Dynamische Module

Computeralgebra-Systeme (CAS) werden in Forschung und Lehre sowie in der Industrie eingesetzt. Sie sind dabei nicht isolierte Werkzeuge der reinen Mathematik sondern werden als Teil einer anwendungsspezifischen Systemumgebung aufgefaßt. Dabei entsteht bei Anwendern häufig der Bedarf, das CAS effizient und flexibel durch eigene, in einer Programmiersprache wie C implementierte Funktionen zu erweitern. Das vorliegende Buch stellt hierzu das Konzept der Dynamischen Module vor, das es dem Anwender erlaubt, derartige Funktionen in einfacher Weise zu erstellen und zur Laufzeit dynamisch in das CAS einzubinden. Inhalt Einleitung - Das Konzept der dynamischen Module - Eine Modulverwaltung für MuPAD - Ein Modulgenerator für MuPAD - Anmerkung zu MuPAD Release 1.3 - C-caller Versionen von CA-Systemen - Ein CA-Compiler für MuPAD "... The book is a technical description of the concrete realization of dynamical modules within MuPAD. The main audience of the book are developers of computer algebra systems or users who want to know precisely what happens internally." . W. M. Seiler, Zeitschrift für Mathematik, Berlin

Klappentext

Mit der zunehmenden Verbreitung von Computeralgebra-Systemen (im folgen­ den auch CA-System oder CAS gennant) kommt bei den Anwendern immer h?ufiger der Wunsch auf, eigene Algorithmen nicht nur in der durch das CA­ System definierten Programmiersprache sondern auch in Standardsprachen wie PASCAL, C oder C++ zu implementieren und in das CA-System zu integrieren. Auf diese Weise k?nnten zugleich viele bereits bestehende Softwarepakete als zus?tzliche Algorithmen innerhalb des CA-Systems angeboten werden. Der Quellcode der genannten Standardsprachen wird dabei durch einen Compiler in direkt ausruhrbaren Maschinencode iibersetzt. Daher bieten diese Spra­ chen gegeniiber den mathematisch orientierten CA-Sprachen meist ei ne deutlich h?here Effizienz sowie den Zugriff auf alle Eigenschaften des zugrundeliegenden Betriebssystems - und damit mehr Flexibilit?t. Neben extrem schnellen AIgo­ rithmen - z.B. durch die Verwendung von maschinennahen Datenstrukture- w?re damit eine nahezu beliebige und von ggf. existierenden Beschr?nkungen der CA-Sprache unabh?ngige Erweiterung des CA-Systems m?glich. Die vorliegende Arbeit besch?ftigt sich mit dem Entwurf und der Implemen­ tation von Methoden zum dynamischen Einbinden von Bin?r-jMaschinencode­ Funktionen in Computeralgebra-Systeme. Diese Funktionen werden, analog zu den in CA-Systemen iiblichen Library-Konzepten, in speziellen Funktionsbiblio­ theken (sogenannte dynamische ]V[ odule) zusammengefaBt und konnen vom An­ wender - oder auch automatisch - w?hrend einer CA-Sitzung eingeladen und - aus Griinden einer effizienten Speichernutzung sowie der Unterstiitzung des rapid prototyping - auch wieder aus dem CA-System ausgeladen werden.

Inhalt
1 Einleitung.- 2 Das Konzept der dynamischen Module.- 3 Eine Modulverwaltung für MuPAD.- 4 Ein Modulgenerator für MuPAD.- 5 Anmerkungen zu MuPAD Release 1.3.- 6 C-caller Versionen von CA-Systemen.- 7 Ein CA-Compiler für MuPAD.- 8 Schlußwort.- A Anhang.- A.l Weitere Beispiele zur Modulprogrammierung.- A.1.1 Berechnung von Drachenkurven.- A.1.2 Modulfunktion mit generischen Objekten.- A.1.3 Eine schnelle Sinusfunktion.- A.1.4 Text basierte Interprozeßkommunikation.- A.2 Kurzbeschreibungen.- A.2.1 Die Systemfunktionen der Modulverwaltung.- A.2.2 Kurzbeschreibung der Library module.- A.2.3 Kurzbeschreibung des Moduls stdmod.- A.2.4 Kurzbeschreibung des Moduls slave.- A.2.5 Kurzbeschreibung des Modulgenerators.- A.3 Literaturverzeichnis.- A.4 Glossar.