemanalyse: Eine Einführung 1. 0 Überblick Unsere Wirklichkeit wird nicht so sehr geprägt durch die Einzelfunktionen ihrer vielen Bestandteile, sondern vielmehr durch deren Zusammenwirken. Manche Kom­ ponenten wirken stark aufeinander, andere nur schwach, weitere schließlich haben überhaupt nichts miteinander zu tun. Wir verwenden das Wort 'System', um damit eine Anzahl von Bestandteilen abzugrenzen, die untereinander relativ stark, mit ihrer gemeinsamen Systemumwelt aber nur relativ schwach interagieren und das so, daß man dem beobachteten Verhalten dieses Systems einen 'Zweck' zuordnen kann. Bei näherer Betrachtung ist unsere Realität voll solcher Systeme, und sogar voller Sy­ steme von Systemen: Menschen, Tiere, Pflanzen, Ökosysteme, Maschinen, Fabriken, Städte, Staaten. Um die Rolle der Systemanalyse zu diskutieren, befassen wir uns hier beispielhaft mit den komplexesten dieser Systeme: mit natürlichen Systemen (Orga­ nismen und Ökosystemen). Im Laufe der Evolution haben nur diejenigen natürlichen Systeme überleben können, denen es gelungen ist, Systemprozesse zu entwickeln, die ihre Erhaltung sichern, d. h. , die die Fähigkeit erworben haben, auch unter schwierigen und unerwarteten Bedin­ gungen zu überleben. Allerdings sind die meisten natürlichen Systeme nicht in der Lage, erfolgreich mit den schweren Störungen fertigzuwerden, die ihnen durch den hohen Ressourcenverbrauch und die Umweltbelastungen der modernen Gesell­ schaften aufgezwungen werden. Um die Zerstörung der ökologischen Basis und der natürlichen Ressourcen zu vermeiden, müssen wir lernen, diese Systeme in ihrem Verhalten besser zu verstehen und die Folgen unserer Handlungen zuverlässig abzu­ schätzen. Das Werkzeug für diese Aufgabe ist die Systemanalyse.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
0. Überblick und Vorbemerkungen
Zusammenfassung
Stetigkeit in allen Bereichen des täglichen Lebens, der Wirtschaft, der Technik, der natürlichen Ökosysteme verdanken wir bei näherem Hinsehen allein dem eingespielten Fließgleichgewicht und damit dem ständigen Fließen von Materie, Energie und Information. Wo dieses Fließgleichgewicht nicht gegeben ist, kommt es zu dynamischen Veränderungen. Mit wachsenden technischen Möglichkeiten beschleunigt sich mit der Stärke der Eingriffe in dynamische Systeme auch deren Dynamik. Die Erhaltung von Fließgleichgewichten oder auch nur die Beherrschung von Veränderungen und ihren Folgen werden zunehmend schwieriger. In allen Bereichen der Wissenschaft, Technik, Wirtschaft und Politik wächst damit der Bedarf nach kompetentem Umgang mit komplexen dynamischen Systemen.
Hartmut Bossel
1. Systemanalyse: Eine Einführung
Zusammenfassung
Unsere Wirklichkeit wird nicht so sehr geprägt durch die Einzelfunktionen ihrer vielen Bestandteile, sondern vielmehr durch deren Zusammenwirken. Manche Komponenten wirken stark aufeinander, andere nur schwach, weitere schließlich haben überhaupt nichts miteinander zu tun. Wir verwenden das Wort ’System’, um damit eine Anzahl von Bestandteilen abzugrenzen, die untereinander relativ stark, mit ihrer gemeinsamen Systemumwelt aber nur relativ schwach interagieren und das so, daß man dem beobachteten Verhalten dieses Systems einen ’Zweck’ zuordnen kann. Bei näherer Betrachtung ist unsere Realität voll solcher Systeme, und sogar voller Systeme von Systemen: Menschen, Tiere, Pflanzen, Ökosysteme, Maschinen, Fabriken, Städte, Staaten. Um die Rolle der Systemanalyse zu diskutieren, befassen wir uns hier beispielhaft mit den komplexesten dieser Systeme: mit natürlichen Systemen (Organismen und Ökosystemen).
Hartmut Bossel
2. Grundwissen der Modellbildung und Simulation
Zusammenfassung
Die Modellierung dynamischer Systeme erfordert die Kenntnis einiger grundlegender Fakten und Techniken, die in diesem Kapitel entwickelt werden.
Hartmut Bossel
3. Verhalten und Stabilität dynamischer Systeme
Zusammenfassung
Im Kapitel 2 haben wir uns anhand einiger einfacher Modelle mit dem Verfahren der Modellbildung und Computersimulation vertraut gemacht. Bei diesen kleinen Modellen begegnet uns bereits eine Vielfalt von Verhaltensweisen: exponentielles Wachstum und Zerfall, Wachstum mit Sättigung, Schwingungen, Stabilität oder Instabilität als Folge von Rückkopplungen, erzwungenes Verhalten durch aufgeprägte Umwelteinwirkungen, sowie bestimmte Besonderheiten bei nichtlinearen Systemen.
Hartmut Bossel
4. Simulationsmodelle
Zusammenfassung
In den vorangegangenen drei Kapiteln wurden die Grundlagen der Systemanalyse, der Modellbildung, der Computersimulation sowie des Verhaltens und der Stabilität dynamischer Systeme entwickelt. Die dabei verwendeten Simulationsmodelle waren klein und erfüllten vor allem didaktische Zwecke.
Hartmut Bossel
5. Anhang
Hartmut Bossel
Backmatter
Metadaten
Titel
Simulation dynamischer Systeme
verfasst von
Hartmut Bossel
Copyright-Jahr
1989
Verlag
Vieweg+Teubner Verlag
Electronic ISBN
978-3-322-87782-6
Print ISBN
978-3-528-04746-7
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-322-87782-6