Anleitungen
Inhaltsverzeichnis
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Ich habe dieses Verzeichnis mit grep extrahiert, und ein wenig editiert.
Um zu einem Aufsatz zu gelangen, die Suchfunktion benutzen.
Manche Themen wurden mehrmals besprochen, ich habe alle Überschriften daringelassen:
Es gibt dann so viele Zuschriften wie Inhalts-Zeilen
--
Uwe Pilz
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Fernzugriff auf Rechner via VNC
Fast Fourier Transformation
ÆSOPUS
C++-Bibliothek zur Matrizenrechnung
Scilab
Intervall-Newton-Verfahren
Neuigkeiten_für_C++/MFC-Entwickler
Methode der kleinsten Quadrate
Parser_für_C++_in der c't
Auslöschung_bei_Gleitkommazahlen
BOINC
polare_Ringe_um_Neptun rechnerisch möglich?
Cygwin
paralleles Programmieren & Algorithmen
Dislin
Kimmtiefe
Memento
das Halley-Verfahren
Virtuelle Observatorien
Dispersion des Glases
Geostation=E4re_Sat?=
PDM - Phase Dispersion Minimization
Be a Martian
Helligkeitsverläufe in Galaxien
Singletons und Demanding Server
Singletons und Demanding Server
Doppler-Tomographie
Himmelsauschnitt
Himmelsauschnitt
Himmelsauschnitt
Himmelsauschnitt
Pathfinder-Fehler
CSharpFits_und_weitere_Bibliotheken für_das_FITS-Format
Berechnung kosmologischer Modelle mit CMBFAST
Where is M13
Magnetic Doppler Imaging
Magnetic Doppler Imaging
Halo-Simulation
Virtuelle Maschinen
Virtuelle Maschinen
Virtuelle Maschinen
CSharpFits_und_weitere_Bibliotheken für_das_FITS-Format
Lindblad-Resonanz
Kubische Splines
Zernike-Polynome_für_die_Astro-Optik
Kondition=Konsistenz=Stabilität
Reihenentwicklungen
Antipattern
Staubmonde der Erde
Reihenentwicklungen
Entfernungen in der Kosmologie
LOFAR
LOFAR
Photometrie und DAOPHOT
Photometrie und DAOPHOT
Nachrichtensammlung
Photometrie und DAOPHOT
Photometrie und DAOPHOT
Model - View - Controller
Astrowetterseiten
Astrowetterseiten
Astrowetterseiten
OT: Wetterseiten
OT: Wetterseiten
Visualisierung in der Kosmologie - ParaView
Delta T
Virtuelle Observatorien II: IVOA
Magnetohydrodynamik
Graphische Koprozessoren
Graphische Koprozessoren
Graphische Koprozessoren
Berechnung mit GPU's
A GPU-Computing Approach to Solar Stokes Profile
The Astro-WISE datacentric information system
The Astro-WISE datacentric information system
The Astro-WISE datacentric information system
The Astro-WISE datacentric information system
The Astro-WISE datacentric information system
The Astro-WISE datacentric information system
astro-ph
The Astro-WISE datacentric information system
astro-ph
astro-ph
The Astro-WISE datacentric information system
astro-ph
Nukleosynthese I
astro-ph
astro-ph
astro-ph
Bolschoi Simulation
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Das Zirkular selbst:
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From Helmut.Jahns at gmx.de Fri Aug 21 21:41:22 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Fri, 21 Aug 2009 21:41:22 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Zirkular: Fernzugriff auf Rechner via VNC
Message-ID: {4A8EF862.4060706@gmx.de}
Liebe Sternfreunde.
Manchmal möchte man gern über das Internet auf einen anderen Rechner in
der Ferne zugreifen. Die Rede ist nicht davon, fremde Systeme zu hacken,
sondern vielmehr das Teilen eines Desktops.
In einem Firmennetzwerk kann ein Helpdesk sich oftmals den Bildschirm
des Benutzers anzeigen lassen. Wenn man Vergleichbares über das Internet
durchführen möchte, stößt man mit Windows-Bordmitteln rasch an Grenzen.
An dieser Stelle muß man Zusatzsoftware heranziehen.
Eines dieser Tools ist *UltraVNC* (VNC: Virtual Network Computing). Es
ermöglicht einen Zugriff, obwohl ein Router zwischengeschaltet ist. In
der c't 5/2008 (auch online zu beziehen) wurde ein Artikel
veröffentlicht, worin die Vorgehensweise im Detail beschrieben wird. Mit
Hilfe eines solchen Tools bekommt man nicht nur den Bildschirm des
Remote-Rechners angezeigt, sondern kann auch die gewohnten Maus- und
Tastaturaktionen ausführen.
Unter *Linux* stehen vergleichbare Programme wie z.B. TightVNC zur
Verfügung.
Der Nutzen ist vor allem in zwei Dingen zu sehen: so ziemlich jeder von
Euch kam schon mal in Verlegenheit, Freunden, Bekannten oder Kollegen
bei der Konfiguration eines Rechners zu helfen. Mit einer VNC-Verbindung
entfällt die Notwendigkeit, vor Ort sein zu müssen. Erläuterungen und
Anweisungen gleichzeitig telefonisch zu übermitteln ist im Zeitalter von
DSL und Flatrate kein Problem mehr. Zudem kann der Helfer stets mit der
Konfiguration des heimischen PC vergleichen.
Zum anderen - und hier kommt der computerastronomische Aspekt ins Spiel
- ist es eine hervorragende Möglichkeit, gemeinsame Projekte am
Bildschirm zu besprechen, ohne daß Reiseaufwand entsteht.
Viele Grüße
Helmut
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20090821/794732c6/attachment.htm
From Helmut.Jahns at gmx.de Thu Jul 2 14:32:27 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Thu, 02 Jul 2009 14:32:27 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Zirkular: Fast Fourier Transformation
Message-ID: {4A4CA8DB.40407@gmx.de}
Liebe Sternfreunde.
In einer Meßreihe Periodizitäten zu finden ist eine häufige Aufgabe,
nicht nur in der astronomischen, sondern auch in der physikalischen und
technischen Programmierung.
Als einfachstes Beispiel nehmen wir die Sinuskurve f(t) = a sin(wt). Die
Periode erkennt man leicht: T = 2p/w. Was aber, wenn man eine Kurve der Form
vorliegen hat? Hier liegen die Dinge nicht so trivial. Man erkennt zwar,
daß es sich um eine Überlagerung irgendwelcher Frequenzen handelt, aber
nicht mehr auf Anhieb, wieviele und vor allem welche Frequenzen
beteiligt sind.
Ab hier beginnt das Einsatzgebiet der *Fourier-Transformation*. Die
Fourier-Transformation konvertiert eine gegebene Funktion der Zeit f(t)
in eine Funktion der Frequenz g(w). Wenn man g(w) hat, lassen sich die
Frequenzanteile direkt ablesen. Die Fourier-Transformation ist obendrein
umkehrbar.
Bei der Fourier-Transformation wird versucht, eine gegebene Kurve als
Summe mehrerer trigonometrischer (sin, cos) Funktionen mit aufsteigenden
Frequenzen aufzufassen, und zwar in der Form
Dieses Prinzip läßt sich auch auf diskrete Daten, z.B. äquidistante
Meßwerte, anwenden. Es gibt mehrere Varianten zur Berechnung der
Fourier-Transformation. Die sicherlich meistverbreitete ist die *Fast
Fourier Transformation (FFT)*, die am Rechner relativ leicht zu
implementieren ist. Es gibt zahlreiche Beispielimplementationen hierzu.
Der Wikipedia habe ich eine recht eingängige Musterimplementation
http://de.wikipedia.org/wiki/Schnelle_Fourier-Transformation#Implementierung_.28Pseudocode.29
in Pseudocode entnommen:
Mit der obigen Darstellung möchte man am liebsten drauflos
programmieren. Der Wertebereich des resultierenden Arrays erstreckt sich
von -Abtastfrequenz bis +Abtastfrequenz, wobei sich die Abtastfrequenz
aus dem zeitlichen Abstand zweier benachbarter Meßpunkte ergibt.
Die Ausführungsgeschwindigkeit der FFT skaliert mit der Ordnung
O(N*log²N). Ein Nachteil ist, daß die Anzahl der Elemente des
Eingabearrays einer Zweierpotenz entsprechen muß. Das Array kann
allerdings bis zur nächsten Zweierpotenz mit Nullen aufgefüllt werden.
Wer die FFT auf die Daten der obenstehenden Grafik anwendet, wird einen
Graphen für das Ergebnis-Array bekommen, welche die Frequenzanteile
enthält und ähnlich wie diese aussieht:
Daraus kann man ablesen, daß für die ursprüngliche Funktion drei
Frequenzen beteiligt sind, und zwar 1.0, 0.4 und 0.25. Streng genommen
sollten bei periodischen Funktionen auch negative Frequenzen beachtet
werden - aus Symmetriegründen beschränkt man sich auf die positiven Anteile.
Die Fourier-Transformation leistet in der Astronomie und Physik wichtige
Dienste. Hier ein paar Beispiele:
* Analyse des Sonnenzyklus
* Analyse der Lichtkurve bei Veränderlichen (z.B. beim Algol-Typ)
* Bild- und Signalverarbeitung (Tiefpass zur Rauschunterdrückung,
Bewegungsdetektion z.B. bei adaptiver Optik (Stichwort
Kreuzkorrelation))
Auch ein optisches Prisma wirkt gewissermaßen wie eine
Fourier-Transformation.
Theoretische Physiker nutzen die Fourier-Transformation ebenfalls oft.
Wenn z.B. eine Differentialgleichung nicht lösbar ist, so kann man sie
in den *Frequenzraum* transformieren, um zu sehen, ob sie dort lösbar
ist. Falls ja, so löst man dort die Gleichung und nutzt die
Umkehrbarkeit für eine Rücktransformation der gefundenen Lösung aus.
Kein Beispiel aus der Astronomie, sondern eine eher alltägliche
Anwendung ist der HiFi-Equalizer http://de.wikipedia.org/wiki/Equalizer.
Das Anwendungsgebiet der Fourier-Transformation ist vielgestaltig. Wer
mit wechselnden astronomischen Programmierprojekten zu tun hat, wird
wahrscheinlich früher oder später damit konfrontiert.
Viele Grüße und reichlich klaren Himmel wünscht
Helmut
-------------- nächster Teil --------------
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-------------- nächster Teil --------------
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From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jul 25 04:59:39 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 25 Jul 2009 04:59:39 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] =?iso-8859-15?q?Zirkular=3A_=C6SOPUS?=
Message-ID: {4A6A751B.1000402@gmx.de}
Liebe Sternfreunde.
Das Observatorium Padua hostet ein Webfrontend namens ÆSOPUS
http://stev.oapd.inaf.it/cgi-bin/aesopus, welches die Berechnung der
*Opazität* (Lichtundurchlässigkeit) eines idealen Gases vornimmt. Als
Eingabeparameter werden die Temperatur T, ein Parameter R (=r/T^6,
r:Dichte) und die chemische Zusammensetzung des Gases entgegengenommen.
Für mehr als 800 Gase (sowohl atomar als auch molekular) liegen
Parametersätze zur Opazitätsberechnung vor. Dabei können auch Mischungen
verschiedener Gase samt ihrer anteiligen Zusammensetzung beliebig
konfiguriert werden.
Diese Tool wurde Astrophysikern zur Verfügung gestellt, um
Strahlungshaushalte in Sternatmosphären und im Sterninneren besser
untersuchen zu können. Die Opazität hängt von der freien Weglänge der
Photonen ab, und diese wiederum von Gehalt freier Elektronen bzw. dem
Ionisierungsgrad der Materie. Letztlich gelangt man zu den
Ionisierungsenergien der Atome/Moleküle, zur Dichte und zur Temperatur.
Mit Hilfe der Gesetze der Thermodynamik und der Annahme eines
Gleichgewichtszustands lassen sich Gleichungssysteme aufstellen, die auf
numerischem Wege gelöst werden können. Hierbei bieten sich mehrere
Verfahren, z.B. Optimierungsalgorithmen oder das
Newton-Raphson-Verfahren, an.
Es muß beachtet werden, daß die Konvektion von dieser Software nicht
erfaßt wird.
Quelle: http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0907/0907.3248v1.pdf
Viele Grüße
Helmut
-------------- nächster Teil --------------
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URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20090725/0dfdeab1/attachment.htm
From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jun 27 00:02:17 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 27 Jun 2009 00:02:17 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] C++-Bibliothek zur Matrizenrechnung
Message-ID: {4A454569.4050106@gmx.de}
Hallo zusammen,
im Zusammenhang mit dem Doppelsternprojekt habe ich ein Modul zum Lösen
von linearen Gleichungssystemen gebraucht. Dabei bin ich auf die Seite
http://www.techsoftpl.com/matrix/matlite.htm gestoßen. Dort wird eine
Library zur Matrizenrechung zum unentgeltlichen Herunterladen angeboten.
Diese Library beinhaltet neben den Standardoperationen (Multiplizieren,
Invertieren, Determinate) auch das Lösen von Differentialgleichungen.
Die Library liegt in Form einer Headerdatei vor und kann in jeder
Entwicklungsumgebung eingebunden zu werden. Des weiteren gibt es
Democode zur Anschauung.
Ich habe es ausprobiert und festgestellt, daß die Bibliothek relativ
einfach benutzt werden kann. Es braucht sich also niemand mehr den Kopf
wegen der Matrizenrechnung zu zerbrechen.
Wer Verfahren braucht, die etwas "advanced" sind, wie zum Beispiel
Eigenwertberechnung oder gar Hermitesche Matrizen, kann auf die
kostenpflichtige Variante zurückgreifen.
Viele Grüße und allzeit klaren Himmel,
Helmut
------
P.S. Dies ist eine Beispielmeldung für die Nachrichtenticker, den ich
gerne innerhalb der Fachgruppe etablieren möchte, um die
Fachgruppenkommunikation wieder etwas zu beleben (s. Mail von
vergangener Woche). Für den Text habe ich lediglich 15 Minuten gebraucht
(inkl. Nachschlagen von Fakten).
Es wäre wirklich prima, wenn der eine oder andere ebenfalls etwas an die
Liste zu einem interessanten Thema schreiben könnte, welches in in
letzter oder vor längerer Zeit begegnete. Wie ich bereits schrieb: drei
oder vier Sätze genügen auch.
From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jun 27 00:03:03 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 27 Jun 2009 00:03:03 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Zirkular: Scilab
Message-ID: {4A454597.7010502@gmx.de}
Scilab ist eine Alternative zu herkömmlichen Programmiersprachen (C++, C#,
Java, ...) in der Computer-Astronomie.
Scilab bietet viele Werkzeuge "Out of the box", die in der
Computer-Astronomie sehr hilfreich sind. Es ist ein umfangreiches Paket zur
numerischen Mathematik, welches in Frankreich als Alternative zu MatLab
entwickelt wurde, siehe auch http://de.wikipedia.org/wiki/Scilab als für
einen Kurzüberblick. Scilab kann ist kostenlos und kann unter
http://www.scilab.org/download/index_download.php?page=release.html
heruntergeladen werden. Es ist für Windows, LINUX und die gängigen UNIX
Systeme verfügbar.
Man kann Scilab im einfachsten Fall als Taschenrechner nutzen. Es ist aber
auch bestens geeignet für komplexere Berechnungen im Bereich der Astronomie,
wie z. B. Ephemeridenrechnung. Für solche Aufgabenstellungen besitzt Scilab
eine integrierte Programmiersprache.
Scilab bietet alle math. Standardfunktionen, sowie eingebaute
Lösungsalgorithmen für Systeme gewöhnlicher Differenzialgleichgungen.
Außerdem hat es ein umfangreiches Arsenal von Standardoperationen für das
Arbeiten mit Vektoren und Matrizen. Funktionen für die Ausgabe von 2D- und
3D-Grafiken sind ebenfall vorhanden.
Eine Einführung in das Arbeiten mit Scilab in Deutscher Sprache ist unter
http://www.scilab.org/publications/JARAUSCH/PinconD.pdf zu finden.
Gruss
Klaus
From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jun 27 00:03:43 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 27 Jun 2009 00:03:43 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Zirkular: Intervall-Newton-Verfahren
Message-ID: {4A4545BF.5080209@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
es gibt ein bemerkenswertes Verfahren, daß ich Euch nicht vorenthalten
möchte.
Einige von Euch haben sich schon mit Himmelsmechanik befaßt. Ein
zentrales Problem dabei ist die Lösung der Keplergleichung
0 = E - 180°/pi*e*sin(E) - M.
Das Problem mit ihr ist, daß man sie nicht algebraisch nach E auflösen
kann - E kann nur numerisch bestimmt werden, z.B. mit dem Newton-Verfahren:
E(n+1) = E(n) - f(E)/f '(E),
wobei f(E) die rechte Seite der Keplergleichung ist und f '(E) ihre
erste Ableitung.
Ausgehend von einem Startwert für E, den man in die Vorschrift einsetzt,
erhält man einen Näherungswert zum erneuten Einsetzen in die Vorschrift,
usw. Dies wird fortgesetzt, bis man einen Wert bekommen hat, der genau
genug ist, denn mit jedem Iterationsschritt nähert sich E der realen
Lösung an. Das Problem mit dem Newton-Verfahren ist, daß es keine Gewähr
für diese Annäherung (Konvergenz) gibt. Ob dieses Verfahren
funktioniert, hängt von der Wahl der Startwerte ab.
Doch welchen Startwert soll man nehmen? Häufig hat man für ihn keinen
Anhaltspunkt. Gibt es bessere Verfahren, mit denen sich das Dilemma
vermeiden läßt?
Einen Ausweg bietet das Intervall-Newton-Verfahren auf Basis der
Intervallarithmetik http://de.wikipedia.org/wiki/Intervallarithmetik
an. Im Gegensatz zur konventionellen Arithmetik, bei der mit diskreten
Zahlenwerten gerechnet wird, betrachtet die Intervallarithmetik das
Rechnen mit kompletten Intervallen. Die Grundrechenarten, wie wir sie
kennen, gibt es auch bei der Intervallarithmetik (die Addition zweier
Intervalle wird so definiert, daß die Summe zweier Zahlen aus den beiden
Intervallen im Ergebnisintervall garantiert enthalten ist: [a,b]+[c,d] =
[a+c,b+d]). Die übrigen Grundrechenarten werden mit der selben
Anforderung definiert. Eine Besonderheit stellt die Division dar: ihr
Ergebnis können zwei disjunkte Intervalle sein.
Mit Hilfe der Intervallarithmetik kann man das Newton-Verfahren neu
implementieren. Das Intervall-Newton-Verfahren
http://de.wikipedia.org/wiki/Intervallarithmetik#Intervall-Newton_Verfahren
hat nämlich zwei sehr schöne Nebeneffekte: nicht nur, daß die Konvergenz
gegen die Lösungen unabhängig von den Startwerten sichergestellt ist
(vorausgesetzt, es gibt auf dem Startintervall mindestens eine Lösung),
sondern man bekommt zudem alle Lösungen, wenn die Gleichung mehrere
besitzt! In diesem Falle zerfällt das Intervall bei irgendeinem
Iterationsschritt in mehrere Teilintervalle (durch die Division), von
denen jedes wiederum eine Lösung enthält (das Abbruchkriterium ist die
abnehmende Intervallbreite - der Abstand der Nullstellen muß darüber
liegen). Gibt es hingegen keine Lösung, so bekommt man ein Leerintervall
und kann das Iterieren abbrechen.
Mir ist keine Programmiersprache bekannt, die von Haus aus
Intervallarithmetik unterstützt. Es gibt aber mit Boost
http://www.boost.org/ eine C++-Bibliothek, die mit verhältnismäßig
geringem Aufwand für eigene Anwendungen benutzt werden kann und sogar
ein passendes Beispiel enthält.
Viele Grüße und allzeit klaren Himmel!
Helmut
-------------- nächster Teil --------------
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URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20090627/37cc40ea/attachment.html
From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jun 27 00:04:51 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 27 Jun 2009 00:04:51 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] =?iso-8859-1?q?Zirkular=3A_Neuigkeiten_f=FCr_C+?=
=?iso-8859-1?q?+/MFC-Entwickler?=
Message-ID: {4A454603.6010105@gmx.de}
Heute kam eine hochinteressante Info über den Newsletter von CodeProject:
mehrere umfangreiche und bisher kostenpflichtige MFC-Toolsets von Dundas wurden
samt Sourcecode freigegeben! Darunter sind hochinteresante Klassen, die ich
gerne schon vor Jahren zur Verfügung gehabt hätte. Ich hoffe, dass für den
einen oder anderen von euch was dabei ist. Doch bitte lest selbst.
Viele Grüße,
Tom
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Many of our readers are C++ / MFC developers. In fact David and
myself are both veteran MFC devs and started The Code Project as an
excuse to play with MFC instead of getting real jobs. With the
advent of .NET, MFC and C++ have taken a back seat to the other .NET
languages but we know there is a huge community still using and
developing C++ and MFC code. MFC is important and we continue to
encourage Microsoft to pay more attention to native C++ development.
Back in 2004 David and I purchased the award winning "Ultimate
Toolbox" suite of MFC products from Dundas Software in order to
update and preserve a library for which we have a huge soft spot.
This week we're proud to announce the release of the entire Ultimate
Toolbox, Ultimate Grid and Ultimate TCP/IP client libraries to the
Code Project community for free. Use them, extend them, enjoy them
and revel in a feast of over 300 MFC classes, the best MFC grid out
there and some serious TCP/IP libraries. You can download the
libraries at http://www.codeproject.com/mfc/.
From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jun 27 00:05:26 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 27 Jun 2009 00:05:26 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Zirkular: Methode der kleinsten Quadrate
Message-ID: {4A454626.5050409@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
in loser Folge erscheint über diese Mailingliste ein Zirkular zu
Algorithmen, die für die astronomische Programmierung nützlich sein
können. Aus der Praxis heraus habe ich mal ein Thema aufgegriffen, was
ich hier kurz vorstellen möchte und von dem ich hoffe, daß es für den
einen oder anderen von Euch interessant ist.
Man steht in der astronomischen Programmierung nicht selten vor dem
Problem, aus einer begrenzten Zahl von Meßwerten eine einfache Funktion
zu bestimmen, mit deren Hilfe die nicht vorhandenen Zwischenwerte
möglichst gut annähert werden können. Sehr gute Dienste leistet hierbei
die Polynomiale Regression.
Hierbei wird eine Kurve von Meßpunkten durch ein Polynom (z.B. f(x) =
ax³+bx²+cx+d für ein Polynom der Ordnung 3) bestmöglich angenähert,
wobei die Koeffizienten a, b, c und d zu bestimmen sind. Die Berechnung
des Polynoms erfolgt durch Minimierung der Quadrate der Abweichung
zwischen gemessenen Werten und den Funktionswerten. Das genaue Verfahren
ist z.B. in Wikipedia
http://de.wikipedia.org/wiki/Methode_der_kleinsten_Quadrate in aller
Ausführlichkeit beschrieben.
Ein Beispiel ergab sich beim Gemeinschaftsprojekt (Tool zur Bestimmung
der Bahnelemente von Doppelsternen) mit der FG Spektroskopie. Aufgabe
war es, Spektren zu kalibrieren, d.h. jedem kontinuierlichen Datenpunkt
(insgesamt etwa 2000) wurde eine Wellenlänge zugewiesen. Dafür standen
jedoch nur begrenzt viele (etwa 15) Meßwerte einer Neon-Dampflampe mit
bekannten Linien zur Verfügung.
Die Klasse (C++) zur Polynomialen Regression stelle ich als
Anschauungsmaterial gern zur Verfügung; sie kann hier
http://www.computer-astronomie.de/download/ressourcen/PolynRegression.zip
heruntergeladen werden.
Ihr Gebrauch ist ganz einfach: die Methode PerformRegression() nimmt
zwei Arrays mit x-y-Wertepaaren entgegen. Außerdem kann die Ordnung des
Polynoms und die Größe des Arrays angegeben werden. Diese Methode
berechnet lediglich die Koeffzienten, aber noch keine Zwischenwerte.
Dies geschieht im Anschluß mit der zweiten Methode EvaluatePolynome().
Die Klasse benutzt die Matrix-Bibliothek MatLite
http://www.techsoftpl.com/matrix/matlite.htm, die ich vor einiger Zeit
hier schon vorstellte.
Viele Grüße, allzeit klaren Himmel und viel Spaß beim Programmieren!
Helmut
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20090627/92386c14/attachment.htm
From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jun 27 00:05:50 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 27 Jun 2009 00:05:50 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] =?iso-8859-15?q?Zirkular=3A_Parser_f=FCr_C++_in?=
=?iso-8859-15?q?_der_c=27t?=
Message-ID: {4A45463E.4040002@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
in der Ausgabe 1/2008 der c't gibt es einen Aufsatz zum Thema Parser in C++. Ein
Parser ist ganz allgemein eine Software zum Übersetzen von strukturierten
Anweisungen jeglicher Art, wie z.B. Quelltext. Ein Compiler beispielsweise parst
Quellcode, bevor er ihn zu ausführbarem Code übersetzt.
Im Artikel wird ein Parser aus dem frei verfügbaren Boost-Paket vorgestellt. Es
werden ein paar Beispiele und weiterführende Links angegeben. Der Artikel ist
wie das ganze Thema allerdings keine leichte Kost.
Ich denke zwar nicht, daß einer von uns jemals eine eigene Sprache oder eine
Automatisierungsschnittstelle implementieren wird. Ein Parser kann aber auch für
kleinere Aufgaben wie z.B. das syntaktische Auswerten von Datumsangaben,
Koordinaten, Winkel- und Intervallangaben, arithmetischen Ausdrücken und
ähnlichem eingesetzt werden, was ihn schon eher interessant macht.
Ich wünsche Euch ein frohes neues Jahr!
Helmut
From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jun 27 00:06:11 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 27 Jun 2009 00:06:11 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] =?iso-8859-15?q?Zirkular=3A_Ausl=F6schung_bei_G?=
=?iso-8859-15?q?leitkommazahlen?=
Message-ID: {4A454653.9090107@gmx.de}
Liebe Sternfreunde.
Im Rahmen unseres kleinen computerastronomischen Zirkulars möchte ich
gern etwas über ein vernachlässigtes, aber für uns durchaus relevantes
Thema berichten.
Wie die meisten sicherlich wissen, werden reelle Zahlen vom Prozessor
intern als Gleitkommazahlen abgebildet. Diese besitzen einen Exponenten
und eine Mantisse von gültigen Ziffern (z.B. 3.14159265358979323846E+00:
hierbei ist +00 der Exponent und die 3.14... die sogenannte *Mantisse*
in Dezimaldarstellung). Beim PC wird intern mit einer Darstellung
gerechnet, die 19 bis 20 gültige Ziffern besitzt. Man könnte durchaus
meinen, daß 20 Ziffern eine völlig ausreichende Genauigkeit für beinahe
alle Zwecke böten und man sich diesbezüglich bei der Programmierung
keine Sorgen machen müsse. Doch leider gibt es ein paar Fallstricke.
Nehmen wir einmal an, wir wollten die Zahlen
/a = 2.521738661527839093/ und
/b = 0.00000000000000088935658162745108351/
addieren. Beide Zahlen besitzen die für das Gleitkommaformat gültigen 20
Stellen. Bei der Addition werden jedoch die hinteren Ziffern der unteren
Zahl abgeschnitten, da die Ergebnismantisse für sie keinen Platz bietet.
Damit kann man zunächst noch leben, aber wenn beispielsweise /a + b - a/
berechnet werden soll, bekommt man ein wesentlich anderes Ergebnis als
/a - a + b/ (Verletzung des Kommutativgesetzes)!
Den Wert /a/ von /a/ abzuziehen wirkt nun zwar etwas konstruiert, aber
es ist gut denkbar, daß mit ein paar Zwischenschritten eine solche
Operation gefordert wird.
Ein anderes Beispiel: das harmlos wirkende Gleichungssystem
/ax + by = 1/ und
/cx + dy = 0/
kann für bestimmte Werte von /a/,/b/,/c/,/d/ von der wirklichen Lösung
stark abweichende Resultate für /x/ und /y/ liefern. Ein falsches
Ergebnis kann sich beim Weiterrechnen (z.B. in einer Iteration)
entsprechend fortpflanzen, vor allem, wenn damit multipliziert wird.
Fatalerweise kann man sich auf das Ergebnis seiner Berechnungen trotz
richtigem Formelwerk nicht verlassen! Dieses Problem wird als
*Auslöschung* (von gültigen Ziffern) bezeichnet.
Ähnliches tritt bei Brüchen auf, wenn im Nenner eine Differenz steht,
z.B. bei
/ 1
---------
|x1 - x2|
/
Wenn hier x1 gegen x2 geht, also beide Werte fast gleich groß sind, wird
die Differenz im Nenner klein und man bekommt beim Dividieren mit sehr
kleine Zahlen (es muß gar nicht mal eine Division mit 0 sein!) sehr
große Ungenauigkeiten.
Wie wir gesehen haben, sind die Fälle, bei denen es zu Auslöschung
kommt, nicht besonders exotisch. Grundsätzlich kann man bei der
Programmierung das Problem der Auslöschung nicht lösen, sondern nur
umgehen, z.B. durch Umstellen der Berechnungsreihenfolge. Nicht selten
ist Auslöschung aber auch ein Indiz für eine Schwäche im Algorithmus.
Lit.: Chr. Pöppe, Rechnen mit garantierter Genauigkeit, Spektrum-Dossier
Rechnerarchitekturen.
Viele Grüße
Helmut
-------------- nächster Teil --------------
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From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jun 27 00:06:45 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 27 Jun 2009 00:06:45 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Zirkular: BOINC
Message-ID: {4A454675.60105@gmx.de}
Hallo zusammen,
ich möchte in diesem Fachgruppenzirkular das Projekt BOINC kurz vorstellen.
*Was ist verteiltes Rechnen?*
Beim verteilten Rechnen
http://de.wikipedia.org/wiki/Verteiltes_Rechnen wird eine äußerst
rechenintensive Simulation oder Datenauswertung auf eine Vielzahl von
Rechnern (z.B. handelsübliche PCs mit Internetverbindung) verteilt. Dies
kommt vor allen jenen rechenintensiven Forschungsprojekten entgegen, die
nicht über eigene Sach- und Geldmittel für Superrechner oder Cluster
verfügen. Das bekannteste Projekt dürfte wohl SETI at home
http://setiathome.ssl.berkeley.edu/ sein.
*BOINC*
BOINC ist eine einheitliche Plattform für verteiltes Rechnen. Der
Gedanke ist, die zugrunde liegende Softwarearchitektur für mehrere
Projekte wiederzuverwenden und so die Forschungsgruppen von der Aufgabe
zu entlasten, eigene Software zur Administration des verteilten Rechnens
erstellen und zu warten. In einem Forschungsprojekt muß dann lediglich
die Anbindung der Simulation/Berechnung an das BOINC-Framework
programmiert werden.
Ein weiterer Vorteil ist, daß die BOINC-Plattform eine Vielzahl von
Themen und Projekte gleichzeitig bedienen kann (s. Liste
http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Projekte_verteilten_Rechnens),
die sich nicht nur auf Astronomie und Astrophysik beschränken.
*Wie funktioniert verteiltes Rechnen?*
Beim verteilten Rechnen wird die Idle-Zeit, in der der Prozessor des PCs
weitgehend untätig ist (z.B. wenn auf die Eingaben des Benutzers
gewartet wird) für die Durchführung der Berechnung genutzt. Zu Beginn
lädt sich der Benutzer die Client-Anwendung herunter und installiert sie
lokal. Der Client wird hernach bei jedem Hochfahren gestartet und
verbindet sich in bestimmten Zeitabständen über das Internet mit dem
Server, um Rohdaten zu empfangen und Auswertungen zu senden.
*Eigene Erfahrungen*
Bei mir läuft BOINC seit mehr als einem Jahr auf dem heimischen PC. Ich
habe mich für das Projekt Einstein at home
http://de.wikipedia.org/wiki/Einstein%40home angemeldet, welches in
den umfangreichen Meßwerten der Gravitationswellendetektoren
http://de.wikipedia.org/wiki/Gravitationswelle GEO600 und LIGO nach
Signalen schnell rotierender, extrem dichter Sterne sucht.
Beim Öffnen des Taskmanagers sieht man, daß die CPU-Last fast
durchgängig bei 100 % liegt. Dennoch behindert mich der
Hintergrundprozeß nicht beim Arbeiten - Programme werden klaglos
gestartet und in unverminderter Geschwindigkeit ausgeführt (da bin ich
als Softwareentwickler vom Microsoft Visual Studio, welches den Rechner
beim compilieren bis zu einigen Minuten lahmlegt, durchaus anderes
gewohnt). Lediglich beim Herunterfahren bekomme ich ganz kurz eine
Meldung angezeigt, die aber nicht zu beachten ist.
Ich wünsche Euch allzeit klaren Himmel!
Helmut
-------------- nächster Teil --------------
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From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jun 27 00:07:06 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 27 Jun 2009 00:07:06 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] =?iso-8859-15?q?Zirkular=3A_polare_Ringe_um_Nep?=
=?iso-8859-15?q?tun_rechnerisch_m=F6glich?=
Message-ID: {4A45468A.2050504@gmx.de}
Liebe Sternfreunde.
Kürzlich war den einschlägigen Zeitschriften die Meldung zu entnehmen,
daß der Saturnmond Rhea möglicherweise ebenso wie Saturn selbst von
einem Ring kleinerer Partikel umgeben sein könnte. Abgesehen davon, daß
unser Planetensystem noch so manche Überraschung bereithält, fühlte ich
mich an der Stelle spontan an ein Paper erinnert, welches ich vor
einigen Jahren las.
*Wie entstehen gewöhnliche Planetenringe?*
Planetenringe entstehen aus einer anfänglichen (oder sich
regenerierenden) ausgedehnten Partikelwolke. Die Abplattung des Planeten
bewirkt zum einen, daß das Gravitationspotential nicht kugelsymmetrisch
ist, woraufhin die Partikel präzedieren
http://de.wikipedia.org/wiki/Pr%C3%A4zession. Durch inelastische Stöße
(zur Erinnerung: ein Teil der Bewegungsenergie wird beim Stoß in andere
Energieformen, z.B. Schwingungen und Wärme, umgewandelt) geben die
Partikel andererseits fortwährend Bewegungsenergie ab, bis ihre
Relativgeschwindigkeit zueinander bei 0 angelangt ist. Da die Partikel
präzedieren, kann dieser Zustand erst eintreten, wenn obendrein ihre
Bahnneigung sich durch Stöße zu 0 angebaut hat. Erst bei einer
Bahnneigung von 0 findet keine Präzession mehr statt und die Stöße
kommen zur Ruhe; die Äquatorebene eines Planeten wird so zur Ringebene.
*Polare Ringe um Neptun?*
Das oben erwähnte Paper beschreibt die theoretische Möglichkeit, daß
Neptun von einem oder mehreren *polaren Ringen* umgeben sein könnte. Die
für die Ringbildung erforderliche Abweichung des Gravitationsfeldes von
der Kugelsymmetrie wird hier allerdings von der Schwerkraft des Mondes
*Triton* hervorgerufen, der dafür massereich genug ist und Neptun
hinreichend nahe steht. Die Ringebene steht in diesem Fall ungefähr
senkrecht zur Verbindungslinie Neptun-Triton. Eine mathematische
Betrachtung ergab, daß ein solcher Ring stabil wäre.
Da es zwei Asymmetrien im Gravitationspotential des Neptun gibt (durch
Abplattung & durch Triton), die sich überlagern, variiert die
Ausrichtung der polaren Ringebene über den Abstand zu Neptun, sodaß ein
solches Ringsystem leicht gewunden wäre.
*Können polare Ringe und äquatoriale Ringe koexistieren?
*
Die Abplattung des Neptun ist für die tatsächlich beobachteten Ringe und
Ringbögen verantwortlich und dominiert den Nahbereich des Planeten,
während die durch Triton bedingte Asymmetrie des Gravitationsfeldes in
größeren Abständen dominiert. Aufgrund des unterschiedlichen Abstandes
vom Planeten könnten beide Ringsysteme zugleich existieren.
*Befund: negativ*
Seit dem Erscheinen des Papers hat es große Fortschritte in der
Erforschung durch Raumsonden (Voyager) sowie in der erdgebundenen und
weltraumgestützten Beobachtungstechnik gegeben. Hinweise auf polare
Ringe fanden sich darin nicht, wobei mir aber auch nicht bekannt ist, ob
danach gesucht wurde. Wenn sie tatsächlich existierten, wäre der beste
Weg zum Nachweis die Helligkeitsabschwächung eines Sterns beim
Vorübergang während der Kantenstellung. Da das Ringsystem verbogen ist,
ist es fraglich, ob in der Kantenstellung eine für die Beobachtung
hinreichende optische Dichte zustande kommt.
Die tatsächliche Existenz polarer Ringe kann aufgrund der fehlenden
Hinweise als spekulativ eingestuft werden, zumal die Herkunft von
Partikeln auf polaren Umlaufbahnen unklar ist. Dennoch finde ich diese
rechnerische Möglichkeit bemerkenswert genug, um sie in einem Zirkular
darzulegen.
Viele Grüße
Helmut
*Quelle*
Nicole Borderies, Properties of possible polar rings around Neptune,
Icarus 77 (1989), S. 135
A.R. Dobrovolskis, Where are the rings of Neptune?, Icarus 43 (1980), S. 222
-------------- nächster Teil --------------
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From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jun 27 00:07:28 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 27 Jun 2009 00:07:28 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Zirkular: Cygwin
Message-ID: {4A4546A0.2090206@gmx.de}
Liebe Fachgruppenmitglieder,
lange Zeit standen die beiden Betriebssysteme Windows und Linux nahezu
unvereinbar gegenüber. In den letzten Jahren ist jedoch etwas Bewegung
hineingekommen. Mit Cygwin steht seit einiger Zeit ein Emulator zur
Verfügung, welcher es ermöglicht, zahlreiche Programme aus der
Unix-/Linux-Welt unter Windows laufen zu lassen.
Cygwin liefert einen X Server, sodaß grundsätzlich auch graphische
Anwendungen lauffähig sind. Ein Unterverzeichnis der Cygwin-Installation
wird als Laufwerk in die emulierte Umgebung gemountet, sodaß ein Zugriff
auf die Festplatte möglich ist. Voraussetzung für die Lauffähigkeit von
Applikationen ist, daß sie für Cygwin compiliert wurden.
Cygwin kann hier http://www.cygwin.com/ heruntergeladen werden. Das
Setup hat etwa 400 KB Umfang; beim Installieren werden die
erforderlichen Pakete ebenso wie optionale Pakete aus dem Netz
heruntergeladen - ähnlich wie bei den Linux-Paketmanagern.
Dieses Tool ist für all diejenigen interessant, die sporadisch mit einer
Linux-Software arbeiten möchten, ohne sich eine Linux-Distribution
parallel zu Windows installieren zu müssen. Eine Vielzahl an Programmen
(z.B. MIDAS) ist für Cygwin bereits verfügbar.
Weitere Info zu Cygwin findet sich z.B. hier
http://de.wikipedia.org/wiki/Cygwin.
Viele Grüße
Helmut
-------------- nächster Teil --------------
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From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jun 27 00:07:50 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 27 Jun 2009 00:07:50 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Zirkular: paralleles Programmieren & Algorithmen
im Wettbewerb
Message-ID: {4A4546B6.9050300@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
während die Taktrate bei Prozessoren gegenwärtig kaum noch Fortschritte
macht, verlagert sich die Entwicklung immer mehr in Richtung
Mehrkernprozessoren, also Prozessoren, die in der Lage sind, mehrere
Befehlsstränge parallel abzuarbeiten. Natürlich kann man sich auch als
Hobbyastroprogrammierer überlegen, Programme durch Ausnutzung der
Parallelisierung zu beschleunigen. An dieser Stelle möchte ich jedoch
auf einen ganz bestimmten Aspekt hinweisen.
Für viele astronomische Berechnungen ist es sinnvoll, mehr als einen
Algorithmus zu implementieren, z.B. wenn für verschiedene
Anwendungsfälle jeweils andere Algorithmen die größte Effizienz aufweisen.
In vielen Programmen findet man in solchen Fällen eine
Auswahlmöglichkeit für den Benutzer, um sich auf einen der vorhandene
Algorithmen festzulegen. Dies ist eigentlich jedoch aus mindestens zwei
Gründen unpraktikabel:
* Der Anwender hat möglicherweise kein Gespür für den effizientesten
Rechenweg und wählt für sein konkretes Problem vielleicht einen
unverhältnismäßig langsamen Algorithmus aus.
* Die Art des Algorithmus ist oftmals nur ein
Implementierungsdetail, mit dem der Benutzer nichts zu tun hat,
das den Umgang mit dem Programm verkompliziert und eine unnötige
Hemmschwelle darstellt.
Ein besserer Ansatz wäre, die Algorithmen in einer Wettbewerbssituation
gegeneinander antreten zu lassen. Hier kommt nun die Parallelisierung
ins Spiel. Für jeden Algorithmus werden eigene Threads (separate
Befehlsstränge) erzeugt, die auf dem PC parallel ablaufen. Damit ist
sichergestellt, daß der effizienteste Algorithmus zur Ausführung kommt.
Man kann dies sogar noch optimieren, indem man den Erfolg eines jeden
Threads mißt und die den Algorithmen zugeteilte Rechenzeit entsprechend
gewichtet: der effizienteste Thread bekommt die meiste Rechenzeit.
Dieses Verfahren (man könnte es Race Condition nennen, wäre dieser
Begriff nicht schon anderweitig belegt) ist sicherlich geringfügig
langsamer als wenn der leistungsfähigste Algorithmus exklusiv zur
Ausführung käme, jedoch kommt es ohne jegliche Vorabannahmen aus und
vermeidet sehr ungünstige Rechenwege gänzlich.
Auf einem Einzelkernprozessor funktioniert dieses Verfahren ebenso.
Viele Grüße
Helmut
P.S. Im Artikel "Paralleles Programmieren in der Astronomie" zum
Schwerpunktthema wird das hier vorgestellte Thema nochmal aufgegriffen.
-------------- nächster Teil --------------
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From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jun 27 00:08:11 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 27 Jun 2009 00:08:11 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Zirkular: Dislin
Message-ID: {4A4546CB.5020704@gmx.de}
Liebe Sternfreunde.
Es zeigt sich immer wieder, welche nützlichen Codebibliotheken im Netz
verfügbar sind. *Dislin* zum Beispiel. Dislin http://www.dislin.de/
ist eine Bibliothek zur graphischen Darstellung wissenschaftlicher Daten
und beherrscht eine Vielzahl von Darstellungsmöglichkeiten: 2D- und
3D-Graphen, Balken- und Tortendiagramme, Vektorfelder, geographische
Karten und einiges mehr. Diese Codebibliothek bietet viele
Annehmlichkeiten: Legenden, Achsbeschriftungen, Skalierungen
(linear/logarithmisch), Überlagerungen von Grafiken, uvm.
Dislin wurde von einem Mitarbeiter des Max-Planck-Institus für
Sonnensystemforschung http://www.mps.mpg.de/ entwickelt und ist für
die nichtkommerzielle Verwendung kostenfrei verfügbar. Die Bibliothek
liegt für Windows, Linux und Unix vor und kann in diversen
Programmiersprachen verwendet werden (z.B. C, Fortran und Python). Hier
bietet sich eine hervorragende Möglichkeit, eigene Programme durch
leistungsfähige Grafikroutinen massiv aufzuwerten und sich zugleich
einiges an Programmierarbeit abnehmen zu lassen.
Die Benutzung der Bibliothek erfolgt durch das Absetzen von
Funktionsaufrufen mit entsprechenden Parameterlisten.
Mehr Info zu diesem Paket findet Ihr im Online-Handbuch
http://www.mps.mpg.de/dislin/contents.html.
Viele Grüße und viele klare und nebelfreie Nächte!
Helmut
-------------- nächster Teil --------------
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From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jun 27 00:08:54 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 27 Jun 2009 00:08:54 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Zirkular: Kimmtiefe
Message-ID: {4A4546F6.4010300@gmx.de}
Liebe Sternfreunde.
Jedes Kind weiß, daß die Sichtweite umso größer wird, je höher man auf
einen Berg steigt. Ein weiteres Phänomen ist, daß sich der Horizont
absenkt. Ein Maß für die höhenabhängige Horizontabsenkung ist die
*Kimmtiefe*. Sie wird in Grad (°) gemessen.
Die Kimmtiefe läßt sich relativ einfach in Formeln fassen - mehr als
Trigonometrie und Pythagoras ist nicht enthalten. Für die Kimmtiefe gilt:
a = arccos ( /R/ / ( /R/ + /h/ ) ),
wobei /R/ der Erdradius und /h/ die Höhe über dem Meeresspiegel ist,
beides in gleichen Einheiten.
Auch für die Sichtweite von Berggipfeln gibt es einen einfachen Ausdruck:
/W/ = Wurzel( ( /R/ + /h/ )² - /R/² )
Ein paar Zahlenbeispiele:
Kimmtiefe
Sichtweite
Brocken (1141m): 1,08°
120 km
Teneriffa (2500m): 1,60°
179 km
Reiseflughöhe(11000m) 3,36°
375 km
Schon bei den deutschen Mittelgebirgen kommt man folglich auf eine
Horizontabsenkung vom Zweifachen des Vollmonddurchmessers.
Auf Teneriffa ist es im Frühjahr möglich, drei der fünf Sterne des Kreuz
des Südens knapp über dem Horizont zu sehen. Das gleiche gilt übrigens
für Achernar und h Car. Dies wird durch die Kimmtiefe ebenso
entscheidend begünstigt wie durch die atmosphärische Refraktion.
Kleine Verständnisaufgabe: auf Helgoland ist es nicht möglich, vom
Oberland (62m Höhe) aus das 44 km entfernte Festland zu sehen (wir
nehmen eine Baumwipfelhöhe von 20 m über dem Meeresspiegel an). Dennoch
gibt es auf der Überfahrt eine Stelle, von der aus man nicht nur das
Festland samt vorgelagertem Sandhucken Scharhörn, sondern auch das
helgoländische Oberland gleichzeitig erblicken kann. Dies ist nur auf
dem allerersten Blick paradox - kurzes Nachdenken führt zur Lösung.
Schöner Nebeneffekt: man kann sich die Erdkrümmung mit sehr einfachen
Mitteln vor Augen führen.
Viele Grüße
Helmut
-------------- nächster Teil --------------
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From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jun 27 00:09:14 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 27 Jun 2009 00:09:14 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Zirkular: Memento
Message-ID: {4A45470A.1080902@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
ich wünsche Euch allen ein frohes neues Jahr!
In diesem Zirkular möchte ich ein paar Worte zu einem speziellen
Entwurfsmuster http://de.wikipedia.org/wiki/Entwurfsmuster, dem
*Memento-Pattern*, verlieren.
*Zunächst: was sind Entwurfsmuster?*
Entwurfsmuster (oder auch *Design Patterns*) sind praxisbewährte
Standardlösungen für wiederkehrende Aufgabenstellungen der
Softwareentwicklung. Sie beinhalten meist textuelle Anweisungen zur
Implementierung eines Teilproblems, für welches man ein Entwurfsmuster
als passend identifiziert hat. Der Vorteil der Anwendung eines
Entwurfsmusters ist, daß man von der Erfahrung anderer Programmierer
profitieren kann, da Entwurfsmuster robust sind, d.h. oftmals schon
Lösungen mitbringen für Effekte oder Unwägbarkeiten, an die der
anwendende Programmierer vielleicht noch gar nicht gedacht hatte, als er
auf das Problem stieß.
*Das Memento-Pattern*
Ein Memento ist ein Objekt, welches den internen Zustand eines anderen
Objekts speichert. Ziel ist es, eine Anwendungssoftware jederzeit wieder
in diesen Zustand zurückversetzen zu können. Zur Wahrung des guten
Programmierstils sollte außerhalb des zu speichernden Objekt nichts über
dessen interne Struktur bekannt sein (*Datenkapselung*). Das zu
speichernde Objekt muß deshalb in der Lage sein, Memento-Objekte
eindeutig ein- und auspacken zu können und sie mit der Außenwelt
auszutauschen.
Ein Beispiel für die Programmierung eines Memento-Patterns ist eine
Undo/Redo-Funktionalität (rückgängig/wiederholen), die man von fast
allen Programmen kennt. Mit Memento-Objekten ist es für Applikationen
leicht, eine Undo-/Redo-Funktionalität sicherzustellen. Sie muß nur die
für sie atomar aussehenden Memento-Objekt in einer Liste merken und beim
Undo beispielsweise das passende Exemplar heraussuchen und es dem
observierten Objekt zur Wiederherstellung übergeben. Ebenso einfach
gestaltet sich die Frage, ob der momentane Zustand auf der Festplatte
gespeichert ist oder nicht.
Einige Beispielimplementationen zum Memento-Entwurfsmuster finden sich
in der englischen Wikipedia http://en.wikipedia.org/wiki/Memento_pattern.
---
*Nachtrag zum Helgolandproblem
*
Ich hatte beim letzten Zirkular (Ihr erinnert Euch: Kimmtiefe &
Sichtweiten) die Frage offengelassen, weshalb man auf der Überfahrt von
Helgoland an einer Stelle sowohl die Insel als auch das Festland
erblicken kann, obwohl man das Festland vom höchsten Punkt der Insel
nicht sieht. Die Lösung ist natürlich, daß man an Bord des Schiffes
immer noch eine Höhe über dem Meeresspiegel besitzt. Legt man eine Höhe
von 5 m zugrunde, so ergibt sich eine Sichtweite von immerhin 7 km.
Jetzt kommt uns noch zugute, daß man die Sichtweiten einfach
aneinanderstückeln kann - weshalb dies so ist, wird vielleicht klar,
wenn man sich die Geometrie vor dem geistigen Auge veranschaulicht. Man
bekommt so 14 km (Sichtweite vom Festland aus 20 m Höhe) + 2 x 7 km
(Sichtweite vom Schiff in beide Richtungen) + 29 km (Sichtweite von der
Insel) = 57 km, also mehr als die Entfernung von Helgoland zum Festland
(44 km). Unser Paradoxon ist somit keines.
Viele Grüße
Helmut
-------------- nächster Teil --------------
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URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20090627/0f9747f6/attachment.htm
From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jun 27 00:09:34 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 27 Jun 2009 00:09:34 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Zirkular: das Halley-Verfahren
Message-ID: {4A45471E.3000208@gmx.de}
Liebe Sternfreunde.
Für Positionsberechnungen im Sonnensystem muß bekanntermaßen die
Keplergleichung http://de.wikipedia.org/wiki/Kepler-Gleichung
E - e sin(E) - M = 0
nach *E* aufgelöst werden. Hierbei handelt es sich um eine transzendente
Gleichung, deren Lösung für *E* nicht algebraisch bestimmt werden kann.
An dieser Stelle bedient man sich mathematischer Verfahren wie z.B. das
Newton-Verfahren http://de.wikipedia.org/wiki/Newton-Verfahren, mit
dem man auf numerischem Wege Lösungen für Gleichungen der Art
f(x) = 0
berechnen kann. Die allgemeine Rechenvorschrift lautet
x n-1 = x n - f (x n)/f '(x n)
In einem anderen Zirkular wurde mit einem auf Intervallen basierenden
Verfahren schon mal eine Abwandlung dessen vorgestellt.
Es gibt aber noch weitere Varianten des Newton-Verfahrens. Eine von
ihnen geht sogar auf Edmond Halley zurück. Dieser doppelte astronomische
Bezug soll Grund genug sein, das Halley-Verfahren
http://de.wikipedia.org/wiki/Halley-Verfahren hier kurz vorzustellen.
Das Halley-Verfahren benutzt in der Rechenvorschrift f (x), f '(x) und f
"(x), während das Newton-Verfahren auf die zweite Ableitung f "(x)
verzichtet. Damit erreicht das Halley-Verfahren eine bessere
Approximation der Kurvenkrümmung und somit eine schnellere Konvergenz.
Die Zahl der gültigen Stellen verdreifacht sich mit jedem
Iterationsschritt (bei Newton verdoppelt sie sich). Dies wird jedoch mit
zusätzlichen Rechenoperationen erkauft.
Die Rechenvorschrift lautet nach Halley
x n-1 = x n - 2 f (x n) f '(x n) / ( 2 f '(x n)² - f (x n) f "(x n) )
Grundsätzlich gelten ebenso wie bei Newton Abhängigkeiten von den
Startwerten.
Das Halley-Verfahren kann auf mehrere Dimensionen erweitert werden.
Viele Grüße und allzeit klaren Himmel
Helmut
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20090627/ac8fdc3b/attachment-0001.htm
From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jun 27 00:09:51 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 27 Jun 2009 00:09:51 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Zirkular: Virtuelle Observatorien
Message-ID: {4A45472F.3050101@gmx.de}
Liebe Sternfreunde.
Mit Hilfe von virtuellen Observatorien wird in der Profiastronomie
gegenwärtig versucht, eine Plattform für Beobachtungsdaten zu schaffen.
Der Gedanke ist, die heterogenen Bestände an Meßdaten (Zielobjekte,
Wellenlängenbereiche, Datenumfang und -formate) aller an den großen
Sternwarten getätigten Beobachtungen zu archivieren und sie über eine
einheitliche Schnittstelle bzw. Oberfläche den Astronomen zugänglich zu
machen.
Der Vorteil einer solchen Plattform liegt auf der Hand: astronomische
Arbeitsgruppen werden in die Lage versetzt, vieler ihrer
Forschungsvorhaben unter teilweiser oder sogar ausschließlicher
Verwendung bereits aufgenommener Datenbestände durchzuführen. Unter
diesen Umständen entfällt die Beantragung der notorisch knappen
Beobachtungszeit an den Großteleskopen. Ferner besteht die Möglichkeit,
Forschungsprojekte an gegebenen Datenbeständen auszurichten. Aus der
Perspektive der Sternwarten ergibt sich eine Effizienzsteigerung der
Gerätschaften.
Manche virtuelle Observatorien verfolgen weitergehende Ansätze. Das
German Astrophysical Virtual Observatory z.B. überdeckt auch
Dokumentationen, Artikel, Softwaretools (Datenanalyse) oder
Rechenleistung (Grid Computing)
Derzeit werden virtuelle Observatorien auf nationaler oder
multinationaler Ebene eingerichtet oder bereits betrieben (z.B. das
German Astrophysical Virtual Observatory http://www.g-vo.org/www/, das
UK Virtual Observatory Astrogrid http://www.astrogrid.org/ oder das US
National Virtual Observatory http://www.us-vo.org/). Es gibt jedoch
Bestrebungen, die Aktivitäten auf internationaler Ebene zu bündeln
(International Virtual Observatory Alliance) und eine einheitliche
Plattform zu schaffen.
Viele Grüße
Helmut
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20090627/90331e12/attachment.htm
From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jun 27 00:10:15 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 27 Jun 2009 00:10:15 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Zirkular: Dispersion des Glases
Message-ID: {4A454747.50209@gmx.de}
Liebe Sternfreunde.
In dieser Ausgabe des Zirkulars wollen wir uns ein wenig mit den
Eigenschaften von Glas beschäftigen.
*
Dispersion*
Wie sicherlich bekannt ist, unterliegt Glas wie alle transparenten
Materialien der Dispersion, d.h. der Brechungsindex n des Materials ist
wellenlängenabhängig. In der Regel ist der Brechungsindex im
Kurzwelligen (blau, UV) größer als im Langwelligen (rot, IR). Der
Zusammenhang zwischen Wellenlänge und Brechungsindex wird
Dispersionskurve genannt. Folgende Abbildung ist typisch für
Dispersionskurven und stellt den Brechungsindex als Funktion der
Wellenlänge l des Lichts dar.
Damit beginnen die Probleme beim Optikdesign: ein optisches Element,
beispielsweise eine Objektivlinse aus einer einzigen Komponente, wird
immer meinen drastischen Farbfehler zeigen.
Die einfachste Korrektur ist ein Zweilinser, bei dem eine zweite Linse
mit halber Brennweite und doppelt so hoher Dispersion im Vergleich zur
ersten den Fehler korrigiert (Achromat). Genaugenommen gilt diese
Korrektur nur für zwei Wellenlängen, aber in der Praxis erhält man z.B.
bei langbrennweitigen Fraunhofern schon recht gute Ergebnisse.
*
Sellmeier-Gleichung*
Die Dispersionskurven verschiedener Glassorten werden mathematisch mit
den (materialspezifischen) Sellmeier-Koeffizienten B1, B2, B3, C1, C2
und C3 beschrieben. Der Brechungsindex n(l) ergibt sich dann aus
Für geringere Ansprüche wird der letzte Term auch schon mal weggelassen.
Die Hersteller liefern Kataloge mit Datenblättern
http://www.schott.com/advanced_optics/german/our_products/materials/data_tools/
aller ihren Glassorten aus, unter anderem mit den
Sellmeier-Koeffizienten. In Optikdesignprogrammen finden die
Sellmeier-Koeffizienten ebenfalls Anwendung. In der Praxis variieren die
Parameter jedoch leicht von Schmelze zu Schmelze.
Eine Alternative zu Sellmeier-Koeffizienten ist die *Cauchy-Formel*.
Hierin ergibt sich der Brechungsindex n zu
*
Abbe-Zahl*
Ein Maß für die Dispersion relativ zum Brechungsindex ist die Abbe-Zahl
V. Sie wird gebildet aus
Je stärker die Dispersion, desto kleiner die Abbe-Zahl. Die Werte ne,
nF' und nC' sind Indexwerte für Fraunhofer-Wellenlängen (546,07 nm,
479,99 nm und 643,84 nm). Anhand der Abbe-Zahl werden die Gläser in
*Flintglas* (V { 50, also hochdispersiv) und *Kronglas* eingeteilt.
*Hohe Absorption im Kurzwelligen bei hohen Brechungsindizes*
Glas hat im sichtbaren Licht einen Brechungsindex zwischen 1,45
(Quarzglas) und 2,00 (N-SF66), je nach Sorte. Für die Astronomie sind
nur die Gläser mit Indexwerten unterhalb von 1,7 interessant, denn mit
der Dispersion kommt noch eine andere unangenehme Eigenschaft zum
Tragen: je höher der Brechungsindex, desto früher riegelt das Material
im Kurzwelligen ab. SF11 z.B. hat einen Brechungsindex von ca. 1.72 bei
550 nm, zeigt aber Absorption unterhalb von 450 nm, also im Violetten
und teilweise im Blauen - für die visuelle Astronomie nicht brauchbar.
Hohe Brechungsindexwerte werden oft durch den Zusatz von Bleioxid zum
Glas erreicht.
*
Atomistische Deutung*
Für die Erklärung der Dispersion bedient man sich des atomistischen
Modells: grob vereinfacht sitzen Elektronen wie an einer Feder am
Molekül. Tritt eine elektromagnetische Welle durch das Medium hindurch,
so reagieren die Elektronen als Ladungsträger so, daß die "Feder"
ausgelenkt wird. Durch die Auslenkung der Elektronen wird das
hindurchtretende elektromagnetische Feld abgebaut, während die
Elektronen ihrerseits ein gleichartiges Feld aufbauen, das mit
Nachbarelektronen genauso wechselwirkt, usw. So propagiert Licht durch
ein transparentes Medium. Aufgrund der Trägheit der Elektronen baut sich
jedoch eine zeitliche Verzögerung ein, weshalb die Lichtgeschwindigkeit
im Medium geringer ist als im Vakuum.
Die träge Reaktion des Elektrons auf die einlaufende Welle ist zudem
abhängig von der Frequenz (und wegen f = c/l von der Wellenlänge), was
wellenlängenabhängige Lichtgeschwindigkeiten im Medium und über n =
lVakuum/lMedium auch die Dispersion zur Folge hat.
Viele Grüße, und genießt den phantastischen Frühlingshimmel!
Helmut
Quellen: Grafiken aus Wikipedia
-------------- nächster Teil --------------
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From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jun 27 00:10:45 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 27 Jun 2009 00:10:45 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] =?iso-8859-15?q?Zirkular=3A_Geostation=E4re_Sat?=
=?iso-8859-15?q?elliten?=
Message-ID: {4A454765.6050909@gmx.de}
Liebe Sternfreunde.
Gerade in den Sommernächten, wenn die Sonne nicht sehr tief unter dem
Horizont steht, machen sich die zahlreichen künstlichen Begleiter
unserer Erde bemerkbar. Während die Satelliten in den niedrigen
Umlaufbahnen oft schon mit dem bloßen Auge gesehen werden können,
benötigt man für die geostationären Satelliten schon sein Teleskop.
Der österreichische Amateurastronom Andreas Bender hat ein kleines, aber
sehr hilfreiches DOS-Tool namens *GeoSat* geschrieben, mit dem das
Aufsuchen geostationärer Satelliten erleichtert wird. Auf der Homepage
http://berg.heim.at/almwiesen/410900/Geostationaere_Satelliten.htm
kann das Tool heruntergeladen werden; außerdem wird dort die
zugrundeliegende Mathematik präsentiert.
GeoSat erwartet als Eingabe Datum, Uhrzeit, geographische Koordinaten
des Beobachters und den Längengrad des Satelliten (z.B. Astra: 19.2°
Ost). Als Ausgabe werden die Koordinaten in Rektaszension und
Deklination sowie Stundenwinkel, Höhe über dem Horizont und Azimut
berechnet.
Die Astra-Satelliten beispielsweise haben eine Helligkeit von etwa 11
mag. Es ist ganz nett anzuschauen, wie dieses Grüppchen aus sieben
Einzelobjekten bei abgestellter Nachführung vor dem Sternhintergrund
entlangzieht. Besonders Eindrucksvoll dürfte dies bei einer Passage an
einem lockeren Sternhaufen sein.
Andere Ziele
http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Geostation%C3%A4ren_Satelliten
sind DFS-Kopernikus, Eutelsat oder Meteosat, wobei erstere im Grunde
genommen nicht mehr geostationär sind, sondern sich auf einem
benachbarten Friedhofsorbit
http://de.wikipedia.org/wiki/Friedhofsorbit befinden.
Viele Grüße
Helmut
-------------- nächster Teil --------------
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From Helmut.Jahns at gmx.de Fri Nov 20 16:52:57 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Fri, 20 Nov 2009 16:52:57 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] PDM - Phase Dispersion Minimization
Message-ID: {4B06BB59.4020704@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
bei seinen Recherchen in astro-ph hat mich Hans-Günter Diederich auf ein
kleines Tool aufmerksam gemacht.
Die *Periodenbestimmung* ist eine wiederkehrende Aufgabe in der
Astronomie. Hierbei geht es darum, aus einem Meßdatensatz eine oder
mehrere Perioden zu erkennen, wobei standardmäßig Fourier-Verfahren zum
Einsatz kommen. In manchen Situationen kann jedoch die *Phase Dispersion
Minimization* oder kurz *PDM* bessere Ergebnisse liefern. Ihr Vorteil
ist, daß sie auch bei Datensätzen mit großen Lücken (die bei
astronomischen Messungen eher die Regel als die Ausnahme sind),
nichtäquidistanten Daten oder nicht-sinusförmigen Perioden angewandt
werden kann. Die PDM stellt somit eine sinnvolle Ergänzung zu den
Fourier-Verfahren dar.
*Grundprinzip*
Zu Beginn wird eine Periode geschätzt. Der gesamte Meßzeitraum wird in
Zeitabschnitte mit Länge dieser Schätzperiode unterteilt, welche
anschließend übereinandergelegt werden (Phasendiagramm, s. Abb. unten).
Stimmt die Schätzperiode mit der wahren Periode überein, so verteilen
sich die Meßpunkte im Phasendiagramm entlang einer einfachen Funktion.
Ist dies nicht der Fall, so ist die Verteilung breit gestreut und eher
willkürlich. Die Schätzperiode wird laufend variiert.
Wie läßt sich aber die oben gestellte Forderung, daß die Meßwerte sich
entlang einer einfachen mathematischen Funktion verteilen, algorithmisch
umsetzen? Das Phasendiagramm (Schätzperiode) wird seinerseits in /n/
Unterabschnitte unterteilt. Innerhalb dieser Unterabschnitte wird die
Varianz der Meßwerte berechnet. Diese Varianz ist bei willkürlicher
Verteilung der Meßwerte (s. unten links) auch in den Unterabschnitten
noch groß, während sie umso kleiner wird, je besser sich die Meßwerte an
die Funktion anschmiegen (s. unten rechts). Mit Hilfe der Varianz kann
man also auf die beste Übereinstimmung von Schätzperiode mit wahrer
Periode schließen.
*
Weitere Perioden
*
Ist erst die Periode bekannt, so kann man optional die periodische
Funktion von den Meßwerten abziehen und darin nach weiteren Perioden
suchen lassen.
*Portierung für Windows*
Es gibt ein freies Tool für Windows namens PDMWin23, welches allerdings
schon ein wenig in die Jahre gekommen ist. Das Tool kann unter diesem
Link (FTP)
{ftp://ftp.kusastro.kyoto-u.ac.jp/pub/vsnet/others/prog/pdmwin3/}
heruntergeladen werden, ebenso ist ein Handbuch
http://www.stellingwerf.com/rfs-bin/index.cgi?action=PageView&id=34
dazu vorhanden.
Viele Grüße
Helmut
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Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie.
Vorige Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html
eingesehen werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Die Fast-Fourier-Transformation
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-fast-fourier-transformation.html
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-memento-pattern.html
scilab - eine Programmierumgebung für Amateurastronomen
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-scilab.html
Die Kimmtiefe - höhenabhängige Horizontabsenkung und Sichtweite
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-kimmtiefe.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
möglich.
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Dateityp : image/png
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Beschreibung: nicht verfügbar
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From sirko at molau.de Wed Nov 25 22:49:27 2009
From: sirko at molau.de (Sirko Molau)
Date: Wed, 25 Nov 2009 22:49:27 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] [***** SPAM 2.2 *****] Re: PDM - Phase Dispersion
Minimization
Message-ID: {003901ca6e19$298b1920$16b2a8c0@fritz.box}
Hallo Helmut,
danke für den wieder einmal interessanten Beitrag. Zwei Dinge fallen mir dazu spontan ein:
* das Verfahren wird Probleme haben zwischen der Hauptfrequenz und mehrfachen davon zu unterscheiden
* statt der Unterteilung in weitere Teilintervalle mit den damit verbundenen Problemen (z.B. optimale Intervallbreite) könnte man ggf. den mittleren quadratischen Abstand benachbarter Messpunkte im Phasendiagramm hernehmen.
Schöne Grüße,
Sirko
--
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* Abenstalstr. 13b * __ *
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From thomas at kaffka.eu Mon Nov 30 10:37:29 2009
From: thomas at kaffka.eu (Thomas Kaffka)
Date: Mon, 30 Nov 2009 10:37:29 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] Be a Martian
Message-ID: {DA1B23E0A0D8411E83EA055CCF54662B@uranus}
Hallo Astro – DV-ler,
ich bin ja noch nicht lange in Eurer Gruppe, daher wundert Ihr Euch evtl.
über diesen neuen Absender. Kennen lernen können wir uns am 9.1.10.
Ich habe eine interessante Web-Adresse entdeckt, welche nicht nur Euch,
sondern auch Euren (evtl. vorhandenen) Kindern Spaß machen wird.
Die Nasa hat eine Menge Fotos von der Marsoberfläche, welche durch die
verschiedenen Sonden täglich erstellt werden, veröffentlicht.
Adresse: http://beamartian.jpl.nasa.gov/
Die Aufmachung richtet sich ehr an Kinder und Jugendliche, wer damit keine
Probleme hat, kann sich die Sache ja mal ansehen. Denn ein Programmierer
könnte darin diese Herausforderung sehen:
Stichwort: automatische Mustererkennung in Bildern.
Viel Vergnügen damit.
Gruß, Thomas
--------------------------------------------------
Staffelsbergstr. 56
50765 Köln
phone: +49 (0)221 2976 0789
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From Helmut.Jahns at gmx.de Fri Oct 2 21:49:08 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Fri, 02 Oct 2009 21:49:08 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] =?iso-8859-15?q?Zirkular=3A_Helligkeitsverl=E4u?=
=?iso-8859-15?q?fe_in_Galaxien?=
Message-ID: {4AC65934.5000407@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
als die Astronomen die Massenverteilung innerhalb von Galaxien bestimmen
wollten, begannen sie zunächst, die sichtbare Materie zu vermessen. Sie
fingen an, die Helligkeitsverteilung zu modellieren und in Form einer
Funktion darzustellen, in die lediglich der Radius eingeht. Sie stellten
dabei fest, daß es zwischen den elliptischen Galaxien und Spiralgalaxien
merkliche Unterschiede gibt.
Für elliptische Galaxien fand sich eine Helligkeitsverteilung der Form I
~ r^-1/4 , also eine Proportionalität zum Kehrwert der vierten Potenz
des Radius. Diese Verteilung ist unten dargestellt.
Für Spiralgalaxien hingegen wurde ein exponentieller Zusammenhang der
Art I ~ e^-r gefunden. Bei Spiralgalaxien sind solche Modelle angesichts
der Inhomogenitäten durch die Spiralarme natürlich mit Vorsicht zu genießen.
Für einen Amateurastronomen springt auch etwas dabei heraus: bei Fotos
von Galaxien läßt sich eine solche modellierte Helligkeitsverteilung vom
Originalbild anfitten und abziehen. Als Ergebnis bekommt man ein Bild,
auf dem nur die Differenzen enthalten sind. Auf diese Weise lassen sich
schwächere Strukturen besser ausarbeiten oder vielleicht sogar erst
sichtbar machen. Dies kann durch ein kleines Programm geschehen, aber im
Grunde genommen genauso gut von einem Excel-Makro bewerkstelligt werden.
Theoretisch könnte so manche NGC-Galaxie eine Überraschung bereithalten,
die erst durch diese Form der Bearbeitung sichtbar gemacht wird.
Im unten genannten SuW-Artikel wurde die Möglichkeit erörtert, daß
elliptische Galaxien durch Wechselwirkung und Verschmelzung zweier oder
mehrerer Spiralgalaxien entstanden sein könnten - eine Theorie, die
zwischenzeitlich erhärtet wurde.
Literatur: SuW 7-8/88, S. 437, J. Fried: Wechselwirkende Galaxien
Viele Grüße
Helmut
-------
Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie.
Vorige Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html
eingesehen werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Paralleles Programmieren und Algorithmen im Wettbewerb
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-paralleles-programmieren-algorithmen-im-wettbewerb.html
Polare Ringe um Neptun rechnerisch möglich
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-polare-ringe-um-neptun-rechnerisch-moeglich.html
Scilab
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-scilab.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
möglich.
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Dateityp : image/jpeg
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Beschreibung: nicht verfügbar
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Dateityp : image/jpeg
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Beschreibung: nicht verfügbar
URL : http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20091002/67538a5f/attachment-0001.jpeg
From sirko at molau.de Mon Oct 5 22:21:04 2009
From: sirko at molau.de (Sirko Molau)
Date: Mon, 5 Oct 2009 22:21:04 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Zirkular: Helligkeitsverläufe in Galaxien
References: {4AC65934.5000407@gmx.de}
Message-ID: {00bc01ca45f9$5db9a060$16b2a8c0@schnuppe}
Hallo Helmut,
mit besonderem Erfolg wird so ein Radialfilter auch bei der Erstellung schöner Fotos von totalen SoFis angewendet, die von der inneren Chrosmosphäre bis zur äußersten Korona alle Strukturen auf einem Bild zeigen ...
Schöne Grüße,
Sirko
--
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From Helmut.Jahns at gmx.de Fri Oct 23 22:24:08 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Fri, 23 Oct 2009 22:24:08 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Singletons und Demanding Server
Message-ID: {4AE210E8.1030308@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
nachdem wir letztens mit den Helligkeitsverteilungen in Galaxien ein
konkretes astronomisches Thema hatten, habe ich mir für die aktuelle
Ausgabe des Zirkulars wieder ein eher softwaretechnisches Problem
ausgesucht; eines, das vielleicht etwas fortgeschrittener ist.
*Singletons*
Singletons sind in der professionellen Softwareentwicklung eine
Standardtechnik geworden, die vielleicht auch bei Hobbyprogrammierern
auf breiteres Interesse stoßen könnten. Was sind nun Singletons?
Singletons sind Klassen, von denen nur ein einziges Mal ein Objekt
erzeugt werden kann. Häufig wird beim Programmieren an vielen Stellen
auf Objekte zugegriffen, die innerhalb eines Systems eindeutig sein
müssen (dies können Schnittstellen sein, z.B. RS232, oder zu jeder
anderen Komponente oder zu einer Datenbank. Es ist nicht wünschenswert,
daß zwei Objekte hierzu existieren, die in Konflikt miteinander geraten
könnten). Da es gute Sitte ist, globale Variablen oder Objekte zu
meiden, sind Singletons das Mittel der Wahl.
Ihr Konstruktionsprinzip ist einfach. Ob eine Klasse als Singleton
verwandt werden soll, wird bei ihrer Implementierung festgelegt. Es
gelten folgende Prinzipien:
1.) Der Konstruktor einer Singleton-Klasse ist als "private" deklariert.
Dies hat zur Folge, daß er nicht explizit von außen zur Ausführung
gebracht werden kann (was z.B. in C++ beim Speicherallozieren mit "new"
automatisch passiert)
2.) Stattdessen wird die Singleton-Klasse mit einer Create()-Methode
("public") ausgestattet. Diese Methode gibt einen Zeiger auf das Objekt
zurück. Sie prüft, ob sie zuvor schon einmal ausgeführt wurde. War dies
noch nicht der Fall, wird in Create() der Konstruktor ausgeführt (was
innerhalb der Methode ja trotz private-Deklaration geht) und der vom
Konstruktor zurückgelieferte Zeiger wird in einer privaten
Member-Variablen gemerkt (ähnlich dem this-Pointer). Wurde hingegen die
Create()-Methode nicht zu ersten Mal ausgeführt, wird auf die Ausführung
des Konstruktors verzichtet und der gemerkte Zeiger zurückgegeben.
3.) Beim Benutzen eines Singletons wird zwar der Zeiger auf ein Objekt
der Singleton-Klasse deklariert, aber kein "new" zur Speicherallozierung
aufgerufen (was auch gar nicht möglich ist, da der Konstruktor ja privat
ist). Stattdessen wird Create() aufgerufen, wodurch der zuvor
deklarierte Zeiger nun auf einen gültigen Speicherbereich zeigt und ohne
Einschränkung benutzt werden kann.
4.) Die Speicherfreigabe erübrigt sich. Dies passiert einmalig, z.B. bei
Beendigung der Anwendung.
Damit dies sinnvoll funktioniert, müssen sowohl Create() als auch der
Pointer zum Merken des Zeigers vom Konstruktor statisch sein (in C++
also mit dem Schlüsselwort "static" versehen werden).
Singletons bieten eine klare Struktur für Zuständigkeiten. Die Logik für
die Eindeutigkeit eines Objekts ist im Singleton gekapselt; der Benutzer
eines Singletons muß sich darum keinerlei Gedanken mehr machen - womit
wir wieder bei den guten Sitten des Programmierens wären.
Wer schon Erfahrung mit Objektorientierter Programmierung hat, ist bei
diesem Thema etwas im Vorteil. Dennoch findet der Grundgedanke der
Singletons auch bei strukturierter Programmierung Anwendung, denn das
Hauptprinzip ist ja die Datenkapselung, also die Frage, welche
Funktionen eines Softwaremoduls zugänglich gemacht werden oder nicht.
Musterimplementierung in verschiedenen Sprachen finden sich in der
Wikipedia
http://de.wikipedia.org/wiki/Singleton_%28Entwurfsmuster%29#Beispiele.
*Demanding Server*
Demanding Server gehen einen Schritt weiter. Sie kommen zur Anwendung,
wenn bei der Objekterzeugung noch ein Parameter übergeben wird, der für
die Eindeutigkeit der Objekte entscheidend ist. Solange noch kein Objekt
mit identischem Parameter erzeugt wurde, wird es neu angelegt und
zusammen mit dem Parameter in einer Liste oder noch besser in einem
Objekt einer Containerklasse (vector in der Standard Typelib von C++
oder CList in .NET) gemerkt. Wird der Demanding Server mit einem bereits
verwendeten Parameter aufgerufen, so wird kein neues Objekt erzeugt,
sondern das bereits zuvor angelegte aus der Liste gesucht und zurückgegeben.
Dieses Prinzip funktioniert allerdings nur mit abzählbaren
Parametertypen wie z.B. int oder enum, jedoch nicht mit float. Demanding
Server können auf mehr als einen Parameter erweitert werden.
Der Vorteil ist auch hier, daß die Logik für die Eindeutigkeit komplett
im Demanding Server verborgen bleibt und der Anwender des Demandng
Servers sich überhaupt nicht darum kümmern muß, ob die von ihm
angelegten Objekte wirklich eindeutig sind oder miteinander in Konflikt
geraten können.
Für Demanding Server müssen im Gegensatz zu Singletons zwei Klassen
implementiert werden: den Demanding Server selbst und die Klasse
derjenigen Objekte, die vom Demanding Server zurückgegeben werden. Der
Demanding Server selbst sollte als Singleton implementiert werden, um
keine Konflikte bei der Objektverwaltung zu bekommen. Die Methode zum
Anlegen/Heraussuchen des Zielobjekts ist wiederum "static".
Singletons zählen zu den Entwurfsmustern (Design Patterns), jene
Standardrezepte für das Programmieren wiederkehrender Probleme
darstellen, zu denen wir schon ein anderes mit dem Memento-Pattern
kennengelernt hatten (s. die Links unten). Durch die Anwendung dieser
Programmierprinzipien kann man sehr viele Fehlermöglichkeiten von
vornherein ausschließen und sich das Leben als Programmierer erheblich
erleichtern, bzw. sich an einer gewissen Eleganz der Lösung erfreuen.
Diskussionen, Fragen, Korrekturen und Ergänzungen sind natürlich willkommen!
Viele Grüße und reichlich klaren Himmel
Helmut
Literatur: Gamma et al (Gang of Four), Entwurfsmuster, Addison-Wesley, 1996
------
Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie.
Vorige Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html
eingesehen werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Das Memento-Pattern
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-memento-pattern.html
Neuigkeiten für C++ Entwickler
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-neuigkeiten-fuer-c-mfc-entwickler.html
Die Dispersion des Glases
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-dispersion-des-glases.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
möglich.
-------------- nächster Teil --------------
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From willem.van-kerkhof at innoq.com Fri Oct 23 23:21:30 2009
From: willem.van-kerkhof at innoq.com (Willem van Kerkhof)
Date: Fri, 23 Oct 2009 23:21:30 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Singletons und Demanding Server
In-Reply-To: {4AE210E8.1030308@gmx.de}
References: {4AE210E8.1030308@gmx.de}
Message-ID: {4AE21E5A.6020605@innoq.com}
Moinsen,
als Anmerkung/Ergänzung vielleicht: in vollständig objektorientierten
Sprachen wie z.B. Ruby oder Smalltalk sind Klassen (und Module/"Mixins"
in Ruby) ebenfalls Objekte, und da diese global einmalig sind, per
definitionem Singletons.
Hier würde man also nicht auf ein explizites "Pattern" zurückgreifen,
sondern die Sprache an sich bringt es als "Syntaxelement" mit: in Ruby
würde man z.B. alle Methoden, die das Singletonobjekt in Sprachen wie
Java oder C++ bekäme, in ein Modul verfrachten (Module lassen sich nicht
instantiieren).
Ein Beispiel:
module Foo # dies ist unser "implizites" Singleton
def self.foo=(new_foo)
@foo = new_foo # setze instanzvariable
end
def self.foo
@foo # gebe instanzvariable zurück
end
end
Foo.foo = 'bar'
Foo.foo
# =} 'bar'
Gleiches würde natürlich genauso mit Klassen oder Objekten statt Modulen
funktionieren (Class erbt von Module erbt von Object in Ruby). Letzten
Endes bewirkt dieser Code nichts anderes als obiger:
Foo = Object.new
class {{ Foo
def foo=(...)
...
end
end
In der ersten Zeile wird explizit eine neue (globale) Konstante angelegt
(eine Klassendefinition tut nichts anderes) und Ihr ein neues Objekt
zugewiesen. Danach werden diesem Objekt Methoden hinzugefügt: Das
ominöse "class {{ Foo" öffnet hier die "Meta-", "Eigen-" oder eben auch
"Singleton-class" genannte Klasse von Foo, die jedes Objekt mit sich
trägt und objektspezifische Methoden beinhaltet. Aber das ist wiederum
viel zu Ruby-spezifisch und auch wenn's sehr spannend ist, will ich
keinen weiter damit belästigen)
Auf jeden Fall kann man das "Singleton-Pattern" also ruhig als Krücke
ansehen, der man sich der unzureichenden Objektorientierung der meisten
weit verbreiteten "OO"-Sprachen eher notgedrungen bedienen muss ;.)
Viele Grüße
Willem
--
Willem van Kerkhof
innoQ Deutschland GmbH -- Halskestrasse 17 -- 40880 Ratingen
email: willem.van-kerkhof at innoq.com -- web: http://www.innoq.com
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URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20091023/12f9f237/attachment.pgp
From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Sep 5 14:27:11 2009
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 05 Sep 2009 14:27:11 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Zirkular: Doppler-Tomographie
Message-ID: {4AA2591F.3010508@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
über spektroskopische Verfahren haben die Astronomen vieles über die
Himmelsobjekte herausgefunden. Eine klassische Anwendung ist die
Bestimmung von Radialgeschwindigkeiten mittels der
*Doppler-Verschiebung* von Spektrallinien, die verhältnismäßig einfach
gemessen werden kann.
Ein Teilgebiet der Spektroskopie kann mit einem beachtenswerten Feature
aufwarten. Die Doppler-Tomographie
http://www.usm.uni-muenchen.de/people/saglia/dm/wolf2/text/node2b.html
ist in der Lage, Spektren mit Hilfe ihrer zeitlichen Entwicklung in ein
bildgebendes Verfahren einzuspeisen.
*Die Grundidee der Doppler-Tomographie*
Grundannahme der Doppler-Tomographie ist, daß ein gemessenes
*Intensitätsprofil* einer Spektrallinie eine durch die verschiedenen
Geschwindigkeiten aller Bestandteile des Systems deformierte Einzellinie
ist (Dopplereffekt http://de.wikipedia.org/wiki/Doppler-Effekt). In
diesem Linienprofil steckt demnach die gesamte Information über die
Geschwindigkeitsverteilung der beteiligten Komponenten (z.B. einer
Akkretionsscheibe) und somit der Geometrie des Systems. Man beachte, daß
die Intensitätsverteilung auch Asymmetrien des Systems wiederspiegelt.
Doppelsterne, Akkretionsscheiben und kataklysmische Veränderliche haben
gemein, daß sie dynamische Systeme sind. Ein Linienprofil verschiebt
und/oder verändert sich periodisch während eines Umlaufs. Verschiebungen
sind natürlich eine Folge des Dopplereffekts, während Profilveränderung
sich aus Änderungen des Blickwinkels auf Details (z.B. ein Hot Spot auf
einer Akkretionsscheibe) oder Verdeckung ergeben.
Bei der Doppler-Tomographie werden Linienprofile über eine Periode
hinweg aufgezeichnet. Man bekommt demnach eine dreidimensionale
Datenmenge, den spektralen Fluß I = f ( v, j ), wobei v die
Geschwindigkeit und j die Bahnphase ist. v ergibt sich aus dem Offset
der gemessenen Wellenlänge gegenüber der Laborwellenlänge der Einzellinie.
Die Linienprofile können als Projektionen des Systems angesehen werden.
Die Rückprojektion zur Berechnung des ursprünglichen Bildes wird für
gewöhnlich als Tomographie bezeichnet (so auch in der Medizin).
*Die Datenaufbereitung der Doppler-Tomographie
*
Der spektrale Fluß I = f ( v, j ) kann zu jeder Bahnphase durch
bestimmte Verfahren in ein Bild I = g( vx, vy ) transformiert werden.
Dabei stehen mehrere Verfahren zur Auswahl, die etwas aufwendiger sind.
Bei der *gefilterten Rückprojektion* wird z.B. von der Fast Fourier
Transformation Gebrauch gemacht. Einen anderen Ansatz verfolgt die
*Maximum Entropy Method* (MEM-Rekonstruktion): hier wird versucht, ein
zweidimensionales Geschwindigkeitsfeld dem gemessenen Datensatz anzufitten.
Diese so aufgefundene Intensität I = g( vx, vy ) von
Geschwindigkeitskoordinaten in eine Intensität von Raumkoordinaten
umzurechnen ist für ein rotierendes System nicht mehr die
Hauptschwierigkeit.
Viele Grüße und allzeit klaren Himmel,
Helmut
Quellen:
Das Unsichtbare sichtbar gemacht, SuW 1/98, S. 34
http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/0011/0011020v1.pdf
-------
Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie.
Vorige Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html
eingesehen werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Die Fast Fourier Transformation
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-fast-fourier-transformation.html
Die Methode der kleinsten Quadrate
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-methode-der-kleinsten-quadrate.html
-------------- nächster Teil --------------
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URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20090905/5d929925/attachment.html
From thomas at kaffka.eu Thu Apr 22 13:15:20 2010
From: thomas at kaffka.eu (Thomas Kaffka)
Date: Thu, 22 Apr 2010 13:15:20 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Himmelsauschnitt
Message-ID: {9DB48D28BE7D4A909514BFDF4D3C51DE@uranus}
Hallo Helmut, hallo AstroEDV-ler,
ich entwickele zurzeit ein Programm zur Beobachtungsplanung und
Photometriemessung. In diesem Zusammenhang möchte ich Folgendes errechnen.
Gegen sind die Parameter Objektiv-Brennweite, Objektiv-Durchmesser und
Okular-Brennweite.
Wie kann ich daraus den Himmelsauschnitt in Grad berechnen, welchen ich mit
einer bestimmten Konfiguration sehen kann?
Ich habe diese Frage gestern im Verein gestellt und habe vorher meine
Literatur durchforstet. Im Moment sind alle ziemlich ratlos.
Ich würde mich über eine Rückmeldung freuen, schönes Wochenende und…
Grüße,
Thomas Kaffka
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Staffelsbergstr. 56
50765 Köln
phone: +49 (0)221 2976 0789
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-------------- nächster Teil --------------
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URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20100422/5308d54a/attachment.html
From thomas.pfleger at netcologne.de Thu Apr 22 17:59:05 2010
From: thomas.pfleger at netcologne.de (Thomas Pfleger)
Date: Thu, 22 Apr 2010 17:59:05 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Himmelsauschnitt
In-Reply-To: {9DB48D28BE7D4A909514BFDF4D3C51DE@uranus}
References: {9DB48D28BE7D4A909514BFDF4D3C51DE@uranus}
Message-ID: {20100422175905.85944nq60pu8yydc@netmail.netcologne.de}
} Gegen sind die Parameter Objektiv-Brennweite, Objektiv-Durchmesser und
} Okular-Brennweite.
}
} Wie kann ich daraus den Himmelsauschnitt in Grad berechnen, welchen ich mit
} einer bestimmten Konfiguration sehen kann?
}
}
Hallo Thomas,
Du brauchst unbedingt noch das scheinbare Gesichtsfeld des Okulars.
TFOV = AFOV / MAG
TFOV: true field of view
AVOF: apparent field of view (des Okulars)
MAG: Vergrößerung (Objektiv-BW / Okular-BW).
Viele Grüße,
Tom
From murban at urbanitconsulting.de Thu Apr 22 13:35:52 2010
From: murban at urbanitconsulting.de (Michael Urban)
Date: Thu, 22 Apr 2010 13:35:52 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Himmelsauschnitt
In-Reply-To: {9DB48D28BE7D4A909514BFDF4D3C51DE@uranus}
References: {9DB48D28BE7D4A909514BFDF4D3C51DE@uranus}
Message-ID: {4BD03498.60409@urbanitconsulting.de}
Moin Thomas,
der Objektiv-Durchmesser wird m.E. nicht benötigt. Wichtig wäre aber
noch das Bildfeld des Okulars - ohne das geht's nicht.
Für die Berechnung - ziehe Dir den Quellcode von Cartes du Ciel
hier: http://www.ap-i.net/skychart/index.php
und suche nach der Berechnung der Finder-Marken. Dann hast Du Deine
Lösung.
Viele Grüsse
Michael
From marcel_klein at t-online.de Thu Apr 22 14:29:30 2010
From: marcel_klein at t-online.de (Marcel Klein)
Date: Thu, 22 Apr 2010 14:29:30 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Himmelsauschnitt
In-Reply-To: {9DB48D28BE7D4A909514BFDF4D3C51DE@uranus}
References: {9DB48D28BE7D4A909514BFDF4D3C51DE@uranus}
Message-ID: {B7253F6BE4444F59959258FAB217F802@marcelnotebook}
Hallo Thomas,
eine kurze Suche bei Google brachte folgendes Ergebnis:
http://www.astroshop.de/beratung/teleskop/teleskop-wissen/die-einzelnen-teile-eines-teleskops/okulare/c,8703
(etwas scrollen und unten bei "Gesichtsfeld" schauen)
Demnach spielt noch das Eigengesichtsfeld des Okulars eine wichtige Rolle:
[Wahres Gesichtsfeld] = [scheinbares Gesichtsfeld] / [Vergrößerung]
Gruß
Marcel
________________________________
Von: comast-zirkular-bounces at lists.computer-astronomie.de [mailto:comast-zirkular-bounces at lists.computer-astronomie.de] Im Auftrag
von Thomas Kaffka
Gesendet: Donnerstag, 22. April 2010 13:15
An: VdS EDV-Gruppe
Betreff: [Comast-Zirkular] Himmelsauschnitt
Hallo Helmut, hallo AstroEDV-ler,
ich entwickele zurzeit ein Programm zur Beobachtungsplanung und Photometriemessung. In diesem Zusammenhang möchte ich Folgendes
errechnen.
Gegen sind die Parameter Objektiv-Brennweite, Objektiv-Durchmesser und Okular-Brennweite.
Wie kann ich daraus den Himmelsauschnitt in Grad berechnen, welchen ich mit einer bestimmten Konfiguration sehen kann?
Ich habe diese Frage gestern im Verein gestellt und habe vorher meine Literatur durchforstet. Im Moment sind alle ziemlich ratlos.
Ich würde mich über eine Rückmeldung freuen, schönes Wochenende und…
Grüße,
Thomas Kaffka
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50765 Köln
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From Helmut.Jahns at gmx.de Sun Apr 25 20:16:03 2010
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sun, 25 Apr 2010 20:16:03 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Pathfinder-Fehler
Message-ID: {4BD486E3.8090103@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
wo Software geschrieben wird, kann auch etwas schiefgehen. In der
Raumfahrt werden zwar extrem hohe Anforderungen an die Softwarequalität
gestellt, dennoch kommt es immer wieder zu Vorfällen, die auf Schwächen
in der Implementierung zurückzuführen sind. Die Klassiker sind
sicherlich das Steuerungssystem einer europäischen Trägerrakete, bei der
ein Überlauf einer Ganzzahl die Lageregelung außer Kontrolle geraten
ließ sowie eine amerikanische Marssonde, die aufgrund falscher
Umrechnung zwischen metrischen und zölligen Maßen havarierte. In beiden
Fällen kamen glücklicherweise keine Personen zu Schaden, aber der
finanzielle Schaden und der wissenschaftliche Rückschlag sind beachtlich.
Nicht ganz so spektakulär, aber nicht minder subtil ist der Softwarebug
der Pathfinder-Marssonde. Man beobachtete, daß das Modul sich in
unregelmäßigen Abständen immer wieder zurücksetzte (Reset). Damit gingen
alle im Zwischenspeicher enthaltenen Meßdaten verloren. Der Fehler war
schon vor dem Start bekannt, aber man beschloß, ihn zu ignorieren.
Das Landemodul wurde mit einem Multitasking-Betriebssystem ausgestattet,
um (zumindest scheinbar) gleichzeitig mehrere Prozesse auf einem
Prozessorkern ausführen zu können, beispielsweise die Aufnahme von
Meßdaten und ihre Übertragung per Funk zur Erde. Verschiedene Prozesse
werden auf solchen Systemen unterschiedliche Prioritäten zugewiesen: ein
Prozeß niedriger Priorität kann von einem wichtigeren Prozeß mit höherer
Priorität unterbrochen werden, aber nicht umgekehrt.
Dies gilt aber nicht uneingeschränkt: schreibt der niedrigpriorisierte
Prozeß gerade Daten in einen Speicherbereich, so muß die
Unterbrechbarkeit vorübergehend unterbunden werden, da die Konsistenz
der Daten ansonsten gefährdet wäre. Mittels einer Semaphore
beispielsweise kann ein Speicherbereich blockiert werden. Erst wenn das
Schreiben der Daten abgeschlossen ist, darf der höhere Prozeß den
niedrigeren unterbrechen.
Soweit, so gut. Sobald drei Prozesse beteiligt werden, können sehr
eigenartige Verhaltensweisen auftreten. Wenn der niedrigpriorisierte
Prozeß L einen Speicherbereich blockiert und durch einen
mittelpriorisierten M unterbrochen wird, muß ein hochpriorisierter
Prozeß H, der den gleichen Speicherbereich nutzen will, so lange warten,
bis die beiden einfachen Prozesse abgearbeitet sind. Auf diesem Wege
kann u.U. der hochpriorisierte Prozeß kaum zur Ausführung kommen. In
diesem Falle kehrt sich die Priorität um (Prioritätsinversion). Genau
dies passierte bei Pathfinder:
* Prozeß L (low) sammelte meteorologische Daten,
* Prozeß M (middle) überwachte die Drohne und
* Prozeß H (high) hatte mit der Kontrolle des Bussystems die
wichtigste Aufgabe.
L reservierte einen Speicherbereich mittels einer Semaphore, wurde aber
fortwährend durch den höherpriorisierteren M an der Ausführung
gehindert. Der Prozeß H nutzte den gleichen Speicherbereich wie L, mußte
aber auf die Freigabe des Speicherbereichs durch L warten, war aber
zugleich der einzige Prozeß, der M hätte unterbrechen können. So konnte
M über L den viel wichtigeren und höher priorisierten Prozeß H
ausbremsen und in aller Ruhe seine Aufgabe verrichten.
Der Watchdog-Timer befand, daß die wichtigsten Komponenten des Systems
nicht mehr reagierten und führte eine Reset aus - was bei einem System,
das sich aufgehängt hat, auch korrekt ist. Dieses Spiel wiederholte
sich, bis das Problem erkannt wurde und mittels Programmierung einer
Prioritätenvererbung
http://de.wikipedia.org/wiki/Priorit%C3%A4tsvererbung und
anschließendem Fernupdate behoben werden konnte.
Quelle:
http://www5.in.tum.de/lehre/seminare/semsoft/unterlagen_02/soj1/website/index.htm
Viele Grüße und allzeit klaren Himmel
Helmut
P.S. Anmerkungen, Korrekturen, Ergänzungen: immer her damit ;-)
-------------- nächster Teil --------------
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URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20100425/2a06d547/attachment.htm
From thomas at kaffka.eu Mon Aug 2 18:53:05 2010
From: thomas at kaffka.eu (Thomas Kaffka)
Date: Mon, 2 Aug 2010 18:53:05 +0200
Subject: [Comast-Zirkular]
=?iso-8859-1?q?CSharpFits_und_weitere_Bibliothe?=
=?iso-8859-1?q?ken_f=FCr_das_FITS-Format?=
In-Reply-To: {4C4AADC5.1040006@gmx.de}
References: {4C4AADC5.1040006@gmx.de}
Message-ID: {721A6F36033241E2B7F2C6904FA22FA1@uranus}
Liebe EDV-Sternfreunde,
zu diesem Thema der FITS-Dateien habe ich eine kleine Anmerkung zu machen.
Ich programmiere zum überwiegenden Teil in Java und verwende für die FITS-
Datenverarbeitung die Library der NASA: http://heasarc.gsfc.nasa.gov/. Man
kann damit alles machen, wie in den Header schauen, den Header ergänzen, auf
die Pixelwerte zugreifen, die Pixelwerte verändern. etc.
Zur Bildbearbeitung verwende ich den Photoshop Elements 8.0. Dafür gibt es
ein Plugin von der ESA:
http://www.spacetelescope.org/projects/fits_liberator/, mit dem FITS-Dateien
in PS8 importiert werden können.
Die ESA veröffentlicht eine Anleitung zur Verwendung des Plugins, welche
hoffnungslos veraltet ist. Ich habe diese Anleitung an PS8 angepasst und
diesem Mail beigefügt. Die ESA kennt meine Anleitung schon, wollte die
irgendwo zum Download anbieten, ich finde aber die Stelle auf deren
Web-Seiten nicht… :-(
Ich habe mit den genannten Komponenten viele gute Erfahrungen gesammelt und
kann die auch jedem empfehlen. Wenn Ihr Fragen zu diesen Komponenten habt,
könnt Ihr mir jederzeit mailen.
Viele Grüße,
Thomas Kaffka
_____
Von: comast-zirkular-bounces at lists.computer-astronomie.de
[mailto:comast-zirkular-bounces at lists.computer-astronomie.de] Im Auftrag von
Helmut Jahns
Gesendet: Samstag, 24. Juli 2010 11:09
An: comast-zirkular at lists.computer-astronomie.de
Betreff: [Comast-Zirkular] CSharpFits und weitere Bibliotheken für das
FITS-Format
Liebe Sternfreunde,
das FITS-Datenformat (Flexible Image Transport System) für Bilder und Daten
feiert im nächsten Jahr seinen 20. Geburtstag. Mit den Jahren ist
glücklicherweise auch die Unterstützung der Programmierung in Form von
fertigen Softwarebibliotheken für das Bearbeiten von FITS-Dateien stetig
angewachsen.
Eines der interessantesten Projekte ist das CSharpFits Package, einer
Bibliothek für die .NET-Plattform. Es bietet eine Schnittstelle zum Lesen
und Schreiben von FITS-Dateien an. Des weiteren ist eine Funktion zum
direkten Schreiben von Datenstreams, z.B. aus einer Datenbankabfrage, in die
Binärtabelle einer FITS-Datei vorhanden.
Das Paket beinhaltet eine Schnittstellendokumentation und ist sowohl im
Source Code als auch binär (wenn man es in Programmen integrieren möchte,
die in einer anderen .NET-Programmiersprache als C# geschrieben wurden)
verfügbar. Vorausgesetzt wird die Version 2.0 von .NET.
Links:
http://vo.iucaa.ernet.in/~voi/CSharpFITS.html
http://vo.iucaa.ernet.in/%7Evoi/CSharpFITS.html
http://skyservice.pha.jhu.edu/develop/FitsLib/
http://fits.gsfc.nasa.gov/fits_libraries.html, listet weitere Bibliotheken
für diverse Sprachen und Umgebungen(C++, Python, MatLab, Mathematica, etc.)
auf.
VdS-Journal Nr. 18: Fitsmag, Artikel von Otmar Nickel
Viele Grüße
Helmut Jahns
_____
Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
Ausgaben des Zirkulars können im
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.
html Archiv eingesehen werden.
Beispiele für weitere Ausgaben des Zirkulars:
Das
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-polare-ring
e-um-neptun-rechnerisch-moeglich.html Memento Pattern
Magnetic
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-magnetic-do
ppler-imaging.html Doppler Imaging
Aesopus
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-aesopus.htm
l - eine Webapplikation zur Transparenzberechnung von Gasen
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-virtuelle-o
bservatorien.html
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20100802/8c6862a9/attachment-0001.html
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit Binärdaten wurde abgetrennt...
Dateiname : pse8_fits_liberator.pdf
Dateityp : application/pdf
Dateigröße : 385995 bytes
Beschreibung: nicht verfügbar
URL : http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20100802/8c6862a9/attachment-0001.pdf
From Helmut.Jahns at gmx.de Sun Aug 22 13:46:19 2010
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sun, 22 Aug 2010 13:46:19 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Berechnung kosmologischer Modelle mit CMBFAST
Message-ID: {4C710E0B.2070701@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
der Urknall gilt heute allgemein als das bestakzeptierte Modell für die
Entstehung des Universums. Die Vorstellung übt nicht zu Unrecht eine
gewisse Faszination aus. Obwohl die Information über die Frühphase des
Universums weitgehend zerstört ist, gibt es mehrere Hinweise, die das
Urknallmodell stützen:
* Das Spektrum der 3-K-Hintergrundstrahlung, einer in alle
Himmelsrichtung nahezu gleichmäßigen Mikrowellenstrahlung. Sie
entspricht mit exzellenter Genauigkeit dem Schwarzkörperspektrum
(Hohlraumstrahlung)
http://de.wikipedia.org/wiki/Schwarzk%C3%B6rperstrahlung#Hohlraumstrahlung,
also der Strahlung eines Körpers, der keinerlei Strahlung mit
seiner Umgebung austauscht (was im Labor schwer zu bewerkstelligen
ist, jedoch für das Universum als Ganzes eine sehr vernünftige
Annahme ist).
* Die beobachtete Häufigkeit der wichtigsten primordialen Nuklide
(H, D, ^3 He, ^4 He und ^7 Li) stimmt bemerkenswert gut mit den
theoretischen Vorhersagen des Nukleosynthesemodells
http://de.wikipedia.org/wiki/Nukleosynthese#Urknall.2C_Sternentstehung_und_-entwicklung
überein, welches in Übereinkunft mit kernphysikalischen Reaktionen
gewonnen wurde.
Eine der stärksten Stützen ist allerdings die Vorhersage von
Anisotropien in der Hintergrundstrahlung, die in den letzten Jahren
tatsächlich entdeckt und vermessen werden konnten. Diese Anisotropien
besitzen typische Winkelauflösungen und Amplituden und ermöglichen es
so, viele kosmologischen Parameter mit Messungen abzugleichen. Zu den
Parametern gehören z.B.:
* der Hubble-Parameter H_0 , der die Expansionsrate des Universums
angibt und eine Beziehung zwischen der Entfernung von Objekten und
der Fluchtgeschwindigkeit herstellt,
* q_0 , welches das Maß bezeichnet, mit dem das Universum
gegenwärtig abgebremst (oder auch beschleunigt) wird, oder
* der Dichteparameter W_0 , der die mittlere Massendichte des
Universums bezeichnet.
Die Dynamik des Universums kann im wesentlichen durch diese Parameter
beschrieben werden (Kosmologie im Rahmen dieses Zirkulars kann natürlich
nur unzureichend behandelt werden. Bei eingehendem Interesse sei
untenstehender Literaturhinweis ans Herz gelegt). Die Messung dieser
Parameter gestaltete sich bislang als außerordentlich schwierig.
Weltweit arbeitet die Astronomengemeinde gemeinsam an der Bestimmung
dieser Parameter und der Bestätigung oder Falsifizierung der
gegenwärtigen kosmologischen Modelle.
Wie diese Form der Zusammenarbeit aussehen kann, möchte ich an einem
Beispiel kurz vorstellen.
CMBFAST ist ein Programmpaket, geschrieben von den Kosmologen Seljak und
Zaldarriaga in Fortran, welches anhand der oben erwähnten kosmologischen
Parameter Strukturen in der Hintergrundstrahlung simuliert. Die beiden
Programmautoren waren so frei und haben ihre Quelltexte zum freien
Download zur Verfügung gestellt. Jede Forschergruppe weltweit kann die
Pakete portieren, sie nutzen und damit Parametersätze an
Eigenbeobachtungen anfitten lassen. Ein hervorragendes Beispiel der
Zusammenarbeit unter Wissenschaftlern: jeglicher Aufwand zur
Eigenentwicklung, der für die Forschungsarbeit anderer Gruppen ein
Hindernis wäre, entfällt somit. Ferner findet ein reger Austausch
zwischen den Forschergruppen im Zusammenhang mit diesem Programmpaket statt.
Für interessierte Amateure gibt es sogar ein Webfrontend, welches eigene
Experimente mit kosmologischen Parametern erlaubt (erfordert allerdings
etwas Sachkenntnis). Profiastronomen müssen jedoch für ihre Zwecke eher
auf leistungsfähige Großrechner zugreifen.
Liddle, Einführung in die moderne Kosmologie, Wiley-VCH 2009
CMBFAST Web Interface:
http://lambda.gsfc.nasa.gov/toolbox/tb_cmbfast_form.cfm
*Deep Sky Browser*
Für die Generierung von Aufsuchkarten "auf die Schnelle" für
Deep-Sky-Objekte könnte der Deep Sky Browser eine interessante
Möglichkeit sein. Das Tool ist Bestandteil des Messier-45-Projekts und
findet sich im Netz als Webapplikation unter
http://messier45.com/cgi-bin/dsdb/dsb.pl.
Nach Eingabe einer Katalogbezeichnung werden drei Karten in
verschiedenen Zoomstufen für das Objekt sowie eine Übersicht der
Objektdaten erstellt. Des weiteren finden sich einige nützliche
Funktionen wie z.B. eine Auflistung von Objekten in der Nachbarschaft
oder Verlinkungen zu verschiedenen Netzressourcen (SIMBAD, 2MASS Image,
etc.).
Anmerkungen, Ergänzungen und Korrekturen sind wie immer Willkommen!
Viele Grüße und reichlich klaren Himmel,
Helmut
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Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie.
Vorige Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html
eingesehen werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Fast Fourier Transformation - ihre Grundlagen und Anwendung
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-fast-fourier-transformation.html
Aesopus - eine Webapplikation zur Transparenzberechnung von Gasen
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-aesopus.html
Die Grafikbibliothek DISLIN
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-dislin.html
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20100822/33d89b6d/attachment.html
From Helmut.Jahns at gmx.de Sun Dec 19 20:43:35 2010
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sun, 19 Dec 2010 20:43:35 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] Where is M13
Message-ID: {4D0E6067.7040908@gmx.de}
Liebe Sternfreunde.
Wo in der Milchstraße befindet sich eigentlich der Orionnebel?
Wie weit ist es bis zum Kugelsternhaufen M15 im Vergleich zur Entfernung des
Milchstraßenzentrums?
Befindet sich der Omeganebel im Schützen wirklich mitten in einem Spiralarm oder
etwa doch mehr am Rand?
Wir Astroamateure sind gerne zur Hand mit Angaben zu Entfernungen und
Positionen, wenn wir beobachten oder jemandem die Schönheiten des Sternhimmels
näherbringen.
Wie sieht es aber mit der räumlichen Vorstellung der Anordnung der vertrauten
Himmelsobjekte innerhalb unserer Milchstraße aus? Die meisten von uns sind da
nur bedingt sattelfest. Da es noch nicht sonderlich viele Angebote seitens guter
Software gibt, versucht das Tool "Where is M13?" diese Lücke zu schließen.
Where is M13 kommt mit einer Objektliste daher, worin die Objekte über eine
Checkbox zur Darstellung selektiert werden können. Die Objektliste kann mit
Objekten aus dem Messier-Katalog oder einer Auswahl von NGC-/IC-/Collinder- oder
Caldwell-Objekten gefüllt werden. Die Darstellung erfolgt in zwei Fenstern: eine
Draufsicht und eine Kantenansicht auf unsere Milchstraße. Alternativ kann auch
zu einer erdgebunden Ansicht gewechselt werden.
Das Tool ist frei verfügbar (für Windows, Linux und Mac) und kann unter
http://www.thinkastronomy.com/M13/index.html heruntergeladen werden.
Viele Grüße
Helmut
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Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html eingesehen
werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Deep Sky Browser
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-deep-sky-browser.html
Kommandoparser in C++
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-parser-fuer-c-in-der-ct.html
CSharpFits und andere FITS-Bibliotheken
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-csharpfits.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular möglich.
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20101219/a5126e8d/attachment-0001.html
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit Binärdaten wurde abgetrennt...
Dateiname : nicht verfügbar
Dateityp : image/png
Dateigröße : 417639 bytes
Beschreibung: nicht verfügbar
URL : http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20101219/a5126e8d/attachment-0001.png
From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Feb 6 15:04:37 2010
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 06 Feb 2010 15:04:37 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] Magnetic Doppler Imaging
Message-ID: {4B6D76F5.4040708@gmx.de}
Liebe Sternfreunde!
Das *Magnetic Doppler Imaging* (oder kurz MDI) hat sich in den letzten
Jahren zu einem leistungsstarken Verfahren in der Astronomie entwickelt.
Der Grundgedanke ist die Spektralpolarimetrie, also die Auswertung von
Spektren, die zusätzlich zu den Positionen von Spektrallinien auch
Informationen über die Polarisation des Lichtes in den Linien enthalten.
Beim MDI handelt es sich genaugenommen um eine Kombination mehrerer
Verfahren in einem einzigen Auswerteprozeß. Es lassen sich damit
Aussagen über Geometrie von Magnetfeldern und über Elementhäufigkeiten
bei Sternoberflächen treffen.
*Einschub: Polarisation des Lichtes
*
Das Licht ist bekanntermaßen eine elektromagnetische Welle, also eine
Änderung des elektrischen Feldes, die wiederum eine Auslenkung des
magnetischen Feldes verursacht (und umgekehrt) und die im Raum
fortschreitet. Im Normalfall hat die Richtung des elektrischen Feldes
von Lichtwellen keine Vorzugsrichtung, ist also in alle Richtungen
senkrecht zu ihrer Ausbreitungsrichtung gleichverteilt.
Wenn die Stärke des elektrischen Feldes jedoch in eine Richtung stärker
ausgeprägt ist als in anderen, so spricht man von linear polarisiertem
Licht http://de.wikipedia.org/wiki/Polarisation. Polarisiertes Licht
kann auf vielfältigem Wege erzeugt werden (Reflexion, Polfilter, aber
auch wie hier durch Magnetfelder). Grundsätzlich können Lichtwellen mit
verschiedenen Polarisationen überlagert werden, wobei zwei zueinander
senkrecht stehende Polarisationsrichtungen gewissermaßen Grundzustände
einer Polarisation darstellen, aus denen alle übrigen
Polarisationszustände hergeleitet werden können.
*Stokes-Parameter
*
In der Optik wird die Polarisation mit Hilfe der Stokes-Parameter
http://de.wikipedia.org/wiki/Stokes-Vektor beschrieben. Dabei handelt
es sich um vier Größen, die die Intensität des Lichtes mit
Polarisationen, die im Winkel von 0°, 45°, 90° und 135° zu einem idealen
Polarisator stehen, beschreiben. Diese vier Größen können direkt
gemessen werden und sind Basis für Berechnungen beim Magnetic Doppler
Imaging.
*Prinzip des MDI*
Indem man verschiedene Spektren während der Eigenrotation eines Sterns
mißt, bekommt man eine Zeitreihe von Beobachtungen unter verschiedenen
Blickwinkeln. Über den Dopplereffekt, der sich in Form von
Linienverschiebungen äußert, bekommt man zusammen mit der Polarisation,
die durch das Magnetfeld hervorgerufen wird, Information über die
Magnetfeldstruktur an der Sternoberfläche (dem Ort also, wo das Licht
ausgesandt wurde). Auf der anderen Seite erhält man über die Intensität
der Spektrallinien in Verbindung wiederum mit dem Dopplereffekt
Erkenntnisse über Elementhäufigkeiten.
Die Verfahren sind nicht separierbar, deshalb müssen die zu erwartenden
Meßwerte vollständig modelliert werden. Dazu wird ein
Optimierungsalgorithmus
http://de.wikipedia.org/wiki/Optimierungsalgorithmus eingesetzt. Das
Magnetfeld an der Sternoberfläche wird samt Feldstärke und Feldrichtung
ortsabhängig modelliert. Gleiches passiert mit der Elementverteilung.
Ebenso werden Annahmen über den Stern selbst getroffen
(Rotationsperiode, Achsneigung, Ausdehnung). Man bekommt mehrere
Parameter, die von einer Software durchvariiert werden, bis eine
bestmögliche Übereinstimmung mit den Meßdaten erreicht wurde.
Bei Anwendung des MDI muß beachtet werden, daß mehrdeutige Lösungen
möglich sind. Diese müßten ggfs. durch andere Verfahren ausgeschlossen
werden.
Literatur:
http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0910/0910.5556v1.pdf
Doppler Imaging of stellar magnetic fields
http://www.aanda.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=/articles/aa/pdf/2002/02/aah3035.pdf
------------------------------------------------------------------------
*Nachtrag zu Fernzugriffen auf Rechnern (Zirkular vom 21.8.)
*
Vor ein paar Monaten stellte ich Fernzugriffe auf Rechner vor. Hierzu
möchte ich ergänzen, daß mit dem *TeamViewer* ein Tool zur Verfügung
steht, welches diese Aufgabe noch einfacher erledigt als UltraVNC. Man
muß keine Portweiterleitung konfigurieren, sondern tauscht lediglich
eine ID und ein Paßwort aus, um eine Verbindung herzustellen.
TeamViewer kann von Privatanwendern kostenfrei genutzt werden.
Die Vorteile liegen auf der Hand:
* man kann jemandem bei der Konfiguration des Rechners helfen, ohne
selbst hinfahren zu müssen.
* man kann Projekte am Bildschirm besprechen, ohne daß dies mit
Reiseaufwand verbunden ist.
Viele Grüße und allzeit klaren Himmel
Helmut
------------------------------------------------------------------------
Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie.
Vorige Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html
eingesehen werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Doppler-Tomografie
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-doppler-tomographie.html
Zugriff auf ferne Rechner: VNC
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-fernzugriff-auf-rechner-via-vnc.html
Das Halley-Verfahren zur Nullstelleberechnung
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-das-halley-verfahren.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
möglich.
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20100206/4cce3062/attachment.htm
From hansguenterdiederich at t-online.de Sun Feb 7 00:39:46 2010
From: hansguenterdiederich at t-online.de (Hans G. Diederich)
Date: Sun, 07 Feb 2010 00:39:46 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] Magnetic Doppler Imaging
In-Reply-To: {4B6D76F5.4040708@gmx.de}
References: {4B6D76F5.4040708@gmx.de}
Message-ID: {4B6DFDC2.1030706@t-online.de}
Hallo Helmut,
wäre das nicht auch ein Posting im BAV-Forum Wert?
Gruß
Hans-Günter
Helmut Jahns schrieb:
} Liebe Sternfreunde!
}
} Das *Magnetic Doppler Imaging* (oder kurz MDI) hat sich in den letzten
} Jahren zu einem leistungsstarken Verfahren in der Astronomie
} entwickelt. Der Grundgedanke ist die Spektralpolarimetrie, also die
} Auswertung von Spektren, die zusätzlich zu den Positionen von
} Spektrallinien auch Informationen über die Polarisation des Lichtes in
} den Linien enthalten. Beim MDI handelt es sich genaugenommen um eine
} Kombination mehrerer Verfahren in einem einzigen Auswerteprozeß. Es
} lassen sich damit Aussagen über Geometrie von Magnetfeldern und über
} Elementhäufigkeiten bei Sternoberflächen treffen.
}
} *Einschub: Polarisation des Lichtes
} *
} Das Licht ist bekanntermaßen eine elektromagnetische Welle, also eine
} Änderung des elektrischen Feldes, die wiederum eine Auslenkung des
} magnetischen Feldes verursacht (und umgekehrt) und die im Raum
} fortschreitet. Im Normalfall hat die Richtung des elektrischen Feldes
} von Lichtwellen keine Vorzugsrichtung, ist also in alle Richtungen
} senkrecht zu ihrer Ausbreitungsrichtung gleichverteilt.
}
} Wenn die Stärke des elektrischen Feldes jedoch in eine Richtung
} stärker ausgeprägt ist als in anderen, so spricht man von linear
} polarisiertem Licht http://de.wikipedia.org/wiki/Polarisation.
} Polarisiertes Licht kann auf vielfältigem Wege erzeugt werden
} (Reflexion, Polfilter, aber auch wie hier durch Magnetfelder).
} Grundsätzlich können Lichtwellen mit verschiedenen Polarisationen
} überlagert werden, wobei zwei zueinander senkrecht stehende
} Polarisationsrichtungen gewissermaßen Grundzustände einer Polarisation
} darstellen, aus denen alle übrigen Polarisationszustände hergeleitet
} werden können.
}
} *Stokes-Parameter
} *
} In der Optik wird die Polarisation mit Hilfe der Stokes-Parameter
} http://de.wikipedia.org/wiki/Stokes-Vektor beschrieben. Dabei
} handelt es sich um vier Größen, die die Intensität des Lichtes mit
} Polarisationen, die im Winkel von 0°, 45°, 90° und 135° zu einem
} idealen Polarisator stehen, beschreiben. Diese vier Größen können
} direkt gemessen werden und sind Basis für Berechnungen beim Magnetic
} Doppler Imaging.
}
} *Prinzip des MDI*
}
} Indem man verschiedene Spektren während der Eigenrotation eines Sterns
} mißt, bekommt man eine Zeitreihe von Beobachtungen unter verschiedenen
} Blickwinkeln. Über den Dopplereffekt, der sich in Form von
} Linienverschiebungen äußert, bekommt man zusammen mit der
} Polarisation, die durch das Magnetfeld hervorgerufen wird, Information
} über die Magnetfeldstruktur an der Sternoberfläche (dem Ort also, wo
} das Licht ausgesandt wurde). Auf der anderen Seite erhält man über die
} Intensität der Spektrallinien in Verbindung wiederum mit dem
} Dopplereffekt Erkenntnisse über Elementhäufigkeiten.
}
} Die Verfahren sind nicht separierbar, deshalb müssen die zu
} erwartenden Meßwerte vollständig modelliert werden. Dazu wird ein
} Optimierungsalgorithmus
} http://de.wikipedia.org/wiki/Optimierungsalgorithmus eingesetzt. Das
} Magnetfeld an der Sternoberfläche wird samt Feldstärke und
} Feldrichtung ortsabhängig modelliert. Gleiches passiert mit der
} Elementverteilung. Ebenso werden Annahmen über den Stern selbst
} getroffen (Rotationsperiode, Achsneigung, Ausdehnung). Man bekommt
} mehrere Parameter, die von einer Software durchvariiert werden, bis
} eine bestmögliche Übereinstimmung mit den Meßdaten erreicht wurde.
}
} Bei Anwendung des MDI muß beachtet werden, daß mehrdeutige Lösungen
} möglich sind. Diese müßten ggfs. durch andere Verfahren ausgeschlossen
} werden.
}
} Literatur:
} http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0910/0910.5556v1.pdf
} Doppler Imaging of stellar magnetic fields
} http://www.aanda.org/index.php?option=article&access=standard&Itemid=129&url=/articles/aa/pdf/2002/02/aah3035.pdf
}
} ------------------------------------------------------------------------
} *Nachtrag zu Fernzugriffen auf Rechnern (Zirkular vom 21.8.)
} *
} Vor ein paar Monaten stellte ich Fernzugriffe auf Rechner vor. Hierzu
} möchte ich ergänzen, daß mit dem *TeamViewer* ein Tool zur Verfügung
} steht, welches diese Aufgabe noch einfacher erledigt als UltraVNC. Man
} muß keine Portweiterleitung konfigurieren, sondern tauscht lediglich
} eine ID und ein Paßwort aus, um eine Verbindung herzustellen.
}
} TeamViewer kann von Privatanwendern kostenfrei genutzt werden.
}
} Die Vorteile liegen auf der Hand:
}
} * man kann jemandem bei der Konfiguration des Rechners helfen,
} ohne selbst hinfahren zu müssen.
} * man kann Projekte am Bildschirm besprechen, ohne daß dies mit
} Reiseaufwand verbunden ist.
}
} Viele Grüße und allzeit klaren Himmel
}
} Helmut
}
} ------------------------------------------------------------------------
}
} Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie.
} Vorige Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html
} eingesehen werden.
}
} Andere Ausgaben des Zirkulars:
}
} Doppler-Tomografie
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-doppler-tomographie.html
}
} Zugriff auf ferne Rechner: VNC
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-fernzugriff-auf-rechner-via-vnc.html
}
} Das Halley-Verfahren zur Nullstelleberechnung
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-das-halley-verfahren.html
}
} Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
} http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
} möglich.
}
} ------------------------------------------------------------------------
}
} _______________________________________________
} Comast-Zirkular mailing list
} Comast-Zirkular at lists.computer-astronomie.de
} http://lists.consolving.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
}
From Helmut.Jahns at gmx.de Fri Feb 26 23:06:30 2010
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Fri, 26 Feb 2010 23:06:30 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] Halo-Simulation
Message-ID: {4B8845E6.8030609@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
schon vor einiger Zeit ist mir ein nettes kleines Tool namens HaloSim
begegnet, mit dem sich Haloerscheinungen simulieren lassen. Halos sind
meist ringförmigen atmosphärischen Leuchterscheinungen um helle
Lichtquellen wie Sonne und Mond, die durch Eiskristalle hervorgerufen
werden. Da es verschiedene Ausprägungen von Eiskristallen gibt, ist die
Vielfalt solcher Haloerscheinungen ebenso groß. An dieser Stelle setzt
HaloSim an.
HaloSim ermöglicht es dem Benutzer zu spezifizieren, welche Typen von
Eiskristallen simuliert werden sollen und in welchen Anteilen sie
vorhanden sind. Anhand dieser Verteilung und ein paar weiterer Parameter
wird mittels der Raytracing-Technik das zu erwartende Erscheinungsbild
des Halos berechnet.
Die Eiskristallverteilungen können in Dateien abgespeichert werden. Das
Tool stellt einige Beispieldateien historischer Haloerscheinungen wie
z.B. die Petersburger Haloerscheinung (s. oben) bereit. Dem eigenen
Ausprobieren stehen viele Möglichkeiten offen, z.B. läßt sich eine
Eigensichtung eines Halos simulieren und daraus die Verteilung der
Eiskristalle rekonstruieren.
Die Hilfe enthält zudem einige Literaturhinweise zu diesen Phänomenen.
Das Tool (Windows) kann hier
http://www.atoptics.co.uk/halo/halfeat.htm frei heruntergeladen werden.
Viele Grüße
Helmut
------------------------------------------------------------------------
Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie.
Vorige Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html
eingesehen werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Virtuelle Observatorien
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-virtuelle-observatorien.html
Die Dispersion des Glases
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-dispersion-des-glases.html
Polare Ringe um Neptun rechnerisch möglich
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-polare-ringe-um-neptun-rechnerisch-moeglich.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
möglich.
-------------- nächster Teil --------------
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URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20100226/275d1330/attachment.htm
-------------- nächster Teil --------------
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Dateiname : HalosimScreenshot.png
Dateityp : image/png
Dateigröße : 251129 bytes
Beschreibung: nicht verfügbar
URL : http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20100226/275d1330/attachment-0001.png
From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jan 16 20:35:27 2010
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 16 Jan 2010 20:35:27 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] Virtuelle Maschinen
Message-ID: {4B5214FF.3040807@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
einige von Euch mögen virtuelle Maschinen schon kennen, dennoch möchte
ich sie gern kurz in diesem Zirkular vorstellen.
Vor wenigen Jahren haben sowohl unter Windows als auch unter Linux
leistungsfähige Virtuelle Maschinen Einzug gehalten. Mit Virtuellen
Maschinen ist es möglich, einen kompletten PC in Software zu emulieren.
Bei einer Virtuellen Maschine läuft auf dem heimischen PC (dem Host)
eine Software, die eine simulierte Umgebung bereitstellt. Diese Umgebung
stellt einen virtuellen Komplett-PC dar, auf dem wiederum eines der
gängigen Betriebssysteme, das Gastsystem, installiert werden kann (die
virtuelle Maschine liefert kein Betriebssystem mit). Eines der großen
Vorzüge ist: es können mehrere Gastsysteme installiert werden. Jedes
Gastsystem wird durch eine, wenn auch reichlich große, Datei auf dem
Host repräsentiert, die dort natürlich frei kopiert oder auch gelöscht
werden kann.
Änderungen am System (z.B. Installationen) können jederzeit rückgängig
gemacht werden, indem eine zuvor gesicherte Gastsystemdatei
zurückkopiert wird. Man kann stets ein jungfräuliches Betriebssystem als
Datei verwahren und jederzeit wieder einspielen, ohne das
Gastbetriebssystem neu installieren zu müssen.
Vom Gastbetriebssystem aus kann auf die Resourcen des Host-PC
(Grafikkarte, Laufwerke, Schnittstellen) nach vorheriger Aktivierung
zugegriffen werden.
Ein Gastsystem kommt mit einem komplett eigenen Dateisystem daher, d.h.
die Dateien des Hosts sind für gewöhnlich beim Gast nicht sichtbar. Die
meisten virtuellen Maschinen bieten jedoch an, ein Host-Verzeichnis in
das Gastsystem einzublenden, um einen Dateienaustausch zwischen Host und
Gast zu ermöglichen.
Diese Mechanismen stellen sicher, daß das Hostbetriebssystem in keinster
Weise verändert wird. Man braucht auch nicht zu befürchten, daß beim
Installieren des Gastsystems das Hostsystem zerstört wird, da die
Trennung beider Systeme klar ist.
Virtuelle Maschinen bieten einige Merkmale:
- es ist möglich, andere Betriebssysteme zu testen, ohne sie
beispielsweise auf einer anderen Partition parallel installieren zu müssen.
- Man kann die Lauffähigkeit eigener Software auf anderen
Betriebssystemversionen testen (z.B. ob eine unter XP entwickelte
Software auch unter Vista, 7 oder 2000 läuft). Das macht virtuelle
Maschinen für einige von uns interessant.
- Man kann die Lauffähigkeit eigener Programme auf jungfräulichen
Systemen testen.
Neben Cygwin
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-cygwin.html
sind Virtuelle Maschinen eine weitere Möglichkeit, Linux auf dem
heimischen Windowsrechner zum Laufen zu bringen.
Es gibt einige Derivate virtueller Maschinen. Von Virtual Box (diejenige
Software, die ich selbst zum Ausprobieren nahm) gibt es eine Variante,
die für Privatanwender kostenfrei ist.
Viele Grüße und reichlich klaren Himmel wünscht
Helmut
------------------------------------------------------------------------
Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie.
Vorige Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html
eingesehen werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Cygwin - Linux unter Windows starten
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-virtuelle-observatorien.html
Zugriff auf ferne Rechner: VNC
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-fernzugriff-auf-rechner-via-vnc.html
BOINC - der eigene PC im Dienste der Wissenschaft
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-boinc.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
möglich.
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20100116/84c6f3dc/attachment.html
From sirko at molau.de Tue Jan 19 00:59:56 2010
From: sirko at molau.de (Sirko Molau)
Date: Tue, 19 Jan 2010 00:59:56 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] Virtuelle Maschinen
References: {4B5214FF.3040807@gmx.de}
Message-ID: {003b01ca989a$56c4bd00$16b2a8c0@fritz.box}
Hallo Helmut,
tolles Thema - über die Virtualisierung könnte man Bände schreiben. :-)
Sie hat eine Menge Vorteile, weshalb sie auch im industriellen Bereich breiten Einzug hält (wir installieren derzeit per default virtuelle Server, keine physikalischen mehr), jedoch auch ein paar Nachteile, die leicht übersehen werden.
Ich will nur mal ein paar Stichpunkte nennen - bei Interesse können wir den einen oder anderen Aspekt gerne genauer diskutieren.
* In der Industrie liegt der Hauptvorteil der Virtualisierung in der Konsolidierung. Wir lassen üblicher Weise bis zu 10 virtuelle Server auf einem physikalischen Server laufen. Das ist möglich, weil häufig jede kleine Win- und Linux-Applikation xy ihre eigene Hardware mitbringt, die jedoch bei der heutigen leistungsfähigen Hardware den Server selten zu mehr als 10% auslastet. Man spart sich die Hardwarekosten, aber nicht die Betriebs- und Supportkosten, denn jede eigene virtuelle Maschine muss genauso gepflegt, gepatcht, mit Softwarelizenzen versehen werden wie eine physikalische.
* Man kann eine virtuelle Maschine sehr gut dazu nutzen, Legacy-Applikationen laufen zu lassen, für die es gar keine Hardware oder Treiber mehr gibt. Wenn eine extrem wichtige Applikation nun mal nur auf Win 3.11 läuft (und das kommt öfter vor, als man gemeinhin denken möchte), dann soll sie es doch. Aber Achtung: Deswegen wird Win 3.11 trotzdem nicht mehr von Microsoft supported, man bekommt also keine Security Patches, AV-Pattern etc. So ein virtueller Rechner muss genau so gepatcht und gepflegt werden wie ein realer oder er sollte niemals als (virtuelle) Netz gehen.
* Was noch schlimmer ist: Auch eine virtuelle Maschine hat einen "HW-Zyklus". Der besteht darin, dass die meisten Hersteller zwar abwärtskompatibel sind und "alte" virtuelle Maschinen auf ihrer jeweils aktuellen Virtualisierungssoftware laufen - um aber den vollen Funktionsumfang nutzen zu können, muss man üblicher Weise auch virtuelle Maschinen von Zeit zu Zeit "upgraden". Das ist natürlich leichter als ein echter Hardwaretausch, aber man kommt in der Praxis eben doch nicht ganz ohne Updates aus.
* Die Virtualisierung hat Ihre Grenzen bei der Hardware. Standard-Hardware (Grafikkarte, Festplatten, Floppy & CD-Laufwerke, serielle und parallele Ports, Soundkarte, Netzwerkkarte) steht zur Verfügung - wenn man jedoch in seinem Rechner dedizierte Hardware hat (z.B. einen Framegrabber oder eine Steuerungskarte), ist das Spass vorbei. Zudem kommt, dass übliche Weise die Zahl der CPU (Cores) und der Hauptspeicher begrenzt ist, den man einer VM mitgeben kann. Sie ist damit nie so leistungsstark wie der Hostrechner. Von Vorteil ist auf der anderen Seite, dass die virtuelle Festplatte beliebig groß sein kann, jedoch auf der realen Festplatte immer nur so viel Speicher belegt, wie Daten gespeichert sind.
* Der bekannte und wahrscheinliche auch älteste Hersteller auf dem Markt ist VMWare. Es gibt verschiedene Ausprägungen (VMWare Player, GSX, ESX, ...), die in der einfachsten Version kostenlos verfügbar ist. Für den privaten Gebrauch ist die vollkommen ausreichend. VMWare hat - gerade was Enterprise-Funktionen (z.B. Clusterfähigkeit) angeht - am meisten zu bieten. Unter Linux gibt es verschiedene Projekte - in unserer Firma haben wir uns für Xen entschieden. Microsoft hat den kostenlosen Virtual PC (bzw. Virtual Server / HyperV im Unternehmensumfeld) im Rennen. Mit dem VPC habe ich in den vergangenen Tagen gerade ein wenig experimentiert. Der VPC 2004 benötigt keine spezielle Hardware und läuft problemlos unter XP. Für den VPC 2007 müssen gewisse Virtualisierungsfunktionen der CPU verfügbar sein - auf dem ca. 2 Jahre alten Notebook meiner Frau konnte ich den z.B. nicht mehr starten. Schliesslich bringt Win7 eine eigene Version der VPC mit. Zum einen wird damit der "XP-Modus" zur Verfügung gestellt (für XP-Programme, die nicht mehr unter Win 7 laufen) und zum anderen ein normaler virtueller PC, in dem man "beliebige" Gastsysteme installieren kann. So ganz habe ich den noch nicht durchschaut. Von der Version scheint er aktueller als der VPC 2007 zu sein, aber ich habe ihn gerade runterwerfen müssen, weil er zum Beispiel keine virtuellen Diskettenlaufwerke mehr bietet. Auch die speziellen VM-AddIns, die notwendig sind, um z.B. auf die Festplatte des Hostrechners zuzugreifen, sind nur noch begrenzt verfügbar. Sie konnten auf einem virtuellen Win98 PC nicht mehr installiert werden, was unter VPC 2007 noch ging. Keine Ahnung, was M$ sich da wieder gedacht hat. :-(
Jedenfalls ist VPC 2007 aktuell meine erste Wahl.
Schöne Grüße,
Sirko
--
************************************************************
* Sirko Molau * *
* Abenstalstr. 13b * __ *
* D-84072 Seysdorf * " 2B v 2B " *
* Germany * *
* phone: +49-8752-869437 * Shakespeare *
* email: sirko at molau.de * *
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************************************************************
----- Original Message -----
From: "Helmut Jahns" {Helmut.Jahns at gmx.de}
To: {comast-zirkular at lists.computer-astronomie.de}
Sent: Saturday, January 16, 2010 8:35 PM
Subject: [Comast-Zirkular] Virtuelle Maschinen
} Liebe Sternfreunde,
}
} einige von Euch mögen virtuelle Maschinen schon kennen, dennoch möchte
} ich sie gern kurz in diesem Zirkular vorstellen.
}
} Vor wenigen Jahren haben sowohl unter Windows als auch unter Linux
} leistungsfähige Virtuelle Maschinen Einzug gehalten. Mit Virtuellen
} Maschinen ist es möglich, einen kompletten PC in Software zu emulieren.
}
} Bei einer Virtuellen Maschine läuft auf dem heimischen PC (dem Host)
} eine Software, die eine simulierte Umgebung bereitstellt. Diese Umgebung
} stellt einen virtuellen Komplett-PC dar, auf dem wiederum eines der
} gängigen Betriebssysteme, das Gastsystem, installiert werden kann (die
} virtuelle Maschine liefert kein Betriebssystem mit). Eines der großen
} Vorzüge ist: es können mehrere Gastsysteme installiert werden. Jedes
} Gastsystem wird durch eine, wenn auch reichlich große, Datei auf dem
} Host repräsentiert, die dort natürlich frei kopiert oder auch gelöscht
} werden kann.
}
} Änderungen am System (z.B. Installationen) können jederzeit rückgängig
} gemacht werden, indem eine zuvor gesicherte Gastsystemdatei
} zurückkopiert wird. Man kann stets ein jungfräuliches Betriebssystem als
} Datei verwahren und jederzeit wieder einspielen, ohne das
} Gastbetriebssystem neu installieren zu müssen.
}
} Vom Gastbetriebssystem aus kann auf die Resourcen des Host-PC
} (Grafikkarte, Laufwerke, Schnittstellen) nach vorheriger Aktivierung
} zugegriffen werden.
}
} Ein Gastsystem kommt mit einem komplett eigenen Dateisystem daher, d.h.
} die Dateien des Hosts sind für gewöhnlich beim Gast nicht sichtbar. Die
} meisten virtuellen Maschinen bieten jedoch an, ein Host-Verzeichnis in
} das Gastsystem einzublenden, um einen Dateienaustausch zwischen Host und
} Gast zu ermöglichen.
}
} Diese Mechanismen stellen sicher, daß das Hostbetriebssystem in keinster
} Weise verändert wird. Man braucht auch nicht zu befürchten, daß beim
} Installieren des Gastsystems das Hostsystem zerstört wird, da die
} Trennung beider Systeme klar ist.
}
} Virtuelle Maschinen bieten einige Merkmale:
}
} - es ist möglich, andere Betriebssysteme zu testen, ohne sie
} beispielsweise auf einer anderen Partition parallel installieren zu müssen.
} - Man kann die Lauffähigkeit eigener Software auf anderen
} Betriebssystemversionen testen (z.B. ob eine unter XP entwickelte
} Software auch unter Vista, 7 oder 2000 läuft). Das macht virtuelle
} Maschinen für einige von uns interessant.
} - Man kann die Lauffähigkeit eigener Programme auf jungfräulichen
} Systemen testen.
}
} Neben Cygwin
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-cygwin.html
} sind Virtuelle Maschinen eine weitere Möglichkeit, Linux auf dem
} heimischen Windowsrechner zum Laufen zu bringen.
}
} Es gibt einige Derivate virtueller Maschinen. Von Virtual Box (diejenige
} Software, die ich selbst zum Ausprobieren nahm) gibt es eine Variante,
} die für Privatanwender kostenfrei ist.
}
} Viele Grüße und reichlich klaren Himmel wünscht
}
} Helmut
}
} ------------------------------------------------------------------------
}
} Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie.
} Vorige Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html
} eingesehen werden.
}
} Andere Ausgaben des Zirkulars:
}
} Cygwin - Linux unter Windows starten
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-virtuelle-observatorien.html
}
} Zugriff auf ferne Rechner: VNC
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-fernzugriff-auf-rechner-via-vnc.html
}
} BOINC - der eigene PC im Dienste der Wissenschaft
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-boinc.html
}
} Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
} http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
} möglich.
}
}
--------------------------------------------------------------------------------
_______________________________________________
Comast-Zirkular mailing list
Comast-Zirkular at lists.computer-astronomie.de
http://lists.consolving.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20100119/9228c172/attachment.htm
From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jul 24 11:09:25 2010
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 24 Jul 2010 11:09:25 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] =?iso-8859-15?q?CSharpFits_und_weitere_Biblioth?=
=?iso-8859-15?q?eken_f=FCr_das_FITS-Format?=
Message-ID: {4C4AADC5.1040006@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
das FITS-Datenformat (Flexible Image Transport System) für Bilder und
Daten feiert im nächsten Jahr seinen 20. Geburtstag. Mit den Jahren ist
glücklicherweise auch die Unterstützung der Programmierung in Form von
fertigen Softwarebibliotheken für das Bearbeiten von FITS-Dateien stetig
angewachsen.
Eines der interessantesten Projekte ist das CSharpFits Package, einer
Bibliothek für die .NET-Plattform. Es bietet eine Schnittstelle zum
Lesen und Schreiben von FITS-Dateien an. Des weiteren ist eine Funktion
zum direkten Schreiben von Datenstreams, z.B. aus einer
Datenbankabfrage, in die Binärtabelle einer FITS-Datei vorhanden.
Das Paket beinhaltet eine Schnittstellendokumentation und ist sowohl im
Source Code als auch binär (wenn man es in Programmen integrieren
möchte, die in einer anderen .NET-Programmiersprache als C# geschrieben
wurden) verfügbar. Vorausgesetzt wird die Version 2.0 von .NET.
Links:
http://vo.iucaa.ernet.in/~voi/CSharpFITS.html
http://vo.iucaa.ernet.in/%7Evoi/CSharpFITS.html
http://skyservice.pha.jhu.edu/develop/FitsLib/
http://fits.gsfc.nasa.gov/fits_libraries.html, listet weitere
Bibliotheken für diverse Sprachen und Umgebungen(C++, Python, MatLab,
Mathematica, etc.) auf.
VdS-Journal Nr. 18: Fitsmag, Artikel von Otmar Nickel
Viele Grüße
Helmut Jahns
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Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie.
Vorige Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html
eingesehen werden.
Beispiele für weitere Ausgaben des Zirkulars:
Das Memento Pattern
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-polare-ringe-um-neptun-rechnerisch-moeglich.html
Magnetic Doppler Imaging
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-magnetic-doppler-imaging.html
Aesopus - eine Webapplikation zur Transparenzberechnung von Gasen
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-aesopus.html
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-virtuelle-observatorien.html
-------------- nächster Teil --------------
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From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jun 19 09:11:34 2010
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 19 Jun 2010 09:11:34 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Lindblad-Resonanz
Message-ID: {4C1C6DA6.8080207@gmx.de}
Liebe Sternfreunde.
Resonanzphänomene innerhalb unseres Sonnensystems sind schon seit
längerem bekannt. Sie sind z.B. für Lücken im Asteroidengürtel oder
Anhäufungen von Asteroiden bei bestimmten Bahnradien verantwortlich. Wir
erinnern uns: wenn die Umlaufzeiten zweier Himmelskörper durch wechsel-
oder einseitige Schwerkraftwirkung in ein niedriges ganzzahliges
Verhältnis gezwungen wird (z.B. 1:2, 3:2, 3:4, etc.), dann liegt eine
*Bahnresonanz* vor.
Aber auch außerhalb des Sonnensystems gibt es Strukturen, die durch
Resonanzeffekte hervorgerufen werden. Ein typisches Beispiel ist die
Struktur von Galaxien.
Die Spiralstruktur von Spiralgalaxien wird in der gegenwärtigen
Wissenschaft auf *Dichtewellen* zurückgeführt. Die Sterne und die
Molekülwolken einer Galaxie umlaufen das Zentrum auf individuellen
elliptischen Bahnen, die von innen nach außen eine zunehmende
Winkeldrehung erfahren, wie in der Abbildung dargestellt.
/Abb. Die Spiralarme einer Spiralgalaxie ergeben sich aus gegeneinander
verdrehten Ellipsenbahnen./
Man erkennt, wie sich die Spiralarme allein aus der Lage der Bahnen
zueinander ergeben. Verstärkend kommt noch hinzu, daß der Bereich der
Spiralarme eine erhöhte Massendichte aufweist, die wiederum auf
vorbeiziehende Sterne/Molekülwolken anziehend wirkt. Kommt
beispielsweise ein Stern einem Spiralarm nahe, so wird er zum Spiralarm
hin abgelenkt, woraufhin sich seine Bahngeschwindigkeit derjenigen des
Spiralarms annähert. Damit verlängert sich die Verweildauer des Sterns
im Spiralarm. Das Spiel wiederholt sich genau umgekehrt beim
anschließenden Verlassen des Spiralarms. Spiralarme sind folglich
selbsterhaltende Gebilde. Hinzu kommt, daß die erhöhte Massendichte eine
verstärkte Sternentstehung und damit eine größere Flächenhelligkeit zur
Folge hat.
Die Dichtewellentheorie hat noch einen Haken: sie kann zwar den
Fortbestand von Spiralarmen erklären, nicht jedoch ihre Entstehung.
Den Spiralarmen kommt nun eine Rolle als eine mit konstanter
Winkelgeschwindigkeit rotierende Störung des ansonsten
axialsymmetrischen Gravitationspotentials der Galaxie zu. Wir haben
gesehen, daß die Geschwindigkeit, mit der ein Spiralarm propagiert,
nicht die gleiche ist wie die Geschwindigkeit der Sterne. Ein Spiralarm
wird gewissermaßen von den Sternen der Galaxie durchlaufen.
Die Störung im Gravitationspotential führt dazu, daß die Sterne
abwechselnd beschleunigt und abgebremst werden. Dies führt zu
komplizierten Bahnformen, wobei Epizykelbahnen eine große Bedeutung
haben (s. Abb.).
/Abb. Epizykelbahn eines Sterns/einer Gaswolke in einem Bezugssystem,
das mit der Störung (hier: Balken) synchron rotiert./
Die Frequenz einer Epizykelbahn wird mit k bezeichnet (nicht zu
verwechseln mit der Umlauffrequenz um das Galaxienzentrum) und kann mit
der Winkelgeschwindigkeit des Sterns W in Beziehung gebracht werden.
Damit eröffnen sich auch Möglichkeiten für *Resonanzen*, die erstmals
vom schwedischen Astronomen Bertil Lindblad beschrieben wurden. Die
Winkelgeschwindigkeit der Sterne bzw. Gaswolken ist radiusabhängig -- je
weiter der Stern sich vom Galaxienzentrum befindet, desto kleiner ist
seine Winkelgeschwindigkeit W. Wenn sich die epizyklische Frequenz als
ganzzahliges Vielfaches der Differenz zwischen der Winkelgeschwindigkeit
eines Sterns W und derjenigen der Störung W_P (Spiralarm, ebenso auch
Balken) ausdrücken läßt, gemäß
m(W_P -- W) = k, mit einer natürlichen Zahl /m/,
so liegt eine Resonanz vor.
Man kann sich eine solche Lindblad-Resonanzen am ehesten im mitbewegten
Bezugssystem der Störung W_P veranschaulichen: im Falle dieser
Resonanzbedingung bekommt ein Himmelskörper stets an den gleichen
Positionen relativ zum Spiralarm/Balken einen "Schubs"; die Störung hat
also eine Vorzugsrichtung. Dies kann dazu führen, daß Himmelskörper ganz
aus den Resonanzzonen entfernt werden. Bei einigen Resonanzen jedoch
verteilt sich die Störungswirkung über die Bahn, sodaß sich die
Störungswirkungen aufhebt oder sogar zu einem Ansammeln von Objekten
führt (ganz analog zum Sonnensystem, wo Resonanzen im Asteroidengürtel
bei bestimmten Sonnenabständen zu Kirkwood-Lücken und
Asteroidenhäufungen führen können).
Welche Art von Resonanz im konkreten Fall greift, hängt nicht nur vom
Faktor /m/ ab, sondern auch von der Geometrie der Störung (Balken oder
Spiralarm, Ausdehnung, Form, Masseverteilung). Lindblad-Resonanzen
bestimmen auf diesem Wege ganz entscheidend das Erscheinungsbild von
Galaxien: wie lang ein Balken maximal werden kann, welche Zonen bei
Balkengalaxien keine Spiralarmbildung zulassen und ob es zur Ausbildung
eines Rings kommt -- letzteres genau dann, wenn eine ganz bestimmte
Lindblad-Resonanz eine Akkumulation von Sternen verursacht (Ringgalaxien
sind übrigens nicht zu verwechseln mit polaren Ringgalaxien - letztere
entstehen für gewöhnlich beim Verschmelzen zweier Galaxien).
M94 ist übrigens ein wunderschönes Beispiel für eine schon mit mittleren
Geräten beobachtbare Ringgalaxie.
Viele Grüße
Helmut
Literatur:
Balkenspiralen, Sterne und Weltraum 2/98, S 131.
http://casa.colorado.edu/~danforth/science/spiral/
http://casa.colorado.edu/%7Edanforth/science/spiral/
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Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie.
Vorige Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html
eingesehen werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Polare Ringe um Neptun: rechnerisch möglich
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-polare-ringe-um-neptun-rechnerisch-moeglich.html
Helligkeitsverläufe in Galaxien
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-helligkeitsverlaeufe-in-galaxien.html
Virtuelle Observatorien
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-virtuelle-observatorien.html
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From Helmut.Jahns at gmx.de Tue Mar 30 19:30:11 2010
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Tue, 30 Mar 2010 19:30:11 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Kubische Splines
Message-ID: {4BB23523.5040807@gmx.de}
Liebe Sternfreunde!
Beim astronomischen/naturwissenschaftlichen Programmieren trifft man
gelegentlich die Aufgabenstellung, innerhalb einer gegebenen Menge von
Meßwerten bestehend aus Wertepaaren (x,y) Zwischenwerte berechnen zu
können (Interpolation). Im einfachsten Fall ist die Interpolation
linear, d.h. man denkt sich eine gerade Linie zwischen den beiden
nächsten Meßwerten zu demjenigen Punkt x, für den ein Zwischenwert
berechnet werden soll und berechnet den zugehörigen y-Wert über den
linearen Zusammenhang (s. rote Linien in der Abb. unten).
Ist die Meßkurve stärker gebogen, so stößt man mit der linearen
Interpolation an Grenzen. Man braucht einen Algorithmus, der diese
Krümmung besser berücksichtigt. Hier bieten die kubischen Splines einen
interessanten Lösungsansatz.
Grundgedanke ist das Hineinlegen eines Polynoms höherer Ordnung in einen
Abschnitt zwischen zwei Meßwerten. Durch die höhere Ordnung bekommt man
zusätzliche Freiheitsgrade, um die Ausgleichskurve besser an die
Meßwerte anschmiegen lassen zu können. In der Regel hat man nicht nur
zwei, sondern viele Meßwerte. Ein Polynom dritter Ordnung S(x) = a x^3 +
b x^2 + c x + d leistet meist schon gute Dienste.
Um über den gesamten Meßwertebereich interpolieren zu können, müssen für
alle Abschnitte solche Polynome definiert werden. Je nach dem, in
welchen Abschnitt der Zwischenwert zu bilden ist, wird das entsprechende
Polynom ausgewählt, d.h. für eine vollständige Beschreibung werden
mehrere Polynomabschnitte aneinandergesetzt. An den Übergängen (sprich:
genau auf den Meßpunkten) wird gefordert, daß die Splines die gleichen
Funktionswerte besitzen, also stetig ineinander übergehen, daß sie die
gleich Steigung haben, also in der ersten Ableitung S'(x)
Übereinstimmung, und daß sie das gleich Krümmungsverhalten aufweisen,
also in der zweiten Ableitung S"(x) übereinstimmen. Anhand dieser
Randbedingungen kann man für alle Abschnitte Gleichungssysteme
aufstellen, die für die Parameter a, b, c und d auflösbar sind und so
S(x) = a x^3 + b x^2 + c x + d ergeben
Eine ansprechende Herleitung der Rechenvorschrift findet sich auf einer
Seite von Arndt Brünner
http://www.arndt-bruenner.de/mathe/scripts/kubspline.htm, wo man zudem
einen Online-Rechner für Splines ausprobieren kann. Ein Teil des
Verfahrens ist die Lösung eines linearen Gleichungssystems. Dies kann in
der Implementierung z.B. mit der Matrixbibliothek MaxLite
http://www.techsoftpl.com/matrix/matlite.htm geschehen.
Die Namensgebung Spline geht aus dem englischen Wort für Straklatte
http://de.wikipedia.org/wiki/Straklatte hervor (s. auch folgendes Bild
in der Wikipedia http://de.wikipedia.org/wiki/Spline). Dies führt zu
einer wichtigen Eigenschaft von Splinefunktionen: sie minimieren die
Krümmung.
Selbstverständlich wendet man kubische Splines genau an, wenn zu
erwarten ist, daß die theoretische Kurve durch die Stützstellen verläuft
oder durch sie gut angenähert wird. Verrauschte Daten sollten hingegen
besser mit einem Fitalgorithmus bearbeitet werden.
Viele Grüße
Helmut
-------------- nächster Teil --------------
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From Helmut.Jahns at gmx.de Fri May 21 22:47:41 2010
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Fri, 21 May 2010 22:47:41 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] =?iso-8859-15?q?Zernike-Polynome_f=FCr_die_Astr?=
=?iso-8859-15?q?ooptik?=
Message-ID: {4BF6F16D.7020802@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
die *adaptive Optik* hat in der Profiastronomie eine wichtige Rolle
eingenommen. Sie ermöglicht eine beträchtliche Steigerung des
Auflösungsvermögens von Großteleskopen, welches normalerweise durch
atmosphärisches Seeing begrenzt ist. Teleskope mit adaptiver Optik haben
den Weltraumteleskopen mittlerweile den Rang abgelaufen -- zumindest,
was den Bereich des sichtbaren Lichts angeht.
Das Grundprinzip ist einfach: beobachtet wird mit einem Spiegel (das
kann der Hauptspiegel oder ein Sekundärspiegel sein), der durch ein paar
Dutzend bis ein paar hundert Aktuatoren (mechanische Bauelemente, deren
Ausdehnung auf elektrischem Wege präzise gesteuert werden können)
geringfügig, aber gezielt deformiert werden kann. Durch atmosphärische
Turbulenzen erfährt die Wellenfront des Lichtes des beobachteten Objekts
eine unregelmäßige Verzerrung. Diese Verzerrung wird kontinuierlich
vermessen, woraufhin der Hauptspiegel genau so deformiert wird, dass er
die atmosphärische Verzerrung exakt kompensiert.
Die technischen Anforderungen sind enorm: pro Sekunde wird das Bild etwa
100 Mal ausgewertet, und mit der gleichen Frequenz müssen die Aktuatoren
angesteuert werden. Diese Echtzeitbedingung erfordert eine hohe
Rechenleistung.
Von algorithmischer Seite kommt jedoch Unterstützung: wenn man weiß,
dass die Wellenfronten ziemlich elegant mit *Zernike-Polynomen*
angenähert werden können, reduziert sich der Bedarf an Rechenleistung
dramatisch. Hierbei handelt es sich um eine vom niederländischen
Physik-Nobelpreisträger Frits Zernike erstmals eingeführten Klasse von
Polynomen, die einem ganz bestimmten Bildungsgesetz gehorchen. Von der
Schule kennt man sicherlich einfache Polynome wie z.B. das Polynom
dritten Grades /y = ax³ + bx² + cx + d/ der Variablen /x/.
Zernike-Polynome haben hingegen die zweidimensionalen Polarkoordinaten ?
und ? als Variablen. Man unterscheidet zwischen geraden und ungeraden
Zernike-Polynomen. Sie sind definiert als
(gerade)
bzw.
(ungerade)
wobei /n/ und /m/ natürliche Zahlen mit /n }= m/ sind und
,
wenn /n - m/ gerade und
,
wenn /n - m/ ungerade ist. Hierbei ist der hochgestellte Buchstabe bei
/Z/ und /R/ als Index und nicht als Exponent zu verstehen.
Anhand der Darstellung sieht man sofort eine angenehme Eigenschaft der
Zernike-Polynome: sie lassen sich als Multiplikation eines
ausschließlich radiusabhängigen und eines rein winkelabhängigen Terms
darstellen.
Für die adaptive Optik nutzt man aus, dass Wellenfronten sich sehr gut
als Überlagerung mehrerer Zernike-Polynome beschreiben lassen, etwa in
der Art
Anstatt einen freien Parameter pro Aktuator betrachten zu müssen, kommt
man in dieser Darstellung mit relativ wenigen Parametern aus.
Ein anderer Zweig neben der adaptiven Optik sind die *Bildfehler*
optischer Linsen und Komponenten, wie z.B. sphärische Aberration, Koma
oder Astigmatismus. Da sich diese ebenfalls als Verzerrung von
Wellenfronten auswirken, können Bildfehler gleichfalls mit Hilfe von
Zernike-Polynomen beschrieben werden.
Quellen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Zernike-Polynom (Formeln)
http://www.mpia-hd.mpg.de/~hippler/AOonline/C03/ao_online_03_01.html
http://www.mpia-hd.mpg.de/%7Ehippler/AOonline/C03/ao_online_03_01.html
SuW 11/97, S. 950, Künstlicher Stern über dem Calar Alto.
SuW 4/04, S. 32, Dem Seeing ein Schnippchen schlagen.
Viele Grüße
Helmut
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Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie.
Vorige Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html
eingesehen werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-fast-fourier-transformation.htmlInterpolation
mit kubischen Splines
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-kubische-splines.html
Auslöschung bei Gleitkommazahlen - die Genauigkeit beim Rechnen
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-ausloeschung-bei-gleitkommazahlen.html
Intervall-Newton-Verfahren - das sichere Auffinden von Nullstellen
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-intervall-newton-verfahren.html
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From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Nov 27 21:06:41 2010
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 27 Nov 2010 21:06:41 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] =?iso-8859-15?q?Kondition=2C_Konsistenz_=26_Sta?=
=?iso-8859-15?q?bilit=E4t?=
Message-ID: {4CF164D1.7020103@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
heute machen wir einen kleinen Ausflug in die numerische Mathematik.
Bei der Anwendung numerischer Verfahren stellt sich die Frage, ob das
ausgewählte Verfahren bzw. dessen Umsetzung in ein Programm überhaupt angemessen
ist. Die numerische Mathematik hat für diesen Zweck drei Begriffe eingeführt, um
drei verschiedene Qualitätsmerkmale numerischer Algorithmen zu beschreiben: den
der Stabilität, der Konsistenz und der Kondition.
*Die Kondition*
gibt an, inwieweit die numerische Lösung eines Problems von Fehlern oder
Rauschen in den Eingangsdaten abhängen. Es wird versucht, zu bewerten, in
welchem Maße sich kleine Störungen der Eingangsdaten in den Resultaten verstärkt
fortpflanzen. Wenn kleine Abweichungen in den Eingangsdaten nur zu kleinen
Abweichungen im Ergebnis führen, wird das Problem gut konditioniert genannt,
während es im anderen Fall als schlecht konditioniert bezeichnet wird.
Man kann für die Kondition eine Maßzahl angeben, welche absolute Kondition k
genannt wird. Wenn A(x) eine Abbildung von x ist, dann ist ? definiert als ? =
||dA(x)/dx||. Je kleiner ? ist, desto besser ist das mathematische Problem
konditioniert.
In manchen Fällen ist es sinnvoller, die Kondition in relativer Form anzugeben.
Die relative Kondition ist definiert als ? = ||dA(x)/dx|| * ||x||/||y||.
*Die Stabilität*
bezeichnet die Unempfindlichkeit eines Verfahrens gegenüber kleinen Störungen in
den Eingangsdaten. Der Begriff der Stabilität ist sehr mit dem der vorangehend
angerissenen Kondition verwandt. Die Stabilität beschreibt die Eigenschaft des
Algorithmus, während die Kondition eine Eigenschaft des mathematischen Problems ist.
*Die Konsistenz*
versucht die Frage zu beantworten, inwieweit das numerische Verfahren das zu
bearbeitenden Problem löst (und nicht irgendein anderes). Dies geschieht, indem
die exakte Lösung als Eingabedaten dem Algorithmus übergeben und das Ergebnis
verglichen wird.
Die Konsistenz kann am Beispiel des Differenzenquotienten illustriert werden.
Die Ableitung f '(x) einer Funktion f(x) beschreibt die Steigung der Funktion
f(x) an der Stelle x und kann entweder über den einfachen Differenzenquotienten
oder den zentralen Differenzenquotienten hergeleitet werden.
Der einfache Differenzenquotient (DQ) ist definiert als f '(x) = ( f( x + h ) -
f (x ) ) / h.
Der zentrale Differenzenquotient hingegen ist in der Form f '(x) = ( f (x + h/2
) - ( f ( x - h/2 ) ) / 2h definiert.
Beispiel: betrachte f(x) = x³. Angenommen, wir wüssten nicht, dass f ' (x) =
3x². Wir wollen f ' an x = 1 durch DQ bestimmen, wobei die beiden Punkte an
denen wir f auswerten um h = 0,1 entfernt seien sollen.
1. Rechnung: einfacher DQ: [f(x+h)-f(x)] / h = (1,1³-1³3)/0,1 = *3,31* (wahrer
Wert: 3)
2. Rechnung: zentraler DQ: [f(x+h/2)-f(x-h/2)]/h = (1,05³ - 0,95³)/0,1 = *3,0025*
Der zentrale Differenzenquotient ist also "konsistenter".
**Das Standardwerk der numerischen Mathematik, das sich mit Fehlermaßen von
numerischen Algorithmen befasst, ist die Monographie von Nicolas J Higham:
Accuracy and Stability of Numerical Algorithms (SIAM, Philadelphia 2002). In
sicherheitskritischen Bereichen wie Luft- und die Raumfahrt sind Gütemaße für
Algorithmen nicht wegzudenken. Neben dem bekannten Fehlstart der Ariane V88 sei
auf einen weniger bekannten Fall aus dem Jahr 1991 hingewiesen, in dem das
amerikanische Raketenabwehrsystem "Patriot" aufgrund von Rundungsfehlern im
Steuerungsalgorithmus eine irakische Scud-Rakete verfehlte. Bei diesem Vorfall
sind 28 amerikanische Soldaten getötet worden, 97 wurden verletzt.
Alle drei Verfahren haben gemein, die Fehler eines numerischen Algorithmus
abzuschätzen, wobei jedes dieser Verfahren auf eine bestimmte Fehlerkategorie
Anwendung findet.
Allzeit klaren Himmel
Helmut
P.S. nochmal vielen Dank an Ralph Brinks für seine Anmerkungen!
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Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html eingesehen
werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Reihenentwicklungen & Taylorreihen
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-reihenentwicklungen.html
scilab - eine Programmierumgebung für Amateurastronomen
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-scilab.html
Auslöschung bei Gleitkommazahlen - die Genauigkeit beim Rechnen
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-ausloeschung-bei-gleitkommazahlen.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular möglich.
-------------- nächster Teil --------------
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From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Oct 2 12:15:05 2010
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 02 Oct 2010 12:15:05 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Reihenentwicklungen
Message-ID: {4CA70629.2010703@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
ein wichtiges Instrument in den Naturwissenschaften sind Reihenentwicklungen.
Funktionen, wie z.B. trigonometrische Funktionen (sin x, cos x), die
Exponentialfunktion (e^x ) oder Logarithmen lassen sich durch
Reihenentwicklungen durch Polynome annähern, die von Taschenrechnern und FPUs in
Prozessoren vergleichsweise einfach berechnet werden können.
*Reihenentwicklung am Beispiel: die Sinus-Funktion*
Die Funktion sin(x) als Reihenentwicklung läßt wie folgt darstellen:
Besonderes Merkmal einer Reihenentwicklung ist, daß die Fakultät im Nenner (n! =
1*2*3*4*...*n) stärker anwächst als das Polynom x^n , sodaß die hinzukommenden
Terme laufend kleiner werden; insbesondere konvergiert die Reihe gegen einen
endlichen Wert, sprich: den Wert von sin(x). Die Reihenentwicklung kann man
abbrechen lassen, sobald die gewünschte Genauigkeit erreicht ist.
In der Abbildung sind die Funktionen sin(x) (blau) sowie einige Beispiele für
Taylorreihen, die nach dem Term x (rot), x^3 (grün) und x^5 (gelb) abbrechen,
dargestellt. Man erkennt, daß die Annäherung für betragsmäßig immer größere x
desto besser wird, je mehr Terme berücksichtigt werden.
*Tricks rund um Reihenentwicklungen*
Was aber, wenn das Argument eine große Zahl wird? Sollen solange Koeffizienten
berücksichtigt werden, bis die Approximation genau genug ist? Dies kann durch
die vielen zu berechnenden Terme zu hohem Rechenaufwand führen. In der Praxis
bedient man sich daher einiger Tricks: man versucht, das Argument in einen engen
Bereich, beispielsweise zwischen -1 und +1, zu bringen, worin die Reihe sehr
schnell konvergiert. Bei der Sinusfunktion z.B. kann man die Periodizität
ausnutzen: sin(n*2 pi + x) = sin(x) für alle ganzen Zahlen n. Auf diese Weise
kann man x in den Wertebereich zwischen --pi und +pi eingrenzen. Wenn man
zusätzlich noch beispielsweise ausnutzt, dass sin(x) = cos(x - pi/2) ist, lässt
sich der Argumentbereich zusammen mit anderen Symmetrieeigenschaften für eine
schnelle Konvergenz noch weiter eingrenzen.
Ein anderes Beispiel: die Exponentialfunktion e^x . Bei der Reihenentwicklung
von e^x für x=80,75 kann eine Aufspaltung in e^80 * e^0,75 vorgenommen werden.
Den ersten Term kann man konventionell ausrechnen, während der zweite entwickelt
wird und dabei schnell konvergiert.
*Taylorreihen*
Wie werden diese Reihenentwicklungen überhaupt generiert? Ein allgemeiner
Formalismus sind die Taylorreihen. Diese sind definiert als
wobei /f^(n) / die n-te Ableitung (s. Differentialrechnung) nach /x/ ist und
/f(x)/ die zu entwickelnde Funktion. x_0 ist hierbei derjenige Wert, um den die
Reihe entwickelt wird. (meist 0, wie in unseren Beispielen), n! ist die
Fakultät: n! = 1*2*3*...*n.
Bei unserem Sinus-Beispiel ist f(x) = sin(x), f'(x) = f^(1) (x) = cos(x), f''(x)
= f^(2) (x) = -sin(x), f'''(x)=f^(3) = -cos(x), usw.
Taylorreihen haben den Vorzug, daß sie für viele Funktionen verfügbar sind, aber
es gibt noch weitere Formalismen zur Reihenentwicklung, die z.T. schneller
konvergierende Reihen liefern. Ein Beispiel sind
*Algebraische Umformungen:*
Wenn z.B. die Funktion entwickelt werden soll, kann man dies durch algebraische
Umformungen erreichen:
d.h.
Die Funktion kann natürlich leicht in überführt werden.
*Anwendungen von Reihenentwicklung*
Mit einer Reihenentwicklung verläßt man den Pfad der Exaktheit. Sie werden aber
dennoch häufig in den rechnenden Naturwissenschaften angewandt. Wenn
komplizierte Probleme nicht anders lösbar sind, bekommt man so zumindest eine
gute Näherungslösung. Häufige Anwendungsfälle:
* Beim Integrieren, wenn keine analytisch darstellbare Stammfunktion existiert.
* Bei der Fouriertransformation.
* Beim Lösen von Differentialgleichungen
*Ausblick: Reihenentwicklung für Ephemeriden
*
Auch in der Astronomie gibt es Anwendungen für Reihenentwicklungen, z.B. für die
Tschebyschow-Polynome http://de.wikipedia.org/wiki/Tschebyscheff-Polynom. Man
verwendet sie u.a. zur Interpolation, wenn Positionsangaben nur für diskrete
Zeitpunkte vorliegen. Doch dazu in einem separaten Zirkular mehr.
Anmerkungen und Ergänzungen sind wie immer willkommen!
Viele Grüße
Helmut
Literatur: H. Schulz, Physik mit Bleistift
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Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html eingesehen
werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Zernike-Polynome für die Astrooptik
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-zernike-polynome-fuer-die-astrooptik.html
Methode der kleinsten Quadrate
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-methode-der-kleinsten-quadrate.html
Helligkeitsverläufe in Galaxien
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-helligkeitsverlaeufe-in-galaxien.html
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From Helmut.Jahns at gmx.de Sun Oct 3 09:50:50 2010
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sun, 03 Oct 2010 09:50:50 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Antipattern
Message-ID: {4CA835DA.40709@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
wer von Euch schon etwas häufiger programmiert, wird wahrscheinlich wissen, daß
Programmcode, der einfach nur funktioniert, deswegen noch lange kein guter
Programmcode ist. Vielmehr ist es bei umfangreicheren Programmierprojekten
sinnvoll, Anforderungen auf einer höheren Ebene an den Code zu stellen:
Robustheit, leichte Wartbarkeit (Fehlersuche), unkomplizierte Erweiterbarkeit,
Verständlichkeit, etc. Diese Eigenschaften werden durch die Struktur des Codes
bedingt. Hierfür wurde im Zuge der technologischen Entwicklung eine Vielzahl von
Regeln aufgestellt, welche die Erfüllung dieser Anforderungen sicherstellen
sollen. Die meisten dieser Regeln stammen aus der professionellen
Softwareentwicklung; dennoch kann es auch für den Hobbyprogrammierer durchaus
interessant sein, mal einen Blick über den Zaun zu werfen.
Die vielleicht bekannteste Regelsammlung sind die Entwurfsmuster (Design
Patterns
http://wwwswt.informatik.uni-rostock.de/deutsch/Infothek/Entwurfsmuster/patterns/index.html).
Sie liefern für viele wiederkehrende Aufgabenstellungen in der Programmierung
mustergültige Vorgehensweisen für ihre Umsetzung. Design Patterns sind ein
weites Feld; in diesem Zirkular sollen sie auch nicht im Fokus stehen, sondern
vielmehr die Antipattern http://de.wikipedia.org/wiki/Antipattern (der Begriff
Design Pattern stand offensichtlich Pate für die Antipattern).
Der Begriff Antipattern impliziert schon, worum es geht: um Regeln, wie man es
nach Möglichkeit /nicht/ machen sollte. Antipattern sind Resultat
jahrzehntelanger Entwicklung in der Softwaretechnik, wobei typische und
wiederkehrende Fehler identifiziert und analysiert wurden.
Man kann diese Regeln grob in verschiedene Kategorien einteilen, wobei für
unsere Zwecke Architektur
http://de.wikipedia.org/wiki/Antipattern#Architektur-_bzw._Design-Anti-Patterns-
und Programmier-Antipatterns
http://de.wikipedia.org/wiki/Antipattern#Programmierungs-Anti-Patterns (s. den
Wikipedia-Artikel zu Antipatterns als guten Einstiegspunkt für weitere
Recherchen) die wichtigsten sind. Beispiele für unvorteilhafte Codierung sind
* Gottobjekte
* Spaghetti-Code
* Copy-Paste-Programmierung
* Magic Numbers
* u.v.m.
Es kann ganz hilfreich sein, sich eine Überblick über Antipatterns zu
verschaffen, über Verbesserungsmöglichkeiten am eigenen Code nachzudenken
(natürlich je nach Kenntnisstand - von Hobbyprogrammierern kann nicht erwartet
werden, alle Punkte zu verstehen oder zur Anwendung zu bringen), um etwaige
Antipatterns zu beheben oder sie von vornherein zu vermeiden.
In enger Verwandtschaft zu den Antipatterns stehen die Code Smells
http://de.wikipedia.org/wiki/Code_smells. Während die Antipatterns noch etwas
abstrakt daherkommen, beinhalten die Code Smells eher konkrete
Handlungsanweisungen. Code Smells beschränken sich zudem, wie der Name es
andeutet, auf nachteilige Merkmale im Programmcode.
Es stehen einige Heuristiken zur Verfügung, die helfen, die Qualität eigener
Software zu steigern, und dem Programmierer das Leben leichter machen. In vielen
Fällen läßt sich der Aufwand für Fehlersuche und die Kompliziertheit für
Erweiterungen deutlich reduzieren - was auf der anderen Seite wiederum der
Funktionalität eines Programms zugute kommen kann.
Viele Grüße und allzeit klaren Himmel,
Helmut
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Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html eingesehen
werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Memento-Pattern - eine ausgereifte Programmiertechnik für Undo und Redo
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-memento-pattern.html
Singletons und Demanding Server
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-singletons-und-demanding-server.html
Auslöschung bei Gleitkommazahlen - die Genauigkeit beim Rechnen
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-ausloeschung-bei-gleitkommazahlen.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular möglich.
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From Helmut.Jahns at gmx.de Sun Oct 31 14:32:39 2010
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sun, 31 Oct 2010 14:32:39 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] Staubmonde der Erde
Message-ID: {4CCD6FF7.8030602@gmx.de}
Liebe Sternfreunde.
Im Jahre 1906 wurde von Max Wolf mit Achilles der erste Trojaner-Asteroid
entdeckt. Als Trojaner http://de.wikipedia.org/wiki/Trojaner_%28Astronomie%29
werden Asteroiden bezeichnet, die ungefähr die gleiche Entfernung zur Sonne wie
der Jupiter besitzen und den Planeten in einem Winkel von ca. 60° vorauseilen
bzw. nachfolgen. Sie umkreisen gewissermaßen die Lagrange-Punkte
http://de.wikipedia.org/wiki/Lagrange-Punkt L4 und L5 des Jupiter auf
schleifenförmigen Bahnen.
Seit dieser Entdeckung steht die Möglichkeit im Raum, daß auch das System
Erde-Mond in seinen Lagrange-Punkten solche Himmelskörper beherbergen könnte -
insbesondere seit dem auch Himmelskörper im Einzugsbereich der stabilen
Lagrange-Punkten des Mars und Neptun aufgefunden wurden. Solche Himmelskörper
wären als weitere Monde unserer Erde anzusehen.
Himmelsmechanisch ist diese Möglichkeit nicht ausgeschlossen. Trojanerobjekte
sind nämlich genau dann möglich, wenn die Masse des zweiten Körpers ~4 % von der
des Hauptkörpers nicht übersteigt, was beim Erdmond mit seinen 2% der Erdmasse
sicherlich gegeben ist.
Bislang wurden keine derartigen Asteroiden entdeckt. Der polnische Astronom
Kazimierz Kordylewski beobachtete jedoch im Jahre 1956 sowohl visuell als auch
später photographisch ausgedehnte Staubwolken mit nur geringer Abweichung von
den rechnerischen Positionen. Dem Entdecker zu Ehren werden sie auch als
Kordylewskische Staubmonde bezeichnet.
Die Existenz dieser Staubwolken gilt in der Fachwelt jedoch als nicht gesichert.
Es gab beispielsweise eine Raumsonde, die in den fraglichen Bereichen keine
signifikant erhöhte Teilchendichte maß. Neben Fehlbeobachtungen könnte das
Phänomen aber auch temporärer Natur sein, da die Gravitation der Sonne die
Langzeitstabilität der Lagrange-Punkte beeinträchtigt oder gar aufhebt. Es
liegen nur sehr wenige Beobachtungsberichte (s. Wikipedia
http://de.wikipedia.org/wiki/Kordylewskische_Wolken) vor, worin sie als extrem
lichtschwache und zudem großflächige Objekte (ca. 2° bis 6° Winkeldurchmesser)
beschrieben werden. Ihre Flächenhelligkeit wurde in etwa gleich der
Flächenhelligkeit der schwachen Lichtbrücke zwischen Zodiakallicht und
Gegenschein geschätzt. Schon allein den Gegenschein von einem ländlichen
mitteleuropäischen Standort aus auszumachen erfordert sehr gute Bedingungen (und
natürlich eine Vorstellung davon, worauf man dabei zu achten hat!).
*Beobachten*
Wenn man die Gelegenheit bekommt, kann man sich an eine Beobachtung dieses
Phänomen versuchen. Hierbei kann man sich an ein paar Tips halten:
* Aufgrund der Steilheit der Ekliptik sind äquatornahe Beobachtungsstandorte
erheblich vielversprechender. Kordylewski selbst beobachtete jedoch von
einem Observatorium in der Hohen Tatra (Grenzgebirge zwischen Polen und
der Slowakei), also sollte auch im Hochgebirge etwas gehen..
* Die Bahn des Erdmonds ist um etwa 5° gegen die Ekliptik geneigt. Für
Beobachtungen sollten Nächte ausgewählt werden, in denen die theoretische
Position eine maximale Elevation gegen die Ekliptik mit ihrem wesentlich
helleren Zodiakallicht einnimmt.
* Aufgrund des störenden Zodiakallichts sollte der Beobachtungszeitpunkt
idealerweise auf einen Tag gelegt werden, an dem die zu beobachtende
Staubwolke sich auf Höhe der Lichtbrücke zwischen Gegenschein und
Zodiakallicht als lichtschwächstem Teil des Zodiakallichts befindet.
Aufgrund des Winkelabstandes zum Mond von 60° ist dies etwa vier bis fünf
Tage vor bzw. nach Vollmond der Fall (der Winkelabstand beeinträchtigt
zudem die Beobachtung wegen der begrenzten Horizonthöhe der Staubwolken).
* Die berechnete Wolkenposition sollte nicht in der Milchstraße zu liegen
kommen.
* Natürlich sollte man dafür sorgen, daß sowohl die Sonne als auch der Mond
sich hinreichend tief unter dem Horizont befinden.
* Die Beobachtung sollte in der Folgenacht verifiziert werden, wenn sich der
Staubmond entsprechend der Mondbewegung verschoben hat.
Alles in allem führen diese Randbedingungen zu recht kleinen Zeitfenstern für
die Bestätigung oder Falsifizierung dieser mehr als rätselhaften Objekte!
Literatur: G. Roth (Herausgeber), Handbuch für Sternfreunde, 3. Auflage
Hinweis: die letzten beiden Ausgaben des Zirkulars wurden wegen eines Problems
mit der Mailingsoftware mehrfach verschickt. Ich bitte, dies zu entschuldigen.
Allzeit klaren Himmel!
Helmut
--------------------------------------------------------------------------------
Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html eingesehen
werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Interpolation von Meßwerten mit Kubischen Splines
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-kubische-splines.html
Periodenbestimmung mit Phase Dispersion Minimization
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-phase-dispersion-minimization.html
Zernike-Polynome für die Astrooptik
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-zernike-polynome-fuer-die-astrooptik.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular möglich.
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From Helmut.Jahns at gmx.de Mon Sep 20 15:17:08 2010
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Mon, 20 Sep 2010 15:17:08 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Reihenentwicklungen
Message-ID: {4C975ED4.4050604@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
ein wichtiges Instrument in den Naturwissenschaften sind Reihenentwicklungen.
Funktionen, wie z.B. trigonometrische Funktionen (sin x, cos x), die
Exponentialfunktion (e^x ) oder Logarithmen lassen sich durch
Reihenentwicklungen durch Polynome annähern, die von Taschenrechnern und FPUs in
Prozessoren vergleichsweise einfach berechnet werden können.
*Reihenentwicklung am Beispiel: die Sinus-Funktion*
Die Funktion sin(x) als Reihenentwicklung läßt wie folgt darstellen:
Besonderes Merkmal einer Reihenentwicklung ist, daß die Fakultät im Nenner (n! =
1*2*3*4*...*n) stärker anwächst als das Polynom x^n , sodaß die hinzukommenden
Terme laufend kleiner werden; insbesondere konvergiert die Reihe gegen einen
endlichen Wert, sprich: den Wert von sin(x). Die Reihenentwicklung kann man
abbrechen lassen, sobald die gewünschte Genauigkeit erreicht ist.
In der Abbildung sind die Funktionen sin(x) (blau) sowie einige Beispiele für
Taylorreihen, die nach dem Term x (rot), x^3 (grün) und x^5 (gelb) abbrechen,
dargestellt. Man erkennt, daß die Annäherung für betragsmäßig immer größere x
desto besser wird, je mehr Terme berücksichtigt werden.
*Tricks rund um Reihenentwicklungen*
Was aber, wenn das Argument eine große Zahl wird? Sollen solange Koeffizienten
berücksichtigt werden, bis die Approximation genau genug ist? Dies kann durch
die vielen zu berechnenden Terme zu hohem Rechenaufwand führen. In der Praxis
bedient man sich daher einiger Tricks: man versucht, das Argument in einen engen
Bereich, beispielsweise zwischen -1 und +1, zu bringen, worin die Reihe sehr
schnell konvergiert. Bei der Sinusfunktion z.B. kann man die Periodizität
ausnutzen: sin(n*2 pi + x) = sin(x) für alle ganzen Zahlen n. Auf diese Weise
kann man x in den Wertebereich zwischen --pi und +pi eingrenzen. Wenn man
zusätzlich noch beispielsweise ausnutzt, dass sin(x) = cos(x - pi/2) ist, lässt
sich der Argumentbereich zusammen mit anderen Symmetrieeigenschaften für eine
schnelle Konvergenz noch weiter eingrenzen.
Ein anderes Beispiel: die Exponentialfunktion e^x . Bei der Reihenentwicklung
von e^x für x=80,75 kann eine Aufspaltung in e^80 * e^0,75 vorgenommen werden.
Den ersten Term kann man konventionell ausrechnen, während der zweite entwickelt
wird und dabei schnell konvergiert.
*Taylorreihen*
Wie werden diese Reihenentwicklungen überhaupt generiert? Ein allgemeiner
Formalismus sind die Taylorreihen. Diese sind definiert als
wobei /f^(n) / die n-te Ableitung (s. Differentialrechnung) nach /x/ ist und
/f(x)/ die zu entwickelnde Funktion. x_0 ist hierbei derjenige Wert, um den die
Reihe entwickelt wird. (meist 0, wie in unseren Beispielen), n! ist die
Fakultät: n! = 1*2*3*...*n.
Bei unserem Sinus-Beispiel ist f(x) = sin(x), f'(x) = f^(1) (x) = cos(x), f''(x)
= f^(2) (x) = -sin(x), f'''(x)=f^(3) = -cos(x), usw.
Taylorreihen haben den Vorzug, daß sie für viele Funktionen verfügbar sind, aber
es gibt noch weitere Formalismen zur Reihenentwicklung, die z.T. schneller
konvergierende Reihen liefern. Ein Beispiel sind
*Algebraische Umformungen:*
Wenn z.B. die Funktion entwickelt werden soll, kann man dies durch algebraische
Umformungen erreichen:
d.h.
Die Funktion kann natürlich leicht in überführt werden.
*Anwendungen von Reihenentwicklung*
Mit einer Reihenentwicklung verläßt man den Pfad der Exaktheit. Sie werden aber
dennoch häufig in den rechnenden Naturwissenschaften angewandt. Wenn
komplizierte Probleme nicht anders lösbar sind, bekommt man so zumindest eine
gute Näherungslösung. Häufige Anwendungsfälle:
* Beim Integrieren, wenn keine analytisch darstellbare Stammfunktion existiert.
* Bei der Fouriertransformation.
* Beim Lösen von Differentialgleichungen
*Ausblick: Reihenentwicklung für Ephemeriden
*
Auch in der Astronomie gibt es Anwendungen für Reihenentwicklungen, z.B. für die
Tschebyschow-Polynome http://de.wikipedia.org/wiki/Tschebyscheff-Polynom. Man
verwendet sie u.a. zur Interpolation, wenn Positionsangaben nur für diskrete
Zeitpunkte vorliegen. Doch dazu in einem separaten Zirkular mehr.
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Helmut
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From Helmut.Jahns at gmx.de Mon Apr 4 13:26:53 2011
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Mon, 04 Apr 2011 13:26:53 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Entfernungen in der Kosmologie
Message-ID: {4D99AAFD.3070403@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
daß Entfernungen in der Astronomie nicht trivial sind, wissen wir.
Radialgeschwindigkeiten können auf Basis des Doppler-Effekts mit erheblich
höherer Genauigkeit gemessen werden als Entfernungen. Auf kosmologischen Skalen
kommen in Sachen Entfernung noch ein paar Eigenheiten hinzu. Wir werden noch
sehen, daß der Begriff der Entfernung als solcher auf einmal seine eindeutige
Definition verliert.
Nehmen wir z.B. die Entfernungen von Galaxien bzw. Quasaren mit großer
Rotverschiebung z (der Wert für z ergibt sich zu z = ( ?_beob -- ?_em ) / ?_em ,
wobei ? die Wellenlänge des Lichtes, z.B. das einer Spektrallinie, beim
Beobachter bzw. bei der Emission ist). Der gegenwärtige bestätigte
Rotverschiebungsrekord liegt bei z = 8,6.
Wie groß ist aber nun die Entfernung eines Quasars, von dem man erstmal nur die
dimensionslose Rotverschiebung kennt? Auf der einen Seite gilt für
hochrotverschobene Galaxien, daß die Lichtaussendung stattfand, als das
Universum ein Bruchteil des heutigen Alters hatte. Es war also mehr Zeit war da,
in der die Entfernung des Quasars durch die kosmische Expansion anwachsen
konnte. Der Quasar muß also um so weiter entfernt sein, je größer die
Rotverschiebung ist (Eigendistanz, s.u.).
Auf der anderen Seite waren die Abstände zwischen den Galaxien zum Zeitpunkt des
Lichtaussendens entsprechend geringer. Quasare waren erheblich dichter an uns
dran, als sie das Licht, das wir heute von ihnen empfangen, auf den Weg
schickten. Für diese Entfernung kann eine geschlossene Formel angegeben werden:
Hierbei ist rc der Abstand, H0 der Hubble-Parameter (auch Hubble-Konstante
genannt, wobei ihr Wert nicht wirklich konstant ist) und c die Lichtgeschwindigkeit.
Wie verhält sich rc, wenn man z anwachsen läßt? Es kling paradox: zunächst
wächst die Entfernung mit zunehmenden z an. Bei z = 1,25 - man kann es durch
Ableiten nach z und Nullsetzen des dabei entstehenden Ausdrucks überprüfen -
erreicht der Abstand ein Maximum, um mit noch weiter zunehmenden z wieder
abzunehmen!
Die kosmische Hintergrundstrahlung entspricht z = 1000, d.h. ihre Aussendung
fand demnach kosmologisch in unmittelbarer Nachbarschaft unserer Milchstraße
statt (lediglich ~ 10 Mio. Lichtjahre)!
Netter Nebeneffekt hierbei: für große Rotverschiebungen erscheinen auch zeitlich
Abläufe (z.B. Helligkeitskurven ferner Supernovae) verlangsamt.
Für kleine Werte von z ist die Diskrepanz zwischen beiden Entfernungsmaßstäben
nahezu Null. Da jede dieser Entfernungsdefinitionen stichhaltig begründet werden
kann, liegt keine allgemeingültige Definition von Entfernung mehr vor. Es gibt
sogar weitere kosmologisch motivierte Definitionen von Entfernung:
*Leuchtkraftdistanz*
Für Objekte bekannter Leuchtkraft (z.B. Supernovae des Typs Ia) kann eine
Entfernung aus der scheinbaren Helligkeit abgeleitet werden. Durch die Expansion
des Universums erfährt das Licht eine Rotverschiebung sowie eine
Intensitätsminderung. Die Leuchtkraftentfernung liefert auf kosmologischen
Skalen daher systematisch zu große Werte.
*Winkeldistanz*
Die Winkelentfernung wird aus dem scheinbaren Winkel, unter dem wir ein Objekt
beobachten, hergeleitet. Aus der alltäglichen Erfahrung heraus sind wir mit dem
Umstand vertraut, daß Objekte um so kleiner erscheinen, je weiter sie von uns
entfernt ist. Man kann an dieser Stelle schon ahnen, daß in der Kosmologie auch
dieser Sachverhalt auf dem Kopf gestellt werden kann.
Es greift ein Argument, das oben schon wieder eingeführt wurde: während das
Universum expandierte, nahmen die Ausmaße der Himmelsobjekte selbst naturgemäß
nicht an der Expansion teil. Die relative Objektausdehnung im frühen Universum
war demnach eine ganz andere. Klartext: solange z { 1 gilt, wird des erwartete
Verhalten beobachtet: je weiter das Objekt weg ist, desto kleiner erscheint es.
Bei z = 1 ist die Winkelausdehnung minimal und für z } 1 beginnt der
Winkeldurchmesser überraschenderweise wieder anzusteigen! Leider weisen die
Himmelsobjekte bei derart großen Rotverschiebungen bereits einen zu geringen
Winkeldurchmesser auf, als daß die Beobachtung davon profitieren kann.
Besonders interessant wirkt dieser Effekt in Kombination mit der Leuchtkraft:
während die Leuchtkraft mit zunehmenden z nach wie vor abnimmt, nimmt der
Flächendurchmesser zu. Insgesamt nimmt die Flächenhelligkeit dadurch besonders
stark ab.
*Lichtlaufdistanz*
Die Lichtlaufentfernung entspricht einfach der Wegstrecke, die das Licht seit
Aussendung zurückgelegt hat.
*Eigendistanz*
Unter Eigendistanz versteht man die Entfernung, die das Objekt in heutiger Zeit
einnimmt. Das Problem mit der Eigenentfernung ist, daß sie von der
Expansionsrate, vom Abbremsparameter und von der Geometrie des Universums
abhängt -- also Parameter, deren Bestimmung Gegenstand aktueller Forschung ist.
Um Mehrdeutigkeiten in der Entfernungsangabe zu vermeiden, wird von den
Kosmologen meist die Angabe von z allein gebraucht.
*Literatur:*
Liddle, Einführung in die moderne Kosmologie
SuW 2/97: Je größer die Rotverschiebung, desto näher der Quasar
http://kosmologie.fuer-eilige.de/entfernung.htm
Ergänzungen, Anmerkungen und Berichtigungen sind stets Willkommen!
Viele Grüße
Helmut
--------------------------------------------------------------------------------
*Neulich auf dem Preprint-Server...
*
*3-D simulations of shells around massive stars*
Eine belgische Forschergruppe hat numerische Simulationen zur Entstehung und
Enwicklung von Schalenstrukturen in Gasnebeln um massereiche Sterne durchgeführt.
Massereiche Sterne weisen häufig starke Sternwinde auf. Die Forschergruppe hat
diese Simulationen für zwei Objektklassen durchgeführt: Einzelsterne wie z.B.
Wolf-Rayet-Objekte (wie bei NGC 6888 oder Sharpless 308) und Doppersterne. Bei
Einzelsternen z.B. variiert die Sternwindgeschwindigkeit über die Zeit. Wenn ein
langsamer Sternwind von einem nachfolgenden schnelleren Sternwind eingeholt
wird, bilden sich Schockfronten aus, die sich als Schalenstrukturen offenbaren.
Bei Doppelsternen hingegen steht die Interaktion des Sternwindes mit dem des
Begleiters im Vordergrund.
Die Gruppe unterteilte in der Simulation den Raum in der Umgebung des Sterns in
ein Gitter kleiner Raumbereiche. Dabei wurde vom Adaptive Mesh Refinement
Gebrauch gemacht: wenn lokal der Dichtegradient anwuchs, so wurde auch das
Raumgitter feiner definiert - ebenfalls lokal. Da ein Doppelsternsystem keine
Symmetrie zeigt, wurde die Simulation in 3-D ausgelegt. Berücksichtigt wurden
Windgeschwindigkeit, Massenverlustrate, Bahnelemente (beim Doppelstern),
abstandsabhängige Ionisation und die Sternentwicklung. Weitere Infos gibt es
hier http://arxiv.org/abs/1102.0104.
*Softwarekorrelation für die Radiointerferometrie
*
Das Arbeitsprinzip der Radiointerferometrie (und auch immer mehr der infraroten
und optischen Interferometrie) ist, das Signal mehrerer Antennen zur Interferenz
zu bringen. Der Vorteil dieser Technik ist: man bekommt ein Radioteleskop
simuliert mit einem theoretischen Auflösungsvermögen, das einem hypothetischen
Radioteleskop entspricht mit einem Durchmesser, der genauso groß ist wie der
Abstand der einzelnen realen Empfangsanlagen zueinander (dieses Überlegung gilt
nur für das Auflösungsvermögen und nicht für die Signalempfindlichkeit!)
Das Signal, das man bekommt, ist ein Interferenzmuster: die sogenannte
Visibility. Sie ist Grundlage der Bildrekonstruktion und wird mittels
Korrelation aus den Einzelsignalen ermittelt. In den letzten Jahren ist man
immer mehr dazu übergegangen, die Korrelation der Einzelsignale nicht in Form
einer festen technischen Apparatur, sondern sie aus Gründen höherer Flexibilität
im Verarbeitungsverfahren in Software auszuführen (Softwarekorrelation).
Verschiedene Gruppen sind in der Verfeinerung der Algorithmen und der
Softwarepakete einbezogen, die sich auch untereinander rege austauschen. Eine
der Gruppen hat erst kürzlich die Softwarekorrelation, wie sie ursprünglich vom
australischen Long Baseline Array (LBA) entwickelt wurde, hinsichtlich des
Funktionsumfangs und der Performanz verbessert. Details finden sich hier
http://www.vlba.nrao.edu/astro/obstatus/current/node19.html und hier
http://arxiv.org/abs/1101.0885.
/Vielen Dank an alle, die weitere Beiträge zur Photometrie geliefert haben!/
--------------------------------------------------------------------------------
Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html eingesehen
werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Dichtewellen und Lindblad-Resonanzen
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-dichtewellen-und-lindblad-resonanzen.html
BOINC - der heimische PC im Dienste der Wissenschaft
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-boinc.html
Tool zur Berechnung der Position geostationärer Satelliten am Himmel
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-geostationaere-satelliten.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular möglich.
-------------- nächster Teil --------------
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URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20110404/9bc89c6e/attachment-0001.html
-------------- nächster Teil --------------
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Dateiname : Entfernung.bmp
Dateityp : image/bmp
Dateigröße : 30966 bytes
Beschreibung: nicht verfügbar
URL : http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20110404/9bc89c6e/attachment-0001.bin
From Helmut.Jahns at gmx.de Fri Dec 2 22:27:25 2011
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Fri, 02 Dec 2011 23:27:25 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] LOFAR
Message-ID: {4ED950CD.1080007@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
LOFAR, das Low Frequency Array, gehört zur neuen Generation von Radioteleskopen
und wird derzeit unter Federführung der astronomischen Institute einiger
niederländischer Universitäten realisiert. Dieses Projekt besitzt einige
außergewöhnliche Merkmale, die sich teilweise wie Science Fiction anhören:
* Das Teleskop kommt als klassisches Array daher; wobei die einzelnen
Empfänger über ganz Mittel- und Westeuropa, mit Schwerpunkt in den
Niederlanden, verteilt sind. Mittels Interferometrie und Apertursynthese
http://de.wikipedia.org/wiki/Michelson-Sterninterferometer#Von_der_Interferometrie_zur_Apertursynthese
können die Signale der Einzelteleskope kombiniert werden. Damit kann die
Auflösung eines hypothetischen Einzelteleskops mit einem Durchmesser,
welches dem größten Abstand zweier Einzelempfänger entspricht, erreicht
werden. Die Einzelsignale werden auf rechnerischem Wege zur Interferenz
gebracht.
* Die Einzelempfänger sind Einheiten aus relativ einfacher und
kostengünstiger Technik, die fortwährend ein Signal aufzeichnen. Diese
Einzelsignale werden digitalisiert und softwareseitig miteinander
korreliert, sodaß sich aus den Signalen Abbilder des Himmels ergeben. Man
kann davon sprechen, daß das gesamte Teleskop größtenteils in Software
realisiert ist!
* LOFAR als ganzes kann in Sekundenbruchteilen auf jede beliebige Position
des sichtbaren Himmels ausgerichtet werden - die Ausrichtung die Position
ergibt sich einzig und allein auf die Art und Weise, wie die Einzelsignale
miteinander korreliert werden. Eine mechanische Ausrichtung auf
Himmelsobjekte findet nicht statt.
* Es lassen sich im Grunde genommen sogar beliebig viele Himmelspositionen
gleichzeitig beobachten! Aus Einzelsignalen lassen sich nämlich mehrere
Korrelationen parallel gewinnen. Die einzige Grenze hierfür ist die
Rechenleistung der nachgeschalteten Hardware.
* LOFAR besitzt im gewissen Umfang die Möglichkeit, in die Vergangenheit zu
schauen. Die Signale der Einzelempfänger können, je nach
Leistungsfähigkeit der Technik, für bestimmte Zeit (z.B. 10 Minuten)
bevorratet werden, bevor sie durch neue Signale überschrieben werden. Für
diesen Zeitraum stehen sie für die Beobachtung plötzlich eintretender
Ereignisse zur Verfügung. Die Grenze wird hier durch die Speicherkapazität
für Signale bestimmt.
* Terrestrische Störstrahlung kann ebenfalls via Software eliminiert werden.
Die Anforderungen an Hard- und Software sind enorm. Zunächst mal werden extrem
hohe Datenraten digitalisierter Signale erzeugt, die mittels Glasfaserkabel zum
Zentralrechner übertragen werden. Vom Zentralrechner werden die Daten auf
Störsignale untersucht. Für jede Lokalität liegt gewissermaßen ein Fingerabdruck
von Störsignalen (Fernsehen, Mobilfunk) vor, die aus dem Eingangssignal
herausgerechnet werden. Das Ausgangssignal wird anschließend komprimiert.
Für jede Empfangseinheit liegt eine Kennlinie vor, welche den Response der
verwendeten Empfangskomponenten auf das ankommende Signal beschreibt. Diese
Kennlinien wurden mit Hilfe eines Referenzobjekts ermittelt. Die Kennlinien
dienen abermals der Reduktion auf das gewünschte Nutzsignal. Erst im Anschluß
daran erfolgt die interferometrische Bildgewinnung [3].
*Quellen:*
[1] Sterne und Weltraum 5/2004, S. 24
[2] http://arxiv.org/abs/1008.4693
[3] Sterne und Weltraum 6/1994, S. 446
Viele Grüße
Helmut
--------------------------------------------------------------------------------
*Aufgeschnappt...
*
*Massenphotometrie unter Windows?*
Über Massenphotometrie von Sternen, z.B. in Sternhaufen, wurde in einer der
vorigen Ausgaben des Zirkulars bereits etwas geschrieben. Darin wurde das
Programm DAOPHOT kurz vorgestellt, welches unter Linux läuft. Im Netz hat sich
eine Gruppe zusammengefunden, die ein Tool zur Massenphotometrie unter Windows
zum Laufen bringen möchte. Einige Ansätze wurde bereits verfolgt: Erweiterung
der Scientific Python Library, oder die Portierung eines FORTRAN-Quellcodes.
Mehr dazu im Diskussionstrang
http://article.gmane.org/gmane.comp.python.numeric.general/38240/match=star+images+photo+plate.
*Eliminierung von Vordergrundsternen **von Sternhaufen*
Mithilfe von sorgfältig optimierter Software gelang es einem internationalen
Astronomenteam, die Vordergrundsterne in den Bildern zu eliminieren, die nicht
Teil des Sternhaufens sind sondern nur zufällig von der Erde aus vor dem Haufen
stehen. So konnten die Wissenschaftler anschließend die echten Haufenmitglieder
zählen. Dann ermittelten die Astronomen anhand der Aufnahmen den Durchmesser der
Sternhaufen sowie, bei den Haufen mit ausreichend großer Mitgliederzahl, die
Entfernung, das Alter und die Rötung des Sternlichts durch den interstellaren
Staub zwischen ihnen und uns.
Ziel ist es, über die Gesamtzahl der Sternhaufen in unserer Milchstraße
verläßliche Angaben zu bekommen. Viele Sternhaufen sind wenig auffällig und nur
mittels ausgefeilter Algorithmen zu entdecken. Um diese Sternhaufen
quantifizieren zu können, müssen die Vordergrundsterne (Feldsterne) vorher
abgezogen werden. Dazu wird ausgenutzt, daß die Sterne des Haufens eine völlig
andere Morphologie im Farben-Helligkeits-Diagramm zeigen im Vergleich zu den
Feldsternen. Letztere Morphologie kann bestimmt werden, indem ein ringförmiges
Areal in der Umgebung des Haufens genommen wird, von dem man davon ausgehen
kann, daß es ausschließlich Feldsterne enthält. Quelle: ESO
http://www.eso.org/public/germany/news/eso1128/-Pressemitteilung
http://www.eso.org/public/germany/news/eso1128/.
*Zeitserienphotometrie*
Massenphotometrie läßt sich ebenfalls zeitaufgelöst betrieben. Eine Gruppe von
Astronomen am Kugelsternhaufen M 62 eine Durchmusterung nach veränderlichen
Sternen durchgeführt. Dabei wurde eine hohe Zahl an RR-Lyrae-Veränderlichen
entdeckt.
Die Gruppe benutzte das ISIS-Paket. Über die gesamte Zeitserie wurden die
nicht-veränderlichen Sterne identifiziert. Anschließend wurde sie von jedem
Einzelbild subtrahiert, wobei die Veränderlichen übrigblieben. Die
Veränderlichen wurden anschließend einer Periodenbestimmung mittels Phase
Dispersion Minimization (PDM)
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-phase-dispersion-minimization.html
unterzogen. [Mehr] http://arxiv.org/abs/1009.4206
--------------------------------------------------------------------------------
Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html eingesehen
werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Photometrie und DAOPHOT
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-photometrie-und-daophot.html
Fernzugriff auf PCs: TeamViewer und UltraVNC
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-fernzugriff-auf-rechner-via-vnc.html
Doppler-Tomographie
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-doppler-tomographie.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular möglich.
-------------- nächster Teil --------------
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URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20111202/6cd9d8cc/attachment.html
From Helmut.Jahns at gmx.de Fri Dec 30 15:52:29 2011
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Fri, 30 Dec 2011 16:52:29 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] LOFAR
Message-ID: {4EFDDE3D.3070702@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
LOFAR, das Low Frequency Array, gehört zur neuen Generation von Radioteleskopen
und wird derzeit unter Federführung der astronomischen Institute einiger
niederländischer Universitäten realisiert. Dieses Projekt besitzt einige
außergewöhnliche Merkmale, die sich teilweise wie Science Fiction anhören:
* Das Teleskop kommt als klassisches Array daher; wobei die einzelnen
Empfänger über ganz Mittel- und Westeuropa, mit Schwerpunkt in den
Niederlanden, verteilt sind. Mittels Interferometrie und Apertursynthese
http://de.wikipedia.org/wiki/Michelson-Sterninterferometer#Von_der_Interferometrie_zur_Apertursynthese
können die Signale der Einzelteleskope kombiniert werden. Damit kann die
Auflösung eines hypothetischen Einzelteleskops mit einem Durchmesser,
welches dem größten Abstand zweier Einzelempfänger entspricht, erreicht
werden. Die Einzelsignale werden auf rechnerischem Wege zur Interferenz
gebracht.
* Die Einzelempfänger sind Einheiten aus relativ einfacher und
kostengünstiger Technik, die fortwährend ein Signal aufzeichnen. Diese
Einzelsignale werden digitalisiert und softwareseitig miteinander
korreliert, sodaß sich aus den Signalen Abbilder des Himmels ergeben. Man
kann davon sprechen, daß das gesamte Teleskop größtenteils in Software
realisiert ist!
* LOFAR als ganzes kann in Sekundenbruchteilen auf jede beliebige Position
des sichtbaren Himmels ausgerichtet werden - die Ausrichtung die Position
ergibt sich einzig und allein auf die Art und Weise, wie die Einzelsignale
miteinander korreliert werden. Eine mechanische Ausrichtung auf
Himmelsobjekte findet nicht statt.
* Es lassen sich im Grunde genommen sogar beliebig viele Himmelspositionen
gleichzeitig beobachten! Aus Einzelsignalen lassen sich nämlich mehrere
Korrelationen parallel gewinnen. Die einzige Grenze hierfür ist die
Rechenleistung der nachgeschalteten Hardware.
* LOFAR besitzt im gewissen Umfang die Möglichkeit, in die Vergangenheit zu
schauen. Die Signale der Einzelempfänger können, je nach
Leistungsfähigkeit der Technik, für bestimmte Zeit (z.B. 10 Minuten)
bevorratet werden, bevor sie durch neue Signale überschrieben werden. Für
diesen Zeitraum stehen sie für die Beobachtung plötzlich eintretender
Ereignisse zur Verfügung. Die Grenze wird hier durch die Speicherkapazität
für Signale bestimmt.
* Terrestrische Störstrahlung kann ebenfalls via Software eliminiert werden.
Die Anforderungen an Hard- und Software sind enorm. Zunächst mal werden extrem
hohe Datenraten digitalisierter Signale erzeugt, die mittels Glasfaserkabel zum
Zentralrechner übertragen werden. Vom Zentralrechner werden die Daten auf
Störsignale untersucht. Für jede Lokalität liegt gewissermaßen ein Fingerabdruck
von Störsignalen (Fernsehen, Mobilfunk) vor, die aus dem Eingangssignal
herausgerechnet werden. Das Ausgangssignal wird anschließend komprimiert.
Für jede Empfangseinheit liegt eine Kennlinie vor, welche den Response der
verwendeten Empfangskomponenten auf das ankommende Signal beschreibt. Diese
Kennlinien wurden mit Hilfe eines Referenzobjekts ermittelt. Die Kennlinien
dienen abermals der Reduktion auf das gewünschte Nutzsignal. Erst im Anschluß
daran erfolgt die interferometrische Bildgewinnung [3].
*Quellen:*
[1] Sterne und Weltraum 5/2004, S. 24
[2] http://arxiv.org/abs/1008.4693
[3] Sterne und Weltraum 6/1994, S. 446
Viele Grüße
Helmut
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*Aufgeschnappt...
*
*Massenphotometrie unter Windows?*
Über Massenphotometrie von Sternen, z.B. in Sternhaufen, wurde in einer der
vorigen Ausgaben des Zirkulars bereits etwas geschrieben. Darin wurde das
Programm DAOPHOT kurz vorgestellt, welches unter Linux läuft. Im Netz hat sich
eine Gruppe zusammengefunden, die ein Tool zur Massenphotometrie unter Windows
zum Laufen bringen möchte. Einige Ansätze wurde bereits verfolgt: Erweiterung
der Scientific Python Library, oder die Portierung eines FORTRAN-Quellcodes.
Mehr dazu im Diskussionstrang
http://article.gmane.org/gmane.comp.python.numeric.general/38240/match=star+images+photo+plate.
*Eliminierung von Vordergrundsternen **von Sternhaufen*
Mithilfe von sorgfältig optimierter Software gelang es einem internationalen
Astronomenteam, die Vordergrundsterne in den Bildern zu eliminieren, die nicht
Teil des Sternhaufens sind sondern nur zufällig von der Erde aus vor dem Haufen
stehen. So konnten die Wissenschaftler anschließend die echten Haufenmitglieder
zählen. Dann ermittelten die Astronomen anhand der Aufnahmen den Durchmesser der
Sternhaufen sowie, bei den Haufen mit ausreichend großer Mitgliederzahl, die
Entfernung, das Alter und die Rötung des Sternlichts durch den interstellaren
Staub zwischen ihnen und uns.
Ziel ist es, über die Gesamtzahl der Sternhaufen in unserer Milchstraße
verläßliche Angaben zu bekommen. Viele Sternhaufen sind wenig auffällig und nur
mittels ausgefeilter Algorithmen zu entdecken. Um diese Sternhaufen
quantifizieren zu können, müssen die Vordergrundsterne (Feldsterne) vorher
abgezogen werden. Dazu wird ausgenutzt, daß die Sterne des Haufens eine völlig
andere Morphologie im Farben-Helligkeits-Diagramm zeigen im Vergleich zu den
Feldsternen. Letztere Morphologie kann bestimmt werden, indem ein ringförmiges
Areal in der Umgebung des Haufens genommen wird, von dem man davon ausgehen
kann, daß es ausschließlich Feldsterne enthält. Quelle: ESO
http://www.eso.org/public/germany/news/eso1128/-Pressemitteilung
http://www.eso.org/public/germany/news/eso1128/.
*Zeitserienphotometrie*
Massenphotometrie läßt sich ebenfalls zeitaufgelöst betrieben. Eine Gruppe von
Astronomen am Kugelsternhaufen M 62 eine Durchmusterung nach veränderlichen
Sternen durchgeführt. Dabei wurde eine hohe Zahl an RR-Lyrae-Veränderlichen
entdeckt.
Die Gruppe benutzte das ISIS-Paket. Über die gesamte Zeitserie wurden die
nicht-veränderlichen Sterne identifiziert. Anschließend wurde sie von jedem
Einzelbild subtrahiert, wobei die Veränderlichen übrigblieben. Die
Veränderlichen wurden anschließend einer Periodenbestimmung mittels Phase
Dispersion Minimization (PDM)
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-phase-dispersion-minimization.html
unterzogen. [Mehr] http://arxiv.org/abs/1009.4206
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Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html eingesehen
werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Photometrie und DAOPHOT
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-photometrie-und-daophot.html
Fernzugriff auf PCs: TeamViewer und UltraVNC
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-fernzugriff-auf-rechner-via-vnc.html
Doppler-Tomographie
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-doppler-tomographie.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
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Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
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From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Feb 12 12:47:02 2011
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 12 Feb 2011 12:47:02 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] Photometrie und DAOPHOT
Message-ID: {4D567336.3050303@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
heute machen wir einen kleinen Ausflug in die Welt der Photometrie.
Die Photometrie ist die Technik zur Bestimmung der Helligkeiten von
Himmelskörpern (dies gilt für Profis und Amateure gleichermaßen). Häufig
gestaltet sich die Aufgabenstellung derart, daß der Beobachter eine digitale
Aufnahme mit einem oder mehreren zu vermessenden Objekten vorliegen hat, die als
punktförmig angenommen werden können. Die Helligkeit eines Einzelobjektes
versteht sich hierbei als die Summe aller Pixelwerte, die ihm zugeordnet werden
können. Grob skizziert unterscheidet man zwei Verfahren in der Photometrie.
*Aperturphotometrie
*
Bei der Aperturphotometrie wird ein meist kreisförmiger Bereich so über dem
Objekt plaziert, daß alle Pixel, die zur Helligkeit des Objektes beitragen,
durchgelassen und alle übrigen ausgeblendet werden. Die so ermittelten
Pixelwerte werden als Gesamthelligkeit des Objekts angesehen. Problem hierbei
ist, daß zunächst noch keine Information über das Hintergrundsignal gewonnen und
verwertet wurde.
Das Hintergrundsignal kann ermittelt werden, indem um die Blende herum
konzentrisch eine Kreisschale gelegt wird und die Intensitäten der Pixelwerte
darin mittelt werden (die Anordnung bekommt gewisse Ähnlichkeit mit den
Zielkreisen eines Telrad). Dieser Mittelwert wird zur Korrektur der
Hintergrundhelligkeit von der gemessenen Objekthelligkeit subtrahiert.
Bei diesem Verfahren geht man von der Annahme aus, daß die Hintergrundintensität
in der Kreisschale die gleiche ist wie in der Kreisblende. Diese Annahme ist
vielfach auch gerechtfertigt. Bei der Helligkeitsbestimmung von Supernovae ist
die nicht notwendigerweise der Fall, da die Heimatgalaxien eben keine
gleichmäßige Helligkeitsverteilung aufweisen. Auf der anderen Seite sind
Supernovae vorübergehende Erscheinungen, sodaß man die Hintergrundmessung
durchaus auch zeitversetzt ausführen kann.
Selbstredend muß der Helligkeitsbestimmung eine Kalibrierung mit einem Objekt
bekannter Helligkeit vorausgehen.
Aperturphotometrie liefert optimale Ergebnisse für Punktquellen. Sie stößt an
ihre Grenzen, sobald Aufnahmen mit vielen Sternen (z.B. in Sternhaufen oder
sternreichen Milchstraßenarealen) bearbeitet werden sollen. Hier ist die Gefahr
größer, daß die Helligkeitsprofile dicht beisammen stehender Objekte das
Meßergebnis verfälschen.
*PSF-Photometrie
*
Die PSF-Photometrie (PSF: Point Spread Function, seltener auch
Punktspreizfunktion genannt) umgeht das Problem, indem dort für jedes zu
vermessende Objekt eine zweidimensionale Gaußverteilung an das Helligkeitsprofil
angefittet wird, welches im Anschluß von der Aufnahme abgezogen wird.
Unvollständig aufgelöste Helligkeitsprofile können dann nachbearbeitet werden,
indem das resultierende Differenzbild erneut photometriert wird.
*DAOPHOT
*
Es gibt einige Programmpakete für die Photometrie. Eines der gängigsten ist
DAOPHOT, welches frei heruntergeladen werden kann. DAOPHOT läuft unter Linux -
was im Zeitalter der Virtual Machines und von Cygwin (s.u.) für Windows-Benutzer
sicherlich kein unüberwindbares Hindernis mehr darstellt.
DAOPHOT umfaßt sowohl die Apertur- als auch die PSF-Photometrie. Astrometrie
gehört ebenfalls zum Funktionsumfang. Im Netz sind viele Infos über dieses Tool
verfügbar.
*Literatur:* F. R. Chromey, To Measure The Sky
Ergänzungen, Anmerkungen und Berichtigungen sind stets Willkommen!
Viele Grüße
Helmut
--------------------------------------------------------------------------------
*
Blick in die Forschung
*
Beobachtungszeit an Fernrohren ist für Profiastronomen eine knappe Ressource.
Die gilt umso mehr, wenn es sich um Weltraumteleskope handelt, deren Lebensdauer
z.B. wegen des sich aufbrauchenden Kühlmittels beschränkt ist. Für das
Weltraumteleskop Herschel wurde sogar eigens eine Java-Applikation geschrieben,
um die Mission hinsichtlich möglichst geringer Schwenkzeiten zwischen Objekten,
der Einhaltung der Zeitintervalle für die Kommunikation mit der Bodenkontrolle
und natürlich auch des wissenschaftlichen Gehalts zu planen. Mehr dazu hier
http://arxiv.org/abs/1102.1210.
Eine Forschergruppe hat in einer aufwendigen Computersimulation herausgefunden,
daß in der Frühphase des Planetensystems ein Wechsel von Objekten aus der
Population der Trojaner http://de.wikipedia.org/wiki/Trojaner_%28Astronomie%29
in die der Quasimonde http://de.wikipedia.org/wiki/Quasimond nichts
ungewöhnliches war. Das erstaunt insofern, da Trojaner naturgemäß wie praktisch
alle Objekte, die in Resonanz stehen, keine nahen Begegnungen mit einem der
beiden übrigen Körpern erfahren, während Quasimonde räumlich deutlich näher zu
den Planeten stehen - zwei gegensätzliche Eigenschaften also. In der Frühphase
des Sonnensystems lagen die Dinge anders: die Planeten wanderten vom
Sonnenabstand ihrer Entstehung zu demjenigen Sonnenabstand, in dem wir sie heute
beobachten. Während dieser Migration war eine Wechsel eines Trojaners zu einem
Quasimond und umgekehrt durchaus möglich. Mehr dazu hier
http://arxiv.org/abs/1102.2211.
Am Very Large Telescope (VLT) der ESO fallen regelmäßig riesige Datenmengen an,
die ohne Datenreduktion nicht zu bewältigen sind. Bei der ESO wurde mit Reflex
eine Toolpipeline entwickelt, die es dem Astronomen ermöglicht, die Auswahl und
Abfolge von Tools in der Pipeline zur Aufbereitung von Meßdaten den eigenen
Anforderungen entsprechend frei zu konfigurieren. Der volle Text der Arbeit
findet sich hier http://arxiv.org/abs/1102.2057.
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Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html eingesehen
werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Cygwin: Linux unter Windows
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-cygwin.html
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-antipattern.htmlStaubmonde
der Erde: die Kordylewskischen Staubwolken
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-die-kordylewskischen-staubmonde.html
Aesopus - eine Webapplikation zur Transparenzberechnung von Gasen
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-aesopus.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular möglich.
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20110212/a385892f/attachment.html
From thomas at kaffka.eu Sun Feb 13 10:30:48 2011
From: thomas at kaffka.eu (Thomas Kaffka)
Date: Sun, 13 Feb 2011 10:30:48 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] Photometrie und DAOPHOT
In-Reply-To: {4D567336.3050303@gmx.de}
Message-ID: {0MIRr9-1Popnz1LiR-0046Of@mrelayeu.kundenserver.de}
Hallo Sternfreunde,
es gibt ein weiteres Verfahren, Photometrie zu betreiben. Nämlich das
Auswerten von Spektrogrammen. In der Photometrie ist das Messen der
Sternhelligkeiten in einem speziellen Farbsystem (U, B, V, R, I) verbreitet.
Es ist möglich, die Intensitäten der genannten Farben aus einem Spektrogramm
abzugreifen. Das ist eine Methode, die ich zur Zeit mit Unterstützung von
Herrn E. Pollmann entwickele.
Ich verwende einen Blaze-Filter der Firma Shelyak Instruments und nehme die
Spektren mit einer Atik CCD-Kamera auf. Der Vorteil ist, dass ich bei diesem
Ansatz für alle Farben (U, B, V, R, I) nur einmal messen muss. Ich habe ein
Computerprogramm entwickelt, welches mir ein Spektrum einer FITS-Datei
photometrisch auswerten kann. Ich kalibriere die Spektren mit dem
atmosphärischen A-Band bei 760 nm, welches immer im Spektrum enthalten ist.
Ich habe nun Spektren von alpha Cygni, beta Pegasi und eta Pegasi gewonnen
und mit meinem Programm ausgewertet. Screen-Shots meines Programms sind
beigefügt. Dabei habe ich die folgenden Pixelwerte ermittelt:
alpha Cygni
B Mag: 1,47 Pixelwert: 46.398
V Mag: 1,34 Pixelwert: 46.595
beta Pagasi
B Mag: 4,14 Pixelwert: 10.780
V Mag: 2,48 Pixelwert: 45.869
eta Pegasi
B Mag: 3,76 Pixelwert: 18.075
V Mag: 2,93 Pixelwert: 39.983
Man sieht sehr schön, wie die Pixelwerte mit den Magnituden der Farben
korrespondieren. Mein Verfahren ist zur Zeit in der Entwicklung.
Insbesondere bin ich noch nicht so weit, Standardmagnituden aus den Spektren
abzuleiten.
Viele Grüße
Thomas Kaffka
_____
Von: comast-zirkular-bounces at lists.computer-astronomie.de
[mailto:comast-zirkular-bounces at lists.computer-astronomie.de] Im Auftrag von
Helmut Jahns
Gesendet: Samstag, 12. Februar 2011 12:47
An: comast-zirkular at lists.computer-astronomie.de
Betreff: [Comast-Zirkular] Photometrie und DAOPHOT
Liebe Sternfreunde,
heute machen wir einen kleinen Ausflug in die Welt der Photometrie.
Die Photometrie ist die Technik zur Bestimmung der Helligkeiten von
Himmelskörpern (dies gilt für Profis und Amateure gleichermaßen). Häufig
gestaltet sich die Aufgabenstellung derart, daß der Beobachter eine digitale
Aufnahme mit einem oder mehreren zu vermessenden Objekten vorliegen hat, die
als punktförmig angenommen werden können. Die Helligkeit eines
Einzelobjektes versteht sich hierbei als die Summe aller Pixelwerte, die ihm
zugeordnet werden können. Grob skizziert unterscheidet man zwei Verfahren in
der Photometrie.
Aperturphotometrie
Bei der Aperturphotometrie wird ein meist kreisförmiger Bereich so über dem
Objekt plaziert, daß alle Pixel, die zur Helligkeit des Objektes beitragen,
durchgelassen und alle übrigen ausgeblendet werden. Die so ermittelten
Pixelwerte werden als Gesamthelligkeit des Objekts angesehen. Problem
hierbei ist, daß zunächst noch keine Information über das Hintergrundsignal
gewonnen und verwertet wurde.
Das Hintergrundsignal kann ermittelt werden, indem um die Blende herum
konzentrisch eine Kreisschale gelegt wird und die Intensitäten der
Pixelwerte darin mittelt werden (die Anordnung bekommt gewisse Ähnlichkeit
mit den Zielkreisen eines Telrad). Dieser Mittelwert wird zur Korrektur der
Hintergrundhelligkeit von der gemessenen Objekthelligkeit subtrahiert.
Bei diesem Verfahren geht man von der Annahme aus, daß die
Hintergrundintensität in der Kreisschale die gleiche ist wie in der
Kreisblende. Diese Annahme ist vielfach auch gerechtfertigt. Bei der
Helligkeitsbestimmung von Supernovae ist die nicht notwendigerweise der
Fall, da die Heimatgalaxien eben keine gleichmäßige Helligkeitsverteilung
aufweisen. Auf der anderen Seite sind Supernovae vorübergehende
Erscheinungen, sodaß man die Hintergrundmessung durchaus auch zeitversetzt
ausführen kann.
Selbstredend muß der Helligkeitsbestimmung eine Kalibrierung mit einem
Objekt bekannter Helligkeit vorausgehen.
Aperturphotometrie liefert optimale Ergebnisse für Punktquellen. Sie stößt
an ihre Grenzen, sobald Aufnahmen mit vielen Sternen (z.B. in Sternhaufen
oder sternreichen Milchstraßenarealen) bearbeitet werden sollen. Hier ist
die Gefahr größer, daß die Helligkeitsprofile dicht beisammen stehender
Objekte das Meßergebnis verfälschen.
PSF-Photometrie
Die PSF-Photometrie (PSF: Point Spread Function, seltener auch
Punktspreizfunktion genannt) umgeht das Problem, indem dort für jedes zu
vermessende Objekt eine zweidimensionale Gaußverteilung an das
Helligkeitsprofil angefittet wird, welches im Anschluß von der Aufnahme
abgezogen wird. Unvollständig aufgelöste Helligkeitsprofile können dann
nachbearbeitet werden, indem das resultierende Differenzbild erneut
photometriert wird.
DAOPHOT
Es gibt einige Programmpakete für die Photometrie. Eines der gängigsten ist
DAOPHOT, welches frei heruntergeladen werden kann. DAOPHOT läuft unter Linux
- was im Zeitalter der Virtual Machines und von Cygwin (s.u.) für
Windows-Benutzer sicherlich kein unüberwindbares Hindernis mehr darstellt.
DAOPHOT umfaßt sowohl die Apertur- als auch die PSF-Photometrie. Astrometrie
gehört ebenfalls zum Funktionsumfang. Im Netz sind viele Infos über dieses
Tool verfügbar.
Literatur: F. R. Chromey, To Measure The Sky
Ergänzungen, Anmerkungen und Berichtigungen sind stets Willkommen!
Viele Grüße
Helmut
_____
Blick in die Forschung
Beobachtungszeit an Fernrohren ist für Profiastronomen eine knappe
Ressource. Die gilt umso mehr, wenn es sich um Weltraumteleskope handelt,
deren Lebensdauer z.B. wegen des sich aufbrauchenden Kühlmittels beschränkt
ist. Für das Weltraumteleskop Herschel wurde sogar eigens eine
Java-Applikation geschrieben, um die Mission hinsichtlich möglichst geringer
Schwenkzeiten zwischen Objekten, der Einhaltung der Zeitintervalle für die
Kommunikation mit der Bodenkontrolle und natürlich auch des
wissenschaftlichen Gehalts zu planen. Mehr dazu hier
http://arxiv.org/abs/1102.1210 .
Eine Forschergruppe hat in einer aufwendigen Computersimulation
herausgefunden, daß in der Frühphase des Planetensystems ein Wechsel von
Objekten aus der Population der Trojaner
http://de.wikipedia.org/wiki/Trojaner_%28Astronomie%29 in die der
Quasimonde http://de.wikipedia.org/wiki/Quasimond nichts ungewöhnliches
war. Das erstaunt insofern, da Trojaner naturgemäß wie praktisch alle
Objekte, die in Resonanz stehen, keine nahen Begegnungen mit einem der
beiden übrigen Körpern erfahren, während Quasimonde räumlich deutlich näher
zu den Planeten stehen - zwei gegensätzliche Eigenschaften also. In der
Frühphase des Sonnensystems lagen die Dinge anders: die Planeten wanderten
vom Sonnenabstand ihrer Entstehung zu demjenigen Sonnenabstand, in dem wir
sie heute beobachten. Während dieser Migration war eine Wechsel eines
Trojaners zu einem Quasimond und umgekehrt durchaus möglich. Mehr dazu hier
http://arxiv.org/abs/1102.2211 .
Am Very Large Telescope (VLT) der ESO fallen regelmäßig riesige Datenmengen
an, die ohne Datenreduktion nicht zu bewältigen sind. Bei der ESO wurde mit
Reflex eine Toolpipeline entwickelt, die es dem Astronomen ermöglicht, die
Auswahl und Abfolge von Tools in der Pipeline zur Aufbereitung von Meßdaten
den eigenen Anforderungen entsprechend frei zu konfigurieren. Der volle Text
der Arbeit findet sich hier http://arxiv.org/abs/1102.2057 .
_____
Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
Ausgaben des Zirkulars können im
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.
html Archiv eingesehen werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Cygwin:
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-cygwin.html
Linux unter Windows
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-antipattern
.html Staubmonde
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-die-kordyle
wskischen-staubmonde.html der Erde: die Kordylewskischen Staubwolken
Aesopus
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-aesopus.htm
l - eine Webapplikation zur Transparenzberechnung von Gasen
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
möglich.
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20110213/e5e41395/attachment-0001.html
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit Binärdaten wurde abgetrennt...
Dateiname : alfaCygni.jpg
Dateityp : image/jpeg
Dateigröße : 65442 bytes
Beschreibung: nicht verfügbar
URL : http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20110213/e5e41395/attachment-0003.jpg
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit Binärdaten wurde abgetrennt...
Dateiname : betaPegasus.jpg
Dateityp : image/jpeg
Dateigröße : 71592 bytes
Beschreibung: nicht verfügbar
URL : http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20110213/e5e41395/attachment-0004.jpg
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit Binärdaten wurde abgetrennt...
Dateiname : etaPegasus.jpg
Dateityp : image/jpeg
Dateigröße : 62230 bytes
Beschreibung: nicht verfügbar
URL : http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20110213/e5e41395/attachment-0005.jpg
From proab at t-online.de Sun Feb 13 17:40:49 2011
From: proab at t-online.de (Dr. Erik Wischnewski)
Date: Sun, 13 Feb 2011 17:40:49 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] =?iso-8859-1?q?Comast-Zirkular_Nachrichtensamml?=
=?iso-8859-1?q?ung=2C_Band_20=2C_Eintrag_1=2C_Erg=E4nzung_1?=
In-Reply-To: {mailman.1.1297589463.18222.comast-zirkular@lists.computer-astronomie.de}
References: {mailman.1.1297589463.18222.comast-zirkular@lists.computer-astronomie.de}
Message-ID: {4D580991.1040506@proab.de}
Hallo,
ich möchte ergänzend erwähnen, dass das kostenlos erhältliche
Bildbearbeitungsprogramm FITSWORK von Jens Diercks aus Hamburg ebenfalls
die PSF-Photometrie beherrscht und unter Windows läuft. Ich selbst habe
damit sehr gute Ergebnisse erzielt, zumal man auch einige Parameter
beeinflussen kann.
Ergänzend möchte ich noch den Hinweis bringen, dass die PSF-Photometrie
auch noch den weiteren Vorteil mit sich bringt, im Falle von gesättigten
Sternen zu funktionieren. Oft ist es nicht leicht, die richtige
Belichtungszeit zu finden, und so kommt es vor, dass der Stern in die
Sättigung gerät, d.h. die Pixelwerte größer als ca. 250 werden (max.
255). Bei solchen Werten könnte der wahre Wert auch 600 oder 2000 sein.
Es geht Licht "verloren". Solche gesättigten Punktspreizfunktionen haben
ein flaches Maximum bei oder knapp unter 255. Fitswork zeigt das auch
graphisch an. Nimmt man Sternhaufen auf, um z.B. ein FHD oder ZFD zu
erstellen, dann hat man immer Sterne sehr unterschiedlicher Helligkeit
und muss auch zahlreiche gesättigte PSF's in Kauf nehmen.
Warum leistet das PSF-Verfahren hier nun gute Dienste. Während beim
Aperture-Verfahren (Blendenverfahren) in solchen Fällen immer (viel) zu
geringe Helligkeiten heraus kommen, genügt es beim PSF-Verfahren, dass
die Flanke erkannt wird. Das PSF-Verfahren legt durch das
Helligkeitsprofil einen Gaußfit und hier genügt notfalls auch die halbe
Flanke. Fitswork erlaubt die Einstellung der oberen und unteren Grenze,
die zum Fitten verwendet werden darf. Damit kann man das flache, falsche
Maximum ausblenden, aber auch ein starkes Hintergrundrauschen.
Zudem wertet Fitswork die drei RGB-Farben einzeln aus. Für
Farben-Helligkeits-Diagramme und Zwei-Farben-Diagramme eine herrliche
Angelegenheit.
Viele Grüße
Erik Wischnewski
Am 13.02.2011 10:31, schrieb
comast-zirkular-request at lists.computer-astronomie.de:
} Um E-Mails an die Liste Comast-Zirkular zu schicken, nutzen Sie bitte
} die Adresse
}
} comast-zirkular at lists.computer-astronomie.de
}
} Um sich via Web von der Liste zu entfernen oder draufzusetzen:
}
} http://lists.consolving.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
}
} oder, via E-Mail, schicken Sie eine E-Mail mit dem Wort 'help' in
} Subject/Betreff oder im Text an
}
} comast-zirkular-request at lists.computer-astronomie.de
}
} Sie koennen den Listenverwalter dieser Liste unter der Adresse
}
} comast-zirkular-owner at lists.computer-astronomie.de
}
} erreichen
}
} Wenn Sie antworten, bitte editieren Sie die Subject/Betreff auf einen
} sinnvollen Inhalt der spezifischer ist als "Re: Contents of
} Comast-Zirkular digest..."
}
}
} Meldungen des Tages:
}
} 1. Photometrie und DAOPHOT (Helmut Jahns)
} 2. Re: Photometrie und DAOPHOT (Thomas Kaffka)
}
}
} ----------------------------------------------------------------------
}
} Message: 1
} Date: Sat, 12 Feb 2011 12:47:02 +0100
} From: Helmut Jahns{Helmut.Jahns at gmx.de}
} To: comast-zirkular at lists.computer-astronomie.de
} Subject: [Comast-Zirkular] Photometrie und DAOPHOT
} Message-ID:{4D567336.3050303 at gmx.de}
} Content-Type: text/plain; charset="iso-8859-15"; Format="flowed"
}
} Liebe Sternfreunde,
}
} heute machen wir einen kleinen Ausflug in die Welt der Photometrie.
}
} Die Photometrie ist die Technik zur Bestimmung der Helligkeiten von
} Himmelskörpern (dies gilt für Profis und Amateure gleichermaßen). Häufig
} gestaltet sich die Aufgabenstellung derart, daß der Beobachter eine digitale
} Aufnahme mit einem oder mehreren zu vermessenden Objekten vorliegen hat, die als
} punktförmig angenommen werden können. Die Helligkeit eines Einzelobjektes
} versteht sich hierbei als die Summe aller Pixelwerte, die ihm zugeordnet werden
} können. Grob skizziert unterscheidet man zwei Verfahren in der Photometrie.
}
} *Aperturphotometrie
} *
} Bei der Aperturphotometrie wird ein meist kreisförmiger Bereich so über dem
} Objekt plaziert, daß alle Pixel, die zur Helligkeit des Objektes beitragen,
} durchgelassen und alle übrigen ausgeblendet werden. Die so ermittelten
} Pixelwerte werden als Gesamthelligkeit des Objekts angesehen. Problem hierbei
} ist, daß zunächst noch keine Information über das Hintergrundsignal gewonnen und
} verwertet wurde.
}
} Das Hintergrundsignal kann ermittelt werden, indem um die Blende herum
} konzentrisch eine Kreisschale gelegt wird und die Intensitäten der Pixelwerte
} darin mittelt werden (die Anordnung bekommt gewisse Ähnlichkeit mit den
} Zielkreisen eines Telrad). Dieser Mittelwert wird zur Korrektur der
} Hintergrundhelligkeit von der gemessenen Objekthelligkeit subtrahiert.
}
} Bei diesem Verfahren geht man von der Annahme aus, daß die Hintergrundintensität
} in der Kreisschale die gleiche ist wie in der Kreisblende. Diese Annahme ist
} vielfach auch gerechtfertigt. Bei der Helligkeitsbestimmung von Supernovae ist
} die nicht notwendigerweise der Fall, da die Heimatgalaxien eben keine
} gleichmäßige Helligkeitsverteilung aufweisen. Auf der anderen Seite sind
} Supernovae vorübergehende Erscheinungen, sodaß man die Hintergrundmessung
} durchaus auch zeitversetzt ausführen kann.
}
} Selbstredend muß der Helligkeitsbestimmung eine Kalibrierung mit einem Objekt
} bekannter Helligkeit vorausgehen.
}
} Aperturphotometrie liefert optimale Ergebnisse für Punktquellen. Sie stößt an
} ihre Grenzen, sobald Aufnahmen mit vielen Sternen (z.B. in Sternhaufen oder
} sternreichen Milchstraßenarealen) bearbeitet werden sollen. Hier ist die Gefahr
} größer, daß die Helligkeitsprofile dicht beisammen stehender Objekte das
} Meßergebnis verfälschen.
}
} *PSF-Photometrie
} *
} Die PSF-Photometrie (PSF: Point Spread Function, seltener auch
} Punktspreizfunktion genannt) umgeht das Problem, indem dort für jedes zu
} vermessende Objekt eine zweidimensionale Gaußverteilung an das Helligkeitsprofil
} angefittet wird, welches im Anschluß von der Aufnahme abgezogen wird.
} Unvollständig aufgelöste Helligkeitsprofile können dann nachbearbeitet werden,
} indem das resultierende Differenzbild erneut photometriert wird.
}
} *DAOPHOT
} *
} Es gibt einige Programmpakete für die Photometrie. Eines der gängigsten ist
} DAOPHOT, welches frei heruntergeladen werden kann. DAOPHOT läuft unter Linux -
} was im Zeitalter der Virtual Machines und von Cygwin (s.u.) für Windows-Benutzer
} sicherlich kein unüberwindbares Hindernis mehr darstellt.
}
} DAOPHOT umfaßt sowohl die Apertur- als auch die PSF-Photometrie. Astrometrie
} gehört ebenfalls zum Funktionsumfang. Im Netz sind viele Infos über dieses Tool
} verfügbar.
}
} *Literatur:* F. R. Chromey, To Measure The Sky
}
} Ergänzungen, Anmerkungen und Berichtigungen sind stets Willkommen!
}
} Viele Grüße
}
} Helmut
}
} --------------------------------------------------------------------------------
} *
} Blick in die Forschung
} *
} Beobachtungszeit an Fernrohren ist für Profiastronomen eine knappe Ressource.
} Die gilt umso mehr, wenn es sich um Weltraumteleskope handelt, deren Lebensdauer
} z.B. wegen des sich aufbrauchenden Kühlmittels beschränkt ist. Für das
} Weltraumteleskop Herschel wurde sogar eigens eine Java-Applikation geschrieben,
} um die Mission hinsichtlich möglichst geringer Schwenkzeiten zwischen Objekten,
} der Einhaltung der Zeitintervalle für die Kommunikation mit der Bodenkontrolle
} und natürlich auch des wissenschaftlichen Gehalts zu planen. Mehr dazu hier
} http://arxiv.org/abs/1102.1210.
}
} Eine Forschergruppe hat in einer aufwendigen Computersimulation herausgefunden,
} daß in der Frühphase des Planetensystems ein Wechsel von Objekten aus der
} Population der Trojanerhttp://de.wikipedia.org/wiki/Trojaner_%28Astronomie%29
} in die der Quasimondehttp://de.wikipedia.org/wiki/Quasimond nichts
} ungewöhnliches war. Das erstaunt insofern, da Trojaner naturgemäß wie praktisch
} alle Objekte, die in Resonanz stehen, keine nahen Begegnungen mit einem der
} beiden übrigen Körpern erfahren, während Quasimonde räumlich deutlich näher zu
} den Planeten stehen - zwei gegensätzliche Eigenschaften also. In der Frühphase
} des Sonnensystems lagen die Dinge anders: die Planeten wanderten vom
} Sonnenabstand ihrer Entstehung zu demjenigen Sonnenabstand, in dem wir sie heute
} beobachten. Während dieser Migration war eine Wechsel eines Trojaners zu einem
} Quasimond und umgekehrt durchaus möglich. Mehr dazu hier
} http://arxiv.org/abs/1102.2211.
}
} Am Very Large Telescope (VLT) der ESO fallen regelmäßig riesige Datenmengen an,
} die ohne Datenreduktion nicht zu bewältigen sind. Bei der ESO wurde mit Reflex
} eine Toolpipeline entwickelt, die es dem Astronomen ermöglicht, die Auswahl und
} Abfolge von Tools in der Pipeline zur Aufbereitung von Meßdaten den eigenen
} Anforderungen entsprechend frei zu konfigurieren. Der volle Text der Arbeit
} findet sich hierhttp://arxiv.org/abs/1102.2057.
}
} --------------------------------------------------------------------------------
}
} Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
} Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html eingesehen
} werden.
}
} Andere Ausgaben des Zirkulars:
}
} Cygwin: Linux unter Windows
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-cygwin.html
}
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-antipattern.htmlStaubmonde
} der Erde: die Kordylewskischen Staubwolken
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-die-kordylewskischen-staubmonde.html
}
} Aesopus - eine Webapplikation zur Transparenzberechnung von Gasen
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-aesopus.html
}
} Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
} http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular möglich.
}
}
} -------------- nächster Teil --------------
} Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
} URL:http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20110212/a385892f/attachment-0001.html
}
} ------------------------------
}
} Message: 2
} Date: Sun, 13 Feb 2011 10:30:48 +0100
} From: "Thomas Kaffka"{thomas at kaffka.eu}
} To: "'Updates aus der Computer-Astronomie'"
} {comast-zirkular at lists.computer-astronomie.de}
} Subject: Re: [Comast-Zirkular] Photometrie und DAOPHOT
} Message-ID:{0MIRr9-1Popnz1LiR-0046Of at mrelayeu.kundenserver.de}
} Content-Type: text/plain; charset="iso-8859-1"
}
} Hallo Sternfreunde,
}
} es gibt ein weiteres Verfahren, Photometrie zu betreiben. Nämlich das
} Auswerten von Spektrogrammen. In der Photometrie ist das Messen der
} Sternhelligkeiten in einem speziellen Farbsystem (U, B, V, R, I) verbreitet.
} Es ist möglich, die Intensitäten der genannten Farben aus einem Spektrogramm
} abzugreifen. Das ist eine Methode, die ich zur Zeit mit Unterstützung von
} Herrn E. Pollmann entwickele.
}
} Ich verwende einen Blaze-Filter der Firma Shelyak Instruments und nehme die
} Spektren mit einer Atik CCD-Kamera auf. Der Vorteil ist, dass ich bei diesem
} Ansatz für alle Farben (U, B, V, R, I) nur einmal messen muss. Ich habe ein
} Computerprogramm entwickelt, welches mir ein Spektrum einer FITS-Datei
} photometrisch auswerten kann. Ich kalibriere die Spektren mit dem
} atmosphärischen A-Band bei 760 nm, welches immer im Spektrum enthalten ist.
} Ich habe nun Spektren von alpha Cygni, beta Pegasi und eta Pegasi gewonnen
} und mit meinem Programm ausgewertet. Screen-Shots meines Programms sind
} beigefügt. Dabei habe ich die folgenden Pixelwerte ermittelt:
}
} alpha Cygni
} B Mag: 1,47 Pixelwert: 46.398
} V Mag: 1,34 Pixelwert: 46.595
}
} beta Pagasi
} B Mag: 4,14 Pixelwert: 10.780
} V Mag: 2,48 Pixelwert: 45.869
}
} eta Pegasi
} B Mag: 3,76 Pixelwert: 18.075
} V Mag: 2,93 Pixelwert: 39.983
}
} Man sieht sehr schön, wie die Pixelwerte mit den Magnituden der Farben
} korrespondieren. Mein Verfahren ist zur Zeit in der Entwicklung.
} Insbesondere bin ich noch nicht so weit, Standardmagnituden aus den Spektren
} abzuleiten.
}
} Viele Grüße
} Thomas Kaffka
}
} _____
}
} Von: comast-zirkular-bounces at lists.computer-astronomie.de
} [mailto:comast-zirkular-bounces at lists.computer-astronomie.de] Im Auftrag von
} Helmut Jahns
} Gesendet: Samstag, 12. Februar 2011 12:47
} An: comast-zirkular at lists.computer-astronomie.de
} Betreff: [Comast-Zirkular] Photometrie und DAOPHOT
}
}
} Liebe Sternfreunde,
}
} heute machen wir einen kleinen Ausflug in die Welt der Photometrie.
}
} Die Photometrie ist die Technik zur Bestimmung der Helligkeiten von
} Himmelskörpern (dies gilt für Profis und Amateure gleichermaßen). Häufig
} gestaltet sich die Aufgabenstellung derart, daß der Beobachter eine digitale
} Aufnahme mit einem oder mehreren zu vermessenden Objekten vorliegen hat, die
} als punktförmig angenommen werden können. Die Helligkeit eines
} Einzelobjektes versteht sich hierbei als die Summe aller Pixelwerte, die ihm
} zugeordnet werden können. Grob skizziert unterscheidet man zwei Verfahren in
} der Photometrie.
}
} Aperturphotometrie
}
} Bei der Aperturphotometrie wird ein meist kreisförmiger Bereich so über dem
} Objekt plaziert, daß alle Pixel, die zur Helligkeit des Objektes beitragen,
} durchgelassen und alle übrigen ausgeblendet werden. Die so ermittelten
} Pixelwerte werden als Gesamthelligkeit des Objekts angesehen. Problem
} hierbei ist, daß zunächst noch keine Information über das Hintergrundsignal
} gewonnen und verwertet wurde.
}
} Das Hintergrundsignal kann ermittelt werden, indem um die Blende herum
} konzentrisch eine Kreisschale gelegt wird und die Intensitäten der
} Pixelwerte darin mittelt werden (die Anordnung bekommt gewisse Ähnlichkeit
} mit den Zielkreisen eines Telrad). Dieser Mittelwert wird zur Korrektur der
} Hintergrundhelligkeit von der gemessenen Objekthelligkeit subtrahiert.
}
} Bei diesem Verfahren geht man von der Annahme aus, daß die
} Hintergrundintensität in der Kreisschale die gleiche ist wie in der
} Kreisblende. Diese Annahme ist vielfach auch gerechtfertigt. Bei der
} Helligkeitsbestimmung von Supernovae ist die nicht notwendigerweise der
} Fall, da die Heimatgalaxien eben keine gleichmäßige Helligkeitsverteilung
} aufweisen. Auf der anderen Seite sind Supernovae vorübergehende
} Erscheinungen, sodaß man die Hintergrundmessung durchaus auch zeitversetzt
} ausführen kann.
}
} Selbstredend muß der Helligkeitsbestimmung eine Kalibrierung mit einem
} Objekt bekannter Helligkeit vorausgehen.
}
} Aperturphotometrie liefert optimale Ergebnisse für Punktquellen. Sie stößt
} an ihre Grenzen, sobald Aufnahmen mit vielen Sternen (z.B. in Sternhaufen
} oder sternreichen Milchstraßenarealen) bearbeitet werden sollen. Hier ist
} die Gefahr größer, daß die Helligkeitsprofile dicht beisammen stehender
} Objekte das Meßergebnis verfälschen.
}
} PSF-Photometrie
}
} Die PSF-Photometrie (PSF: Point Spread Function, seltener auch
} Punktspreizfunktion genannt) umgeht das Problem, indem dort für jedes zu
} vermessende Objekt eine zweidimensionale Gaußverteilung an das
} Helligkeitsprofil angefittet wird, welches im Anschluß von der Aufnahme
} abgezogen wird. Unvollständig aufgelöste Helligkeitsprofile können dann
} nachbearbeitet werden, indem das resultierende Differenzbild erneut
} photometriert wird.
}
} DAOPHOT
}
} Es gibt einige Programmpakete für die Photometrie. Eines der gängigsten ist
} DAOPHOT, welches frei heruntergeladen werden kann. DAOPHOT läuft unter Linux
} - was im Zeitalter der Virtual Machines und von Cygwin (s.u.) für
} Windows-Benutzer sicherlich kein unüberwindbares Hindernis mehr darstellt.
}
} DAOPHOT umfaßt sowohl die Apertur- als auch die PSF-Photometrie. Astrometrie
} gehört ebenfalls zum Funktionsumfang. Im Netz sind viele Infos über dieses
} Tool verfügbar.
}
} Literatur: F. R. Chromey, To Measure The Sky
}
} Ergänzungen, Anmerkungen und Berichtigungen sind stets Willkommen!
}
} Viele Grüße
}
} Helmut
}
}
} _____
}
}
} Blick in die Forschung
}
} Beobachtungszeit an Fernrohren ist für Profiastronomen eine knappe
} Ressource. Die gilt umso mehr, wenn es sich um Weltraumteleskope handelt,
} deren Lebensdauer z.B. wegen des sich aufbrauchenden Kühlmittels beschränkt
} ist. Für das Weltraumteleskop Herschel wurde sogar eigens eine
} Java-Applikation geschrieben, um die Mission hinsichtlich möglichst geringer
} Schwenkzeiten zwischen Objekten, der Einhaltung der Zeitintervalle für die
} Kommunikation mit der Bodenkontrolle und natürlich auch des
} wissenschaftlichen Gehalts zu planen. Mehr dazu hier
} http://arxiv.org/abs/1102.1210 .
}
} Eine Forschergruppe hat in einer aufwendigen Computersimulation
} herausgefunden, daß in der Frühphase des Planetensystems ein Wechsel von
} Objekten aus der Population der Trojaner
} http://de.wikipedia.org/wiki/Trojaner_%28Astronomie%29 in die der
} Quasimondehttp://de.wikipedia.org/wiki/Quasimond nichts ungewöhnliches
} war. Das erstaunt insofern, da Trojaner naturgemäß wie praktisch alle
} Objekte, die in Resonanz stehen, keine nahen Begegnungen mit einem der
} beiden übrigen Körpern erfahren, während Quasimonde räumlich deutlich näher
} zu den Planeten stehen - zwei gegensätzliche Eigenschaften also. In der
} Frühphase des Sonnensystems lagen die Dinge anders: die Planeten wanderten
} vom Sonnenabstand ihrer Entstehung zu demjenigen Sonnenabstand, in dem wir
} sie heute beobachten. Während dieser Migration war eine Wechsel eines
} Trojaners zu einem Quasimond und umgekehrt durchaus möglich. Mehr dazu hier
} http://arxiv.org/abs/1102.2211 .
}
} Am Very Large Telescope (VLT) der ESO fallen regelmäßig riesige Datenmengen
} an, die ohne Datenreduktion nicht zu bewältigen sind. Bei der ESO wurde mit
} Reflex eine Toolpipeline entwickelt, die es dem Astronomen ermöglicht, die
} Auswahl und Abfolge von Tools in der Pipeline zur Aufbereitung von Meßdaten
} den eigenen Anforderungen entsprechend frei zu konfigurieren. Der volle Text
} der Arbeit findet sich hierhttp://arxiv.org/abs/1102.2057 .
}
}
} _____
}
}
} Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
} Ausgaben des Zirkulars können im
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.
html} Archiv eingesehen werden.
}
} Andere Ausgaben des Zirkulars:
}
} Cygwin:
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-cygwin.html
} Linux unter Windows
}
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-antipattern
.html} Staubmonde
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-die-kordyle
wskischen-staubmonde.html} der Erde: die Kordylewskischen Staubwolken
}
} Aesopus
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-aesopus.htm
l} - eine Webapplikation zur Transparenzberechnung von Gasen
}
} Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
} http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
} möglich.
}
}
}
} -------------- nächster Teil --------------
} Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
} URL:http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20110213/e5e41395/attachment.html
} -------------- nächster Teil --------------
} Ein Dateianhang mit Binärdaten wurde abgetrennt...
} Dateiname : alfaCygni.jpg
} Dateityp : image/jpeg
} Dateigröße : 65442 bytes
} Beschreibung: nicht verfügbar
} URL :http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20110213/e5e41395/attachment.jpg
} -------------- nächster Teil --------------
} Ein Dateianhang mit Binärdaten wurde abgetrennt...
} Dateiname : betaPegasus.jpg
} Dateityp : image/jpeg
} Dateigröße : 71592 bytes
} Beschreibung: nicht verfügbar
} URL :http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20110213/e5e41395/attachment-0001.jpg
} -------------- nächster Teil --------------
} Ein Dateianhang mit Binärdaten wurde abgetrennt...
} Dateiname : etaPegasus.jpg
} Dateityp : image/jpeg
} Dateigröße : 62230 bytes
} Beschreibung: nicht verfügbar
} URL :http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20110213/e5e41395/attachment-0002.jpg
}
} ------------------------------
}
} _______________________________________________
} Comast-Zirkular mailing list
} Comast-Zirkular at lists.computer-astronomie.de
} http://lists.consolving.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
}
}
} Ende Comast-Zirkular Nachrichtensammlung, Band 20, Eintrag 1
} ************************************************************
}
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20110213/315eb2ba/attachment-0001.html
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Ein Dateianhang mit Binärdaten wurde abgetrennt...
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Dateityp : text/x-vcard
Dateigröße : 344 bytes
Beschreibung: nicht verfügbar
URL : http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20110213/315eb2ba/attachment-0001.vcf
From sirko at molau.de Wed Feb 16 00:52:40 2011
From: sirko at molau.de (sirko at molau.de)
Date: Wed, 16 Feb 2011 00:52:40 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] Photometrie und DAOPHOT
In-Reply-To: {4D567336.3050303@gmx.de}
References: {4D567336.3050303@gmx.de}
Message-ID: {4D5B11C8.8080500@molau.de}
Hallo Helmut,
Photometrie ist wirklich ein dankbares (oder undankbares?) Thema, in das
ich schon viel Zeit gesteckt habe. In meinem konkreten Fall geht es um
die (Echtzeit-)Photometrie von Sternschnuppen in Videoaufnahmen, was so
einige Tücken mit sich bringt:
* die Belichtungszeit ist üblicher Weise 1/50s, so dass die Bilder sehr
verrauscht sind
* wir arbeiten mit weitwinkligen Aufnahmen, bei denen die meisten Sterne
nur 2 oder 3 Pixel umfassen
* Meteore sind meistens nicht punktförmig, so dass Du über
Nachbarschaftsbeziehungen ermitteln muss, welche Pixel noch zum Objekt
gehören und welche nicht. Dazu wiederum wird ein Helligkeitsschwellwert
benötigt, welche Pixel zum Objekt gehören und welche zum Hintergrund.
Standardmässig verwende ich die Aperturphotometrie. Das Problem mit
benachbarten Sternen in der Kreisschale umgehe ich, indem ich nicht alle
Pixelwerte aus dieser Kreisschale mittle, sondern die hellsten und
dunkelsten 25% weglasse. Das funktioniert für unsere Art von Aufnahmen
sehr gut und ist übrigens auch eine nette Methode, wenn Du mal Sterne
aus einen Bild "wegrechnen" willst, um z.B. ein "synthetisches
Flatfield" zu bekommen.
Ich hab's auch mal mit Gauss-Fitting (PSF-Photometrie) versucht, bin
aber gescheitert. Ich vermute mal, dass man an 3 Pixel einfach keine
gute Gaussfunktion fitten kann. :-) Gibt's Erfahrungswerte, wie groß
Sterne ungefähr sein müssen, damit das Verfahren halbwegs funktioniert?
Die Kalibrierung anhand von Referenzsternen mag unter normalen Umständen
trivial sein, ist es bei uns aber nicht. Sollte die eingesetzte Kamera
ein gamma != 1 haben, dann verhält sich die Pixelsumme nicht mehr linear
zur Intensität. Bildverstärkte Kameras zeigen zudem einen starken
Intensitätsgradienten - ohne Flatfield bekommst Du dann zusätzliche
systematische Fehler in die Messung.
Mein Fazit: Ich bin mit meinen eigenen Resultaten im Moment noch nicht
glücklich und muss nochmal mehr Zeit in das Thema investieren. Der
zeitliche Verlauf der Lichtkurven eines Meteors ist ganz ok, aber
absolut sind Fehler von 1 bis 2 mag leider keine Seltenheit.
Schöne Grüße,
Sirko
--
************************************************************
* Sirko Molau * *
* Abenstalstr. 13b * __ *
* D-84072 Seysdorf * " 2B v 2B " *
* Germany * *
* phone: +49-8752-869437 * Shakespeare *
* email: sirko at molau.de * *
* www : www.molau.de * *
************************************************************
Am 12.02.2011 12:47, schrieb Helmut Jahns:
} Liebe Sternfreunde,
}
} heute machen wir einen kleinen Ausflug in die Welt der Photometrie.
}
} Die Photometrie ist die Technik zur Bestimmung der Helligkeiten von
} Himmelskörpern (dies gilt für Profis und Amateure gleichermaßen). Häufig
} gestaltet sich die Aufgabenstellung derart, daß der Beobachter eine
} digitale Aufnahme mit einem oder mehreren zu vermessenden Objekten
} vorliegen hat, die als punktförmig angenommen werden können. Die
} Helligkeit eines Einzelobjektes versteht sich hierbei als die Summe
} aller Pixelwerte, die ihm zugeordnet werden können. Grob skizziert
} unterscheidet man zwei Verfahren in der Photometrie.
}
} *Aperturphotometrie
} *
} Bei der Aperturphotometrie wird ein meist kreisförmiger Bereich so über
} dem Objekt plaziert, daß alle Pixel, die zur Helligkeit des Objektes
} beitragen, durchgelassen und alle übrigen ausgeblendet werden. Die so
} ermittelten Pixelwerte werden als Gesamthelligkeit des Objekts
} angesehen. Problem hierbei ist, daß zunächst noch keine Information über
} das Hintergrundsignal gewonnen und verwertet wurde.
}
} Das Hintergrundsignal kann ermittelt werden, indem um die Blende herum
} konzentrisch eine Kreisschale gelegt wird und die Intensitäten der
} Pixelwerte darin mittelt werden (die Anordnung bekommt gewisse
} Ähnlichkeit mit den Zielkreisen eines Telrad). Dieser Mittelwert wird
} zur Korrektur der Hintergrundhelligkeit von der gemessenen
} Objekthelligkeit subtrahiert.
}
} Bei diesem Verfahren geht man von der Annahme aus, daß die
} Hintergrundintensität in der Kreisschale die gleiche ist wie in der
} Kreisblende. Diese Annahme ist vielfach auch gerechtfertigt. Bei der
} Helligkeitsbestimmung von Supernovae ist die nicht notwendigerweise der
} Fall, da die Heimatgalaxien eben keine gleichmäßige
} Helligkeitsverteilung aufweisen. Auf der anderen Seite sind Supernovae
} vorübergehende Erscheinungen, sodaß man die Hintergrundmessung durchaus
} auch zeitversetzt ausführen kann.
}
} Selbstredend muß der Helligkeitsbestimmung eine Kalibrierung mit einem
} Objekt bekannter Helligkeit vorausgehen.
}
} Aperturphotometrie liefert optimale Ergebnisse für Punktquellen. Sie
} stößt an ihre Grenzen, sobald Aufnahmen mit vielen Sternen (z.B. in
} Sternhaufen oder sternreichen Milchstraßenarealen) bearbeitet werden
} sollen. Hier ist die Gefahr größer, daß die Helligkeitsprofile dicht
} beisammen stehender Objekte das Meßergebnis verfälschen.
}
} *PSF-Photometrie
} *
} Die PSF-Photometrie (PSF: Point Spread Function, seltener auch
} Punktspreizfunktion genannt) umgeht das Problem, indem dort für jedes zu
} vermessende Objekt eine zweidimensionale Gaußverteilung an das
} Helligkeitsprofil angefittet wird, welches im Anschluß von der Aufnahme
} abgezogen wird. Unvollständig aufgelöste Helligkeitsprofile können dann
} nachbearbeitet werden, indem das resultierende Differenzbild erneut
} photometriert wird.
}
} *DAOPHOT
} *
} Es gibt einige Programmpakete für die Photometrie. Eines der gängigsten
} ist DAOPHOT, welches frei heruntergeladen werden kann. DAOPHOT läuft
} unter Linux - was im Zeitalter der Virtual Machines und von Cygwin
} (s.u.) für Windows-Benutzer sicherlich kein unüberwindbares Hindernis
} mehr darstellt.
}
} DAOPHOT umfaßt sowohl die Apertur- als auch die PSF-Photometrie.
} Astrometrie gehört ebenfalls zum Funktionsumfang. Im Netz sind viele
} Infos über dieses Tool verfügbar.
}
} *Literatur:* F. R. Chromey, To Measure The Sky
}
} Ergänzungen, Anmerkungen und Berichtigungen sind stets Willkommen!
}
} Viele Grüße
}
} Helmut
}
} ------------------------------------------------------------------------
} *
} Blick in die Forschung
} *
} Beobachtungszeit an Fernrohren ist für Profiastronomen eine knappe
} Ressource. Die gilt umso mehr, wenn es sich um Weltraumteleskope
} handelt, deren Lebensdauer z.B. wegen des sich aufbrauchenden
} Kühlmittels beschränkt ist. Für das Weltraumteleskop Herschel wurde
} sogar eigens eine Java-Applikation geschrieben, um die Mission
} hinsichtlich möglichst geringer Schwenkzeiten zwischen Objekten, der
} Einhaltung der Zeitintervalle für die Kommunikation mit der
} Bodenkontrolle und natürlich auch des wissenschaftlichen Gehalts zu
} planen. Mehr dazu hier http://arxiv.org/abs/1102.1210.
}
} Eine Forschergruppe hat in einer aufwendigen Computersimulation
} herausgefunden, daß in der Frühphase des Planetensystems ein Wechsel von
} Objekten aus der Population der Trojaner
} http://de.wikipedia.org/wiki/Trojaner_%28Astronomie%29 in die der
} Quasimonde http://de.wikipedia.org/wiki/Quasimond nichts
} ungewöhnliches war. Das erstaunt insofern, da Trojaner naturgemäß wie
} praktisch alle Objekte, die in Resonanz stehen, keine nahen Begegnungen
} mit einem der beiden übrigen Körpern erfahren, während Quasimonde
} räumlich deutlich näher zu den Planeten stehen - zwei gegensätzliche
} Eigenschaften also. In der Frühphase des Sonnensystems lagen die Dinge
} anders: die Planeten wanderten vom Sonnenabstand ihrer Entstehung zu
} demjenigen Sonnenabstand, in dem wir sie heute beobachten. Während
} dieser Migration war eine Wechsel eines Trojaners zu einem Quasimond und
} umgekehrt durchaus möglich. Mehr dazu hier http://arxiv.org/abs/1102.2211.
}
} Am Very Large Telescope (VLT) der ESO fallen regelmäßig riesige
} Datenmengen an, die ohne Datenreduktion nicht zu bewältigen sind. Bei
} der ESO wurde mit Reflex eine Toolpipeline entwickelt, die es dem
} Astronomen ermöglicht, die Auswahl und Abfolge von Tools in der Pipeline
} zur Aufbereitung von Meßdaten den eigenen Anforderungen entsprechend
} frei zu konfigurieren. Der volle Text der Arbeit findet sich hier
} http://arxiv.org/abs/1102.2057.
}
} ------------------------------------------------------------------------
}
} Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie.
} Vorige Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html
} eingesehen werden.
}
} Andere Ausgaben des Zirkulars:
}
} Cygwin: Linux unter Windows
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-cygwin.html
}
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-antipattern.htmlStaubmonde
} der Erde: die Kordylewskischen Staubwolken
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-die-kordylewskischen-staubmonde.html
}
} Aesopus - eine Webapplikation zur Transparenzberechnung von Gasen
} http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-aesopus.html
}
} Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
} http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
} möglich.
}
}
}
}
} _______________________________________________
} Comast-Zirkular mailing list
} Comast-Zirkular at lists.computer-astronomie.de
} http://lists.consolving.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jan 15 11:19:56 2011
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 15 Jan 2011 11:19:56 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] Model - View - Controller
Message-ID: {4D3174CC.3020001@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
sowohl Prozessoren als auch Softwaretools haben seit Jahren und Jahrzehnten
einen deutlich sichtbaren Leistungszuwachs erfahren. In der Methodik der
Softwareentwicklung gibt es ebenfalls einen stetigen Fortschritt, der jedoch von
den außenstehenden Betrachtern (und Softwarenutzern) weit weniger wahrgenommen
wird. Dies bezieht sich dabei weniger auf die Weiterentwicklung von Tools und
Frameworks, die ein Programmierer nutzt, sondern vielmehr auf
Arbeitssystematiken. Gemeinsames Ziel dieser Systematiken ist es, das
Programmieren als solches effizienter zu gestalten.
Es geht heutzutage nicht mehr so sehr darum, das letzte Quentchen Leistung aus
einem Stück Code herauszukitzeln; das lohnt den Aufwand nicht. Vielmehr wird
beabsichtigt, den Programmacode fehlerärmer, verständlicher, pflegeleichter und
leichter erweiterbar zu machen und so dem Programmierer auf lange Sicht Zeit zu
sparen, die er wiederum für Leistungsmerkmale seiner Software investieren kann.
Inzwischen steht eine bunte Palette an Programmierparadigmen zur Verfügung, die
sich über Jahre und Jahrzehnte als praxisgerecht erwiesen haben. Im Rahmen
dieses Zirkulars werden sicherlich noch einige von ihnen thematisiert werden.
Diese Programmierprinzipien haben ihren Ursprung in der "professionellen"
Softwareentwicklung, und wieweit sie für programmierende Amateurastronomen eine
Rolle spielen, ist erst mal dahingestellt. Dennoch kann ein Blick über den
Tellerrand ganz interessant sein.
*Umgang mit Programmierprinzipien*
Programmierprinzipien erleichtern die Arbeit, aber sie wurden nicht in der
Absicht geschaffen, den Programmierer zur sklavischen Einhaltung von Richtlinien
zu veranlassen. Projekte sind vielgestaltig, und Entscheidungen müssen
individuell getroffen werden. Es kann Gründe geben, von der "reinen Lehre"
abzuweichen, solche Regeln nur partiell (z.B. bei kleineren Projekten) oder
modifiziert anzuwenden. Die Kreativität des Programmierers ist gefragt, um
abzuwägen, welche Programmierparadigmen für das eigene Projekt zweckmäßig sind
und bis zu welchem Grad ihre Umsetzung sinnvoll ist.
*Model -- View - Controller*
In der heutigen Ausgabe soll es um das Prinzip des Model -- View -- Controllers,
oder kurz MVC, gehen, einem Verfahren, wie innerhalb einer Softwareapplikation
die Logik der Benutzeroberfläche und die der Datenhaltung über den Programmcode
sinnvoll aufgeteilt werden kann
Grundprinzip ist, daß beim Model -- View -- Controller die Logik eines Programms
in drei Schichten untergliedert wird:
* Der *View *beinhaltet diejenige Logik, die unmittelbar mit der Darstellung
von Daten auf der Benutzeroberfläche einerseits und der Dateneingabe des
Benutzers andererseits zum Gegenstand hat. Man erkennt schon anhand der
Zuständigkeitsdefinition, daß der View keine sonderlich tiefgehende Logik
besitzt. Der View kann jedoch eine elementare Validierung von
Benutzereingaben vornehmen.Wichtig ist, daß die Klassen oder Module des
Views keinerlei funktionale Logik wie Datenverarbeitung, Datenhaltung oder
Berechnungen beinhalten. Für diese Logik gibt es wiederum eigene Schichten.
* Das *Model *repräsentiert die eigentliche Datenhaltung. Hierbei ist es
wichtig hervorzuheben, daß die Struktur von Daten nicht notwendigerweise
mit der Art ihrer Darstellung auf der Benutzeroberfläche übereinstimmen
muß! Die Daten können in gänzlich anderer Form vorliegen. Die
Datenstrukturen im Model sollten keinerlei Merkmale besitzen, die in der
Oberflächendarstellung begründet liegen.
* Die Bedeutung des *Controllers *ergibt sich aus dem vorstehenden Satz. Der
Controller vermittelt zwischen der (logischen) Datenstruktur und der
(visuellen) Anzeigeform, die vollständig entkoppelt sind. Anzuzeigende
Daten werden gemäß der Oberflächenelemente aufbereitet, während
eingegebene Daten wiederum in das Datenmodell konvertiert werden. Der
Controller kann quasi als Umstrukturierungsschicht angesehen werden. Zum
Controller gehört auch die Verwaltung von Abhängigkeiten in den
Darstellungen und den Eingabe- und Konfigurationsmöglichkeiten, die der
Anwender zu sehen bekommt (z.B. das Deaktivieren von Schaltflächen, die in
bestimmten Programmzuständen aus logischen Gründen nicht zur Verfügung
stehen dürfen).
MVC unterstützt eine klare Struktur innerhalb der Software. Änderungen und
Erweiterungen an der Software werden leichter durchführbar, da der betroffene
Code sich nicht mehr über das gesamte Projekt verteilt.
Ein wichtiger Vorteil von MVC ist die Entkopplung von Datenmodell und
Darstellung. Einer der wichtigsten Vorteile ist, daß es auf diese Art und Weise
möglich ist, innerhalb des Programms mehrere verschiedenartige Sichten auf den
gleichen Datenbestand zu erzeugen.
Die Frage, ob MVC für kleinere Projekte nicht überdimensioniert ist, ist
berechtigt. Wie schon oben erwähnt, muß ein Pattern nicht stets in aller Strenge
befolgt werden; vielmehr kann es auch sinnvoll sein, es abzuschwächen. Wenn sich
z.B. herausstellen sollte, daß der Controller keine umfangreiche Funktionalität
hat, so ist es legitim, diesen entweder in das Model oder in den View zu
integrieren. Auf alle Fälle hat man seinem Projekt - und das gilt auch bei
kleineren! - schon Gutes getan, solange zumindest die Darstellungslogik (View)
von der Datenhaltung (Model) entkoppelt ist.
*Aktualisierung von Daten*
MVC bedingt auch, daß die Oberfläche u.U. auf Änderungen am Datenmodell
reagieren muß (Aktualisierung der Anzeige), die von externen Quellen herrühren.
Das Mittel der Wahl sind *Callbacks*. Bei einem Callback registriert sich eine
View-Klasse beim Model, um über Datenänderungen benachrichtigt zu werden. Dazu
gibt der View eine sogenannte Callback-Methode an das Model bekannt, die im
Falle einer Datenänderung aufgerufen wird, den aktuellen Datenstand abfragt und
die Anzeige aktualisiert. Die Aktualität der momentan angezeigten Daten ergibt
sich auf diesem Wege ganz automatisch.
Wie könnte eine Aktualisierung von externer Quelle aussehen?
* Datenmodell wird extern aktualisiert.
* Das Model ruft daraufhin die zuvor registrierte Callback-Funktion auf.
* Die Callback-Funktion zieht sich ein komplettes Abbild des darzustellenden
Models.
* Die Callback-Funktion bringt den abgerufenen Datenstand zur Anzeige.
Wie sieht im Gegenzug eine Aktualisierung aus, wenn sie vom Programm selbst
angestoßen wird?
* Der Benutzer gibt geänderte Daten ein und aktiviert diese.
* Der View ruft eine Funktion zum Aktualisieren des Datenmodells auf
* Das Model ruft daraufhin die zuvor registrierte Callback-Funktion auf.
* Die Callback-Funktion zieht sich ein komplettes Abbild des darzustellenden
Models.
* Die Callback-Funktion bringt den abgerufenen Datenstand zur Anzeige.
Man sieht: der Weg ist ab dem Aufruf des Callbacks identisch. Es gibt nur einen
einzigen Pfad zum Aktualisieren einer Datenansicht, unabhängig davon, ob Daten
von externer Quelle verändert werden oder durch Benutzeraktionen. Ganz gleich,
welche Teilmenge an Daten zu aktualisieren ist - es wird stets eine exklusive
Funktion ausgeführt, die den gesamten Datensatz holt und darstellt. Damit
erübrigen sich jegliche Sonderwege und Abhängigkeiten.
MVC hat sich in der Praxis als ein leistungsstarkes Prinzip erwiesen, welches
vor allem für Projekte mit größerem Programmieraufwand nützlich ist - vor allem,
da es, wie oben schon erwähnt, bei Bedarf auch in abgestufter Form angewandt
werden kann.
Allzeit klaren Himmel
Helmut
--------------------------------------------------------------------------------
Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html eingesehen
werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Antipattern
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-antipattern.html
Paralleles Programmieren & Algorithmen im Wettbewerb
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-paralleles-programmieren-algorithmen-im-wettbewerb.html
Doppler-Tomographie
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-doppler-tomographie.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular möglich.
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20110115/6e910692/attachment.html
From Helmut.Jahns at gmx.de Sat Jul 23 12:12:25 2011
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sat, 23 Jul 2011 12:12:25 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Astrowetterseiten
Message-ID: {4E2A9E89.2070303@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
Wettervorhersagen gibt es im Netz wie Sand am Meer. Wettervorhersagen, die
speziell auf unsere Bedürfnisse zugeschnitten sind, sind dagegen schon etwas
dünn gesät. Aus diesem Grunde wurde hier eine kleine Auswahl von Seiten
zusammengestellt, die für die Beobachtungsplanung hilfreich sein können.
Unter Space Agents ist eine Wetterprognose für die kommende Nacht
http://www.space-agents.de/modules.php?name=Wettervorhersage abrufbar. Sie
wird täglich zur Mittagszeit aktualisiert und beinhaltet mehrere Wetterkarten
zur Bewölkungsdichte für verschiedene Zeitpunkte (20:00, 23:00, 2:00, 5:00 Uhr)
der kommenden Nacht, getrennt für Gesamt- und Zirrusbewölkung.
Aktuelle Satellitenfilme http://www.sat24.com/frame.php?html=homepage für
Europa sind auf der Seite von Sat24.com verfügbar. Der Wolkenfilm kann für
visuell und infrarot (Nachtansicht) angezeigt werden. Eine Detailansicht für
Mitteleuropa ist ebenfalls verfügbar. Die Seite kann gute Dienste erweisen, wenn
man z.B. wissen möchte, ob der Himmel evtl. zu späterer Stunde nach Durchzug
eines Tiefausläufers wieder aufklart.
Die Uni Köln liefert Meteogramme
http://db.eurad.uni-koeln.de/prognose/data/aktuell/mcm_cen_Hannover_12.gif für
viele Städte Deutschlands und Europas. Dazu gehört eine Grafik mit der
voraussichtlichen zeitlichen Entwicklung des Bedeckungsgrads.
Die Uni Basel liefert zudem Seeing-Vorhersagen unter http://www.meteoblue.com.
In einer Grafik werden einige Parameter wie hohe/mittlere/niedrige Bewölkung,
Seeing-Index, Jetstream-Geschwindigkeit, etc. präsentiert. Dieser Dienst
erfordert zwar eine Registrierung, ist allerdings gratis.
Es liegt auf der Hand, daß man mit realistischen Erwartungen an solche Dienste
herangehen sollte. Das liegt in der Natur der Sache. Ob z.B. die
Luftfeuchtigkeit 98% oder 100% beträgt, kann über Sonnenschein oder grauen
Himmel entscheiden.
Viele Grüße
Helmut
--------------------------------------------------------------------------------
*Großkreise auf der Erdkugel*
Hat nichts mit Astronomie zu tun, ist aber trotzdem ganz nett: der Great Circle
Mapper http://www.gcmap.com/mapui?P=HAJ-NRT&PM=p:disc7%2b%25U zeichnet
Großkreise auf der Erdkugel für die kürzeste Verbindung zwischen zwei
geographischen Positionen.
--------------------------------------------------------------------------------
*Aus der Forschung*
Für die Messung hochenergetischer Strahlung wie Gamma- oder harte
Röntgenstrahlung sind die Astronomen wegen der Absorption der irdischen
Atmosphäre im fraglichen Wellenlängenbereich auf weltraumgestützte Observatorien
mit entsprechenden Detektoren angewiesen. Das Problem hierbei ist, daß diese
Detektoren (häufig kommen Halbleiter- oder Szintillationsdetektoren zum Einsatz,
die energieaufgelöst arbeiten) auch unerwünschte Signale registrieren, etwa
Sekundärteilchen und -strahlung, die in den oberen Schichten der Erdatmospäre
von der Kosmischen Strahlung erzeugt werden und von dort auf den Detektor in der
Umlaufbahn gelangen. Ein wichtiger Teil solcher Missionen ist es, diese
Störsignale herauszufiltern. Hierzu leisten auch Computersimulatinen ihren
Beitrag: das Energieprofil, das die möglichen Störpartikel im Detektor erzeugen,
wird simuliert und mit gemessenen Profilen angeglichen. Diese Simulation liefert
Ergebnisse, die beim Fluß der Datenauswertung Berücksichtigung finden. Wie das
genau geht, steht auf dem Preprint-Server. http://arxiv.org/abs/1011.3340
Eine Forschergruppe hat sich über Mängel in der astronomischen Programmierung
Gedanken gemacht. Darin wurden einige wiederkehrende Merkmale identifiziert, wie
z.B. unleserlicher und undokumentierter Code, Verwendung von Sprungmarken,
Neuerfindung von Standardalgorithmen wie Suchen oder Sortieren oder überlange
Funktionen. Unter http://arxiv.org/abs/1012.4119 findet man eine kleine
Übersicht über gängige Schwächen im Programmcode.
Bei der Gewinnung von Spektren von Objekten mit sehr niedriger Flächenhelligkeit
ist der korrekte Abzug des Himmelshintergrundes wichtig. Klassisch wird bei
Langspaltspektrographen das Signal, welches am Ende des Spalts aufgenommen wird
und nicht mehr dem Objekt zugeordnet wird, als Hintergrundsignal betrachtet und
vom Gesamtsignal abgezogen. Neuere Ansätze gehen noch einen Schritt weiter:
infolge von Unzulänglichkeiten in der Optik variiert die
Linienverbreitungsfunktion (das Analogon zur Punktverbreitungsfunktion) sowohl
über die Spaltlänge als auch über die Wellenlänge des Lichts. Durch gezielte
Messung dieser Variation aus dem Himmelshintergrund kann man das Nutzsignal
zielgerichteter nachbearbeitet werden. Mehr ins Detail geht der Artikel auf dem
Preprint-Server http://arxiv.org/abs/1012.4125.
--------------------------------------------------------------------------------
Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html eingesehen
werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Die Grafikbibliothek DISLIN
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-dislin.html
Die Methode der kleinsten Quadrate
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-methode-der-kleinsten-quadrate.html
Virtuelle Maschinen
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-virtuelle-maschinen.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular möglich.
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20110723/8923f063/attachment.html
From hansguenterdiederich at t-online.de Sat Jul 23 13:51:13 2011
From: hansguenterdiederich at t-online.de (Hans G. Diederich)
Date: Sat, 23 Jul 2011 13:51:13 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Astrowetterseiten
In-Reply-To: {4E2A9E89.2070303@gmx.de}
References: {4E2A9E89.2070303@gmx.de}
Message-ID: {4E2AB5B1.3080600@t-online.de}
Hallo Helmut,
ich betreibe keine Astronomie (Beobachtungen) mehr in DE. Für viele
Sternfreunde hier sind die Tipps Deiner letzten Mitteilung imo hoch
willkommen. Könntest Du Deine Infos auch auf ccd_list und Deepsky bitte
posten? Und BAV-Forum?
Das sind die FG Deepsky, Veränderliche und CCD-Technik der VdS.
Könnte ich auch übernehmen, falls Zustimmung von Dir.
tia
Gruß
Hans-Günter
From info314 at gmx.de Sat Jul 23 15:59:32 2011
From: info314 at gmx.de (Hartmut Unger)
Date: Sat, 23 Jul 2011 15:59:32 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Astrowetterseiten
In-Reply-To: {4E2AB5B1.3080600@t-online.de}
References: {4E2A9E89.2070303@gmx.de} {4E2AB5B1.3080600@t-online.de}
Message-ID: {20110723135932.178850@gmx.net}
Hallo,
hier ist Hartmut Unger. Diese E-Mail ist bei mir sicher nicht richtig angekommen.
Trotzdem viele Grüße aus Dortmund
-------- Original-Nachricht --------
} Datum: Sat, 23 Jul 2011 13:51:13 +0200
} Von: "Hans G. Diederich" {hansguenterdiederich at t-online.de}
} An: Updates aus der Computer-Astronomie {comast-zirkular at lists.computer-astronomie.de}
} Betreff: Re: [Comast-Zirkular] Astrowetterseiten
} Hallo Helmut,
}
} ich betreibe keine Astronomie (Beobachtungen) mehr in DE. Für viele
} Sternfreunde hier sind die Tipps Deiner letzten Mitteilung imo hoch
} willkommen. Könntest Du Deine Infos auch auf ccd_list und Deepsky bitte
} posten? Und BAV-Forum?
} Das sind die FG Deepsky, Veränderliche und CCD-Technik der VdS.
}
} Könnte ich auch übernehmen, falls Zustimmung von Dir.
}
} tia
} Gruß
} Hans-Günter
} _______________________________________________
} Comast-Zirkular mailing list
} Comast-Zirkular at lists.computer-astronomie.de
} http://lists.consolving.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
--
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From hansguenterdiederich at t-online.de Mon Jul 25 14:04:31 2011
From: hansguenterdiederich at t-online.de (Hans G. Diederich)
Date: Mon, 25 Jul 2011 14:04:31 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] OT: Wetterseiten
Message-ID: {4E2D5BCF.6070402@t-online.de}
Hallo Liste(n),
ich hatte auf mehreren Listen gepostet und auch entsprechend Antwort
erhalten. Da diese aber nicht von allen mitgelesen werden, poste ich
hier eine Zusammenfassung der Hinweise, die mich von Rudolf Hillebrecht,
Stephan Bakan, Oliver Schneider und Helmut Jahns erreichten. Falls ich
jemanden dabei unerwähnt ließ, bitte ich vorsorglich um Entschuldigung.
(1)
Zur Übersicht über die Wetterlage finde ich die Analyse- und
Vorhersagekarten des englischen Wetterdienstes immer sehr anschaulich.
Diese findet man im Menüpunkt "Bracknell" unter der Adresse
http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fsfaxsem.html
(2)
Eingängige Meteogramme aus dem amerikanischen GFS-Modell für jeden Ort
Mitteleuropas findet man unter der Adresse
http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fsavnmgeur.html
In der obersten Zeile ist dort jeweils die vorhergesagte Bewölkung in allen
3 Stockwerken dargestellt.
(3)
Auf derselben Seite erhält man unter dem Stichwort GFS ENS ein Maß für
die Vertrauenswürdigkeit der Vorhersage. Klickt man auf der Karte von Europa
einen Punkt an, so erhält man die Temperaturvorhersage (in der freien
Atmosphäre bei ca 1500m Höhe) für die 20 parallel berechneten
Vorhersageläufe mit minimal unterschiedlichen Anfangsbedingungen. Solange
diese nahe beisammen liegen und ähnliche Verläufe haben kann man der
Vorhersage recht gut vertrauen. Sobald sie aber anfangen auseinander zu
laufen, muss man auf die Vorhersage nicht mehr viel geben.
Ähnliches gilt auch für den Niederschlag am Unterrand des Bildes, aber
der ist in den Modellen grundsätzlich weniger sicher.
(4)
Eine recht eindrucksvolle Kombination aus Radar- und stündlichen
Satellitendaten unter der Adresse
http://www.wetterspiegel.de/de/europa/deutschland/50.html
gibt m.E. eine gute Übersicht über die Wolkenbedeckung und mögliche
Wolkenlücken in den kommenden Stunden.
(5)
Space Agents
http://www.space-agents.de/modules.php?name=Wettervorhersage
(6)
Aktuelle Satellitenfilme für Europa (Sat24.com)
http://www.sat24.com/frame.php?html=homepage
(7)
Die Uni Köln liefert Meteogramme für viele Städte Deutschlands und Europas
http://db.eurad.uni-koeln.de/prognose/data/aktuell/mcm_cen_Hannover_12.gif
(8)
Uni Basel liefert zudem Seeing-Vorhersagen
http://www.meteoblue.com/
(9)
DWD (Regionenwetterberichte)
http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=_dwdwww_wetter_warnungen_regionenwetter&activePage=&_nfls=false
(10)
Ich halte es immer noch mit der Wetterzentrale www.wetterzentrale.de,
deren Topkarten eine Menge an Möglichkeiten bieten, zu stöbern. Mit
hoher Treffsicherheit die hochaufgelösten Dreitages-Meteogramme des WRF:
http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fswrfmeur.html
Sie lassen sich via Postleitzahl auf den eigenen Ort bestimmen. Genauer
gehts kaum, denn Standardort GÖ (50 km von mir entfernt) kann schon
wieder ein dezidiert anderes Wetter haben als bei mir. Die WRF-Daten
hingegen werden aus einem flächendeckenden Modell (10km-Maschendichte)
auf den Ort bestimmt.
Etwas weitmaschiger, aber dafür über acht Tage reichend die unter
"Diagramme" GFS 0,5° Mitteleuropa zu findenden Meteogramme, die sich per
Kreuzchen anklicken lassen. Gibt eine schönen Gesamtüberblick über die
Wetterentwicklung. Wobei wir alle wissen, dass jenseits der drei Tage
morgen schon wieder einiges anders aussehen kann als heute...
(11)
Bei der Bedeckungsvorhersage und beim Seeing muss man hier unsere
australischen Wettermacher hervorheben. Die Trefferquote war bislang
immer sehr hoch! Beim Seeing besser als Meteoblue) ...
http://www.skippysky.com.au/Europe/
(12)
Ich finde diesen Prognose-Link, eine Grafische Wolkenprognose für
Europa, von meteosurf.com ganz nützlich.
http://www.meteosurf.com/spastro/cnu1/index.html
Gruß
Hans-Günter
From marcel_klein at t-online.de Mon Jul 25 15:04:19 2011
From: marcel_klein at t-online.de (Marcel Klein)
Date: Mon, 25 Jul 2011 15:04:19 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] OT: Wetterseiten
In-Reply-To: {4E2D5BCF.6070402@t-online.de}
Message-ID: {1QlKpj-12WzbM0@fwd20.t-online.de}
Hallo Hans-Günter,
vielen Dank für die Zusatzinfos!
Viele Grüße
Marcel
-----Ursprüngliche Nachricht-----
Von: comast-zirkular-bounces at lists.computer-astronomie.de
[mailto:comast-zirkular-bounces at lists.computer-astronomie.de] Im Auftrag von
Hans G. Diederich
Gesendet: Montag, 25. Juli 2011 14:05
An: BAV-Forum; ccd_list; Deepsky; Updates aus der Computer-Astronomie
Betreff: [Comast-Zirkular] OT: Wetterseiten
Hallo Liste(n),
ich hatte auf mehreren Listen gepostet und auch entsprechend Antwort
erhalten. Da diese aber nicht von allen mitgelesen werden, poste ich hier
eine Zusammenfassung der Hinweise, die mich von Rudolf Hillebrecht, Stephan
Bakan, Oliver Schneider und Helmut Jahns erreichten. Falls ich jemanden
dabei unerwähnt ließ, bitte ich vorsorglich um Entschuldigung.
(1)
Zur Übersicht über die Wetterlage finde ich die Analyse- und
Vorhersagekarten des englischen Wetterdienstes immer sehr anschaulich.
Diese findet man im Menüpunkt "Bracknell" unter der Adresse
http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fsfaxsem.html
(2)
Eingängige Meteogramme aus dem amerikanischen GFS-Modell für jeden Ort
Mitteleuropas findet man unter der Adresse
http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fsavnmgeur.html
In der obersten Zeile ist dort jeweils die vorhergesagte Bewölkung in allen
3 Stockwerken dargestellt.
(3)
Auf derselben Seite erhält man unter dem Stichwort GFS ENS ein Maß für
die Vertrauenswürdigkeit der Vorhersage. Klickt man auf der Karte von Europa
einen Punkt an, so erhält man die Temperaturvorhersage (in der freien
Atmosphäre bei ca 1500m Höhe) für die 20 parallel berechneten
Vorhersageläufe mit minimal unterschiedlichen Anfangsbedingungen. Solange
diese nahe beisammen liegen und ähnliche Verläufe haben kann man der
Vorhersage recht gut vertrauen. Sobald sie aber anfangen auseinander zu
laufen, muss man auf die Vorhersage nicht mehr viel geben.
Ähnliches gilt auch für den Niederschlag am Unterrand des Bildes, aber
der ist in den Modellen grundsätzlich weniger sicher.
(4)
Eine recht eindrucksvolle Kombination aus Radar- und stündlichen
Satellitendaten unter der Adresse
http://www.wetterspiegel.de/de/europa/deutschland/50.html
gibt m.E. eine gute Übersicht über die Wolkenbedeckung und mögliche
Wolkenlücken in den kommenden Stunden.
(5)
Space Agents
http://www.space-agents.de/modules.php?name=Wettervorhersage
(6)
Aktuelle Satellitenfilme für Europa (Sat24.com)
http://www.sat24.com/frame.php?html=homepage
(7)
Die Uni Köln liefert Meteogramme für viele Städte Deutschlands und Europas
http://db.eurad.uni-koeln.de/prognose/data/aktuell/mcm_cen_Hannover_12.gif
(8)
Uni Basel liefert zudem Seeing-Vorhersagen
http://www.meteoblue.com/
(9)
DWD (Regionenwetterberichte)
http://www.dwd.de/bvbw/appmanager/bvbw/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=_
dwdwww_wetter_warnungen_regionenwetter&activePage=&_nfls=false
(10)
Ich halte es immer noch mit der Wetterzentrale www.wetterzentrale.de,
deren Topkarten eine Menge an Möglichkeiten bieten, zu stöbern. Mit
hoher Treffsicherheit die hochaufgelösten Dreitages-Meteogramme des WRF:
http://www.wetterzentrale.de/topkarten/fswrfmeur.html
Sie lassen sich via Postleitzahl auf den eigenen Ort bestimmen. Genauer
gehts kaum, denn Standardort GÖ (50 km von mir entfernt) kann schon
wieder ein dezidiert anderes Wetter haben als bei mir. Die WRF-Daten
hingegen werden aus einem flächendeckenden Modell (10km-Maschendichte)
auf den Ort bestimmt.
Etwas weitmaschiger, aber dafür über acht Tage reichend die unter
"Diagramme" GFS 0,5° Mitteleuropa zu findenden Meteogramme, die sich per
Kreuzchen anklicken lassen. Gibt eine schönen Gesamtüberblick über die
Wetterentwicklung. Wobei wir alle wissen, dass jenseits der drei Tage
morgen schon wieder einiges anders aussehen kann als heute...
(11)
Bei der Bedeckungsvorhersage und beim Seeing muss man hier unsere
australischen Wettermacher hervorheben. Die Trefferquote war bislang
immer sehr hoch! Beim Seeing besser als Meteoblue) ...
http://www.skippysky.com.au/Europe/
(12)
Ich finde diesen Prognose-Link, eine Grafische Wolkenprognose für
Europa, von meteosurf.com ganz nützlich.
http://www.meteosurf.com/spastro/cnu1/index.html
Gruß
Hans-Günter
_______________________________________________
Comast-Zirkular mailing list
Comast-Zirkular at lists.computer-astronomie.de
http://lists.consolving.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
From Helmut.Jahns at gmx.de Sun Jun 12 18:57:58 2011
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sun, 12 Jun 2011 18:57:58 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Visualisierung in der Kosmologie - ParaView
Message-ID: {4DF4F016.6080608@gmx.de}
Liebe Sternfreunde!
In den letzten zwei Jahrzehnten hat sich die Kosmologie entscheidend gewandelt.
Während sie vorher lediglich Abschätzungen und rein qualitative Resultate
lieferte (beispielsweise war der Hubble-Parameter wie viele andere
kosmologischen Größen lediglich bis auf den berühmten Faktor 2 bekannt), reichen
die heute erzielbaren Genauigkeiten bis in den Bereich unter 10% hinab. Einige
Wissenschaftler sprechen bereits - zugegebenermaßen etwas euphorisch - vom
Beginn des Zeitalters der Präzisionskosmologie.
Bereits laufende und geplante Projekte wie die Sloan Digital Sky Survey
http://www.sdss.org/, Euclid
http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=42266 oder die
Joint Dark Energy Mission http://science.nasa.gov/missions/jdem/ werden in den
kommenden Jahren die Datenbasis und die Genauigkeit noch weiter verbessern.
Entscheidende Bedeutung kommt aber nicht nur den Beobachtungskampagnen zu,
sondern auch den nachgelagerten Auswerteverfahren. Der Abgleich von
Beobachtungsdaten mit Ergebnissen von Computersimulationen gehört zum Standard
in der Kosmologie. Die heutigen Simulationen ermöglichen das systematische
Durchrechnen kosmologischer Modelle mit variierenden Parametersätzen zur
Untersuchung der Strukturbildung im (frühen) Universum. Die beteiligten
Teilchenzahlen liegen bei einigen zehn Milliarden bis Billionen.
Der Erfolg von Simulationen wird durch visuelle Inspektion des gerechneten
Weltmodells durch Wissenschaftler untermauert. Auch für die Visualisierung der
3-D-Modelle kommt geballte Rechnerleistung zum Einsatz.
Eines der aktuellen Projekte ist ParaView. Der Name impliziert schon, daß diese
Software von parallelisierter Ausführung des Programmcodes Gebraucht macht, also
massiv Rechenleistung beansprucht. Der Quelltext (C++, Qt) ist frei verfügbar
und kann unter Windows, UNIX und Linux zum Laufen gebracht werden.
Typischerweise läuft das Programm auf einem Server mit mehreren Dutzend Prozessoren.
Die eigentlichen Simulationsprogramme exportieren die Teilchenensembles in
Dateien eines wohldefinierten binären Formats (GADGET). ParaView liest diese
Dateien ein und verteilt die Teilchen in räumlich zusammenhängenden Blöcken auf
die Prozessoren, die das eigentliche Rendern der Darstellung übernehmen. Die
Teilchen sind in diesem Format mit mehreren Eigenschaften behaftet: natürlich
die Position im Raum, vektorielle Geschwindigkeiten, Massen sowie einen frei
konfigurierbaren Parameter. Diese Teilcheneigenschaften können in die Art der
Darstellung einfließen oder als Grundlage fürs Filtern von Daten dienen.
ParaView hat von der Softwarearchitektur Merkmale einer Pipeline (s.u.): mehrere
Komponenten (z.B. Filter oder einzelne Arbeitsgänge) mit eigenständigen
Aufgabenbereichen werden mehr oder weniger frei in Linie (Pipeline)
hintereinandergeschaltet.
Einer der wichtigsten Arbeitsgänge ist eine Komponente zur Haloerkennung. Wann
auch immer die Probeteilchen zum Verklumpen neigen, versucht die Halokomponente,
diese Strukturen im Datenbestand zu erkennen.
Quelle: astro-ph, http://arxiv.org/abs/1010.6128
*Pipelining
*
(Beispiel einer Pipeline)
Softwarepipelines werden bevorzugt verwandt, wenn eine Anwendung sich aus
mehreren Arbeitsgängen (in der Grafik als Komponenten dargestellt)
zusammensetzt, die in einer Kettenstruktur hintereinander ausgeführt wird. Die
Komponenten einer Pipeline können teilweise frei miteinander verbunden oder
umgestellt werden. Pipelines haben eine recht hohe Verbreitung in der
Astrophysik gefunden. Man versucht großenteils, auf bestehende Lösungen
zurückzugreifen und diese in der Pipeline miteinander neu zu verknüpfen, um eine
neue Aufgabenstellung zu bearbeiten. Pipelines kommen dem Ideal der
UNIX-Betriebssysteme nahe: auch dort wird versucht, den Funktionsumfang von
Programmen möglichst auf elementare Aufgaben zu beschränken und komplexe
Aufgaben durch Kombination einfacher Tools zu beherrschen (das Pipe-Zeichen "|"
zum Verknüpfen des Outputs eines Tools mit dem Input des nächsten Tools unter
UNIX ist die offensichtlichste Konsequenz daraus).
Literatur: Starke, Effektive Softwarearchitekturen
Viele Grüße
Helmut
--------------------------------------------------------------------------------
Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html eingesehen
werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Der Pathfinder-Fehler
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-pathfinder-fehler.html
Eine freie C++-Bibliothek zur Matrizenrechnung
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-c-bibliothek-zur-matrizenrechnung.html
Das Intervall-Newton-Verfahren zum sicheren Auffinden von Nullstellen
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-intervall-newton-verfahren.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular möglich.
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20110612/e55c057b/attachment.html
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit Binärdaten wurde abgetrennt...
Dateiname : nicht verfügbar
Dateityp : image/png
Dateigröße : 8906 bytes
Beschreibung: nicht verfügbar
URL : http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20110612/e55c057b/attachment.png
From Helmut.Jahns at gmx.de Sun May 15 23:13:13 2011
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Sun, 15 May 2011 23:13:13 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Delta T
Message-ID: {4DD041E9.2010607@gmx.de}
Liebe Sternfreunde.
In der Himmelsmechanik gibt es verschiedene Zeitbegriffe. Im wesentlichen muß
man zwischen der Dynamischen Zeit und der Weltzeit unterscheiden.
Die Dynamische Zeit TD http://de.wikipedia.org/wiki/Dynamische_Zeit (temps
dynamique/) /ist eine Zeitskala, die zur Messung himmelsmechanischer Ereignisse
dient. Positions- und Bedeckungsberechnung kann nur dann sinnvoll erfolgen, wenn
diesen Vorgängen eine gleichförmige Zeitskala zugrunde liegt. Diesen Zweck
erfüllt die Dynamische Zeit.
Die Weltzeit UT http://de.wikipedia.org/wiki/Universalzeit (universal time)
hingegen hat den Zweck, die Rotation der Erde, sprich: die Tageslänge, über
Jahrtausende hinweg auf genau 24 Stunden zu normieren. Da die Rotation der Erde
infolge von Gezeitenreibung und geologischen Einflüssen geringfügige
Unregelmäßigkeiten aufweist, muß die Weltzeit eine ungleichförmige Zeitskala
sein, um die vorgenannte Anforderung zu erfüllen.
Darin erkennt man schon die Krux: zum einen werden Ephemeriden von
Himmelskörpern in der Dynamischen Zeit berechnet, während für die Auf- und
Untergangsrechnung die Weltzeit, die mit der Erdrotation und damit mit der
Sternzeit zusammenhängt, ausschlaggebend wird. Man muß also zwischen beiden
Zeitsystemen umrechnen. Die Differenz wird mit ?T bezeichnet und es gilt der
Zusammenhang
?T = TD - UT
Aufgrund der Unregelmäßigkeit der Erdrotation gibt es für die Berechnung dieser
Differenz ?T kein gesichertes Formelwerk; stattdessen werden die Werte über die
zurückliegenden Jahre hinweg tabellarisch gelistet oder durch Polynome
angenähert. Zufriedenstellende Prognosen über die zukünftige Entwicklung von ?T
gibt es nicht.
Jahr ?T
1900 -3
1910 +10
1920 +21
1930 +24
1940 +24
1950 +29
1960 +33
1970 +40
1980 +51
1990 +57
2000 +65
Quelle: http://www.phys.uu.nl/~vgent/deltat/deltat.htm
http://www.phys.uu.nl/%7Evgent/deltat/deltat.htm
Man sieht: die Differenz zwischen beiden Größen beträgt gegenwärtig mehr als
eine Minute. Im 20. Jahrhundert stieg ?T fast durchgängig an; lediglich im
Zeitraum zwischen 1930 und 1940 kam es zum Stillstand oder war sogar rückläufig.
Es gibt zwei Anwendungen, wo dieser Effekt Tragweite erlangt:
. Die schon genannte Auf- und Untergangsrechnung und
. Die Berechnung von Sternbedeckungen
Genaugenommen kennt jeder der beiden Zeitbegriffe weitere Unterteilungen, die zu
beschreiben den Rahmen dieser Ausgabe des Zirkulars sprengen würde.
Literatur: Montenbruck/Pfleger, Astronomie mit dem PC
--------------------------------------------------------------------------------
*Aus der Forschung*
Hufeisenbahnen sind eine besondere Ausprägung von Bahnen im Dreikörperproblem,
ähnlich zu den Trojanern
http://de.wikipedia.org/wiki/Trojaner_%28Astronomie%29. In der Konfiguration
einer Hufeisenbahnen stimmen die Umlaufzeiten des zweiten und des dritten
Körpers, die beide den ersten Körper umkreisen, relativ gut überein. Die Folge
ist, daß der dritte Körper wechselweise auf Bahnen leicht außerhalb bzw. leicht
innerhalb der Bahn des zweiten Körpers umläuft. Bei jeder nahen Passage des
dritten Körpers mit dem zweiten wechselt der dritte Körper von der inneren Bahn
in die äußere und umgekehrt (s. Erklärung zur Dynamik auf der englischen
Wikipedia zu Hufeisenbahnen http://en.wikipedia.org/wiki/Horseshoe_orbit). Im
Koordinatensystem, welches sich mit dem zweiten Körper dreht, beschreibt der
dritte Körper eine charakteristische Hufeisenbahn. Seit ein paar Jahren sind
mehrere Asteroiden bekannt, die gravitativ an eine Hufeisenbahn zur Erde
gebunden sind. Normalerweise sind diese Bahnen nicht sonderlich stabil; sie
unterliegen den Störungen der übrigen Planeten und zerfallen nach einigen 10^3
bis 10^4 Jahren. Eine nordirisches Forscherteam hat eines dieser Objekte, den
Asteroiden 2010 SO 16, einer numerischen Simulation unterzogen und festgestellt,
daß dieses Objekt eine erheblich größere Verweildauer in der Hufeisenbahn von
mehreren 10^5 Jahren besitzt. Das ist weit mehr als bislang angenommen.
Kompletter Artikel... http://arxiv.org/abs/1104.0036
Über Adaptive Mesh Refinement (AMR) wurde in einer der letzten Zirkulare schon
berichtet. Kurzwiederholung: Computersimulation arbeiten bei AMR mit sich
anpassender räumlicher Auflösung, um für besonders inhomogene Teilgebiete eine
genauere Modellierung zu bekommen und für weniger interessante (eher homogene)
Gebiete weniger Rechenzeit zu spendieren. Es gibt in diesem Gebiet noch einen
interessanten Teilaspekt, der unerwähnt gelassen wurde: den der Visualisierung.
Wenn das Ensemble einer astrophysikalischen Simulation grafisch dargestellt
werden soll (z.B. um Modellparameter besser ansteuern zu können), wird häufig
auf Raytracing http://de.wikipedia.org/wiki/Raytracing-Techniken
zurückgegriffen. Beim Raytracing wird für jeden Pixel des Bildschirmfelds
rechnerisch ein Strahl Richtung Objekt zurückgerechnet und ermittelt, welche
Teil des simulierten Gegenstands das Licht aussendet, welches an der
Ausgangsposition des Bildschirms zur Anzeige kommt. Raytracing-Verfahren sind
naturgemäß relativ rechenintensiv, da sehr viele Pixel zu berechnen sind und für
jede Lichtpunktberechnung der Schnittpunkt des Strahls mit dem Objekt
berücksichtigt werden muß. An der Uni Lüttich hat ein Team ein Verfahren namens
Adaptive Image Ray-Tracing (AIR) entwickelt, welches die Rechenzeit des
Raytracings auf etwa ein Viertel der ursprünglichen reduziert hat. Kernpunkt ist
die partielle Anpassung (sprich: Herabsetzung) der Bildschirmauflösung an die
lokale Auflösung der Computersimulation. Die einzelnen Schritte des Verfahrens
werden im Originalartikel http://arxiv.org/abs/1010.5534 skizziert.
Viele Grüße
Helmut
--------------------------------------------------------------------------------
Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html eingesehen
werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Helligkeitverläufe von Galaxien
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-helligkeitsverlaeufe-in-galaxien.html
Simulationstool für atmosphärische Halos
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-halo-simulation.html
Virtuelle Observatorien
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-virtuelle-observatorien.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular möglich.
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20110515/9f8065df/attachment.html
From Helmut.Jahns at gmx.de Tue Nov 1 18:53:36 2011
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Tue, 01 Nov 2011 18:53:36 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] Virtuelle Observatorien II: IVOA
Message-ID: {4EB03220.6070909@gmx.de}
Liebe Sternfreunde.
Für Profiastronomen ist Beobachtungszeit an Großteleskopen kostbar. Viele
Gruppen konkurrieren mit ihren Forschungsprojekten um beschränkte Ressourcen.
Die Observationen vergeben die Beobachtungszeit v.a. abhängig vom zu erwartenden
wissenschaftlichen Wert der Beobachtung. Häufig genug wird die beantragte
Beobachtungszeit nicht bewilligt; die astronomische Forschung kommt daher nicht
zur vollen Entfaltung.
*Virtuelle Observatorien (VO)*
Die Arbeit der Astronomen könnte wesentlich erleichtert werden, wenn sie für
ihre Studien Beobachtungen und Messungen anderer Wissenschaftler wiederverwenden
könnten. Eine weitere Verbesserung wäre es, wenn diese Möglichkeit auf
Observatorien weltweit ausgedehnt wird. Aus dieser Idee heraus sind in den
letzten Jahren die virtuellen Observatorien entstanden: sie sammeln Messungen
aller Art von Observatorien und bieten sie interessierten Forschergruppen zum
Abruf an.
Es hat sich bereits eine Vielzahl von VO gebildet. Wenn sie ihre Daten
untereinander austauschen sollen, sollten ihre Schnittstellen einheitlich sein,
da die Verwendung von (Quasi-)Standards den technischen Aufwand, beispielsweise
bei der Integration neu hinzukommender Observatorien und Institute, minimiert.
Um dies zu erreichen, haben einige renommierte virtuelle Observatorien im Jahre
2002 die International Virtual Observatory Alliance (IVOA) ins Leben gerufen.
Mittlerweile ist die Zahl der Teilnehmer auf 19 angewachsen. Ziel dieser
Organisation ist es, diese Zusammenarbeit zu verwirklichen und vorab die
notwendigen technischen Standards (Schnittstellen, Protokolle und Datenformate)
dafür zu schaffen.
Für die erforderlichen Schnittstellen liegen Spezifikationsdokumente zum freien
Herunterladen vor, die als Grundlage für die Programmierung dienen.
*Protokolle*
Für verschiedene Typen von Daten existieren verschiedene Schnittstellen. Hier
ein paar Beispiele:
* Table Access Protocol (TAP): ein Protokoll zum Abfragen tabellarischer
Daten, basierend auf der astronomischen Datenbankabfragesprache ADQL
(s.u.). Zum TAP gehört ein Abfragemodus für Metadaten, z.B. um die Namen
von Tabellen anzufragen, auf die sich Folgeabfragen beziehen können. Die
Abfragen können sowohl synchron (Client wartet auf Abfrageergebnis) als
auch asynchron (Client beschäftigt sich zwischenzeitlich mit anderen
Aufgaben) ausgeführt werden. Eine Unterstützung von SQL als Abfragesprache
ist optional.
* Simple Cone Search (SCS): ermöglicht die Abfrage aller Himmelsobjekte
innerhalb eines gegebenen Radius um eine Himmelsposition (Rekt./Dekl.).
* Simple Image Access: Interface für eine Bildabfrage an das VO. Der
Anwender kann vorab Präferenzen für Bilder angeben.
* Simple Line Access Protocol (SIAP): Protokoll zur Abfrage von
Spektralliniendaten. SIAP bietet auch hier die Abfrage von Metadaten an,
über die Spektren in Bildform oder als Datensätze abgerufen werden können.
* Simple Spectral Lines Data Model: Protokoll zur Abrufen von
Laborwellenlängen von Spektrallinien.
* VOSpace: Protokoll zum Hinterlegen (Upload) von Dateien.
* Resource Metadata for the VO: eines der wichtigsten Protokolle. Es
ermöglicht die Bestimmung, welche Observatorien und Institute
angeschlossen sind.
* Sky Event Reporting Metadata: Protokoll zum Hinterlegen von Infos zu
(vorübergehenden) astronomischen Erscheinungen.
Je nach Schnittstelle gibt es drei Kommunikationswege:
* SOAP http://de.wikipedia.org/wiki/SOAP-basierte Webservices
http://de.wikipedia.org/wiki/Web_Service
* HTTP
http://de.wikipedia.org/wiki/Hypertext_Transfer_Protocol#Argument.C3.BCbertragung-POST-Aufrufe
* HTTP-GET-Aufrufe
Alle Kommunikationsarten sind gut dokumentiert und können von gängigen
Entwicklungsumgebungen (z.B. MS Visual Studio) adressiert werden. Die
Antwortnachrichten des Services werden im XML-Format zurückgesandt, welches die
Daten (oder eine Fehlermeldung) enthält und gegen ein VO-spezifisches XML-Schema
validierbar sein muß.
*Astronomical Data Query Language (ADQL)
*
ADQL ist eine Datenbankabfragesprache, die auf die weitverbreitete Sprache für
relationale Datenbanken SQL basiert und für astronomische Zwecke mit
Erweiterungen versehen wurde. Hierzu gehören
* Mathematische und trigonometrische Funktionen (SIN, COS, TAN, etc.)
* Geometrische Funktionen mit besonderen Bezug zu astronomischen Koordinaten
(BOX, CIRCLE, COORD, POLYGON, etc.)
*Software*
Es ist gegenwärtig bereits ein umfangreiches Repertoire an Client-Software
verfügbar, die die IVOA-spezifischen Schnittstellen implementiert haben und die
Datenabfragen an das VO ermöglichen. Auf der Software-Seite von Euro-VO
(http://www.euro-vo.org/pub/fc/software.html) ist eine Übersicht der Pakete und
ihrer Aufgabestellungen ersichtlich.
Allzeit klaren Himmel,
Helmut Jahns
--------------------------------------------------------------------------------
Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html eingesehen
werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-singletons-und-demanding-server.htmlSingleton
& Demanding Server
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-singletons-und-demanding-server.html
Das Halley-Verfahren zur Nullstellenbestimmung
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-das-halley-verfahren.html
Visualisierung in der Kosmologie - ParaView
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-visualisierung-in-der-kosmologie-paraview.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular möglich.
-------------- nächster Teil --------------
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URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20111101/9048fdcf/attachment.html
From Helmut.Jahns at gmx.de Tue Oct 4 09:55:42 2011
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Tue, 04 Oct 2011 09:55:42 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Magnetohydrodynamik
Message-ID: {4E8ABBFE.6000701@gmx.de}
Liebe Sternfreunde,
die Magnetohydrodynamik http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetohydrodynamik (MHD)
ist diejenige Teildisziplin der Astrophysik, die sich mit der Bewegung geladener
Teilchen (Plasmen) in Anwesenheit magnetischer Felder befaßt (z.B. bei
Akkretionsscheiben). Ähnlich wie bei der n-Körperrechnung hat sich auf diesem
Gebiet ein weites Feld für numerische Simulationen eröffnet. Es ist bei Plasmen
aufgrund der enormen Teilchenzahlen nicht sinnvoll, n-Körper-Rechnung zu
betreiben, weshalb vielmehr statistische Größen Anwendung finden und das
Ensemble eher als Flüssigkeit angesehen wird.
Grundlage der Magnetohydrodynamik sind die MHD-Gleichungen
http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetohydrodynamik#Die_MHD-Gleichungen, die aus
den Navier-Stokes-Gleichungen
http://de.wikipedia.org/wiki/Gleichungen_von_Navier-Stokes der Hydrodynamik
(für diejenigen Anteile des Modells, die mit Flüssigkeiten zu tun haben) bzw.
den Maxwell-Gleichungen http://de.wikipedia.org/wiki/Maxwell-Gleichungen der
Elektrodynamik (für denjenigen Anteil des Modells, der die Bewegung geladener
Teilchen in Anwesenheit von Feldern beschreibt) hervorgehen. Diese Gleichungen
werden numerisch integriert. Hierzu wird häufig ein endlich großer Raumbereich
in Gitterzellen unterteilt, für die eine Materieverteilung angenommen wird. Für
alle Gitterzellen werden die MHD-Gleichungen numerisch integriert und so für die
nachfolgenden Zeitschritte eine jeweils neue Verteilung von Massen und
Magnetfeld berechnet.
Die MHD findet auch für ungeladene Teilchen Anwendung; auch wenn sie aufgrund
ihrer elektrischen Neutralität nicht unter direktem Einfluß von Magnetfeldern
stehen, so wechselwirken sie doch mit den geladenen Teilchen durch Stöße.
Fortgeschrittene Techniken berücksichtigen dies bereits. Die Kenngrößen, mit
denen für gewöhnlich gearbeitet wird, sind die Dichte, der Impuls und die
Energiedichte des Teilchenensembles.
Viele jüngere Simulationen betrachten ein Plasma in mehreren Phasen, z.B. werden
neutrales Gas und geladenes Gas oft als separate Phasen gehandhabt. Eine Gruppe
an der Universität Thorn http://arxiv.org/abs/1008.5052 hat den in
protoplanetaren Scheiben enthaltenen Staub als Gegenstück zum Gas als separate
Phase aufgefaßt. U.U. kann es aber auch sinnvoll sein, das geladene Plasma
selbst in mehreren Phasen zu betrachten. Es ergibt sich mit den Phasen ein
zweistufiges Schema: zunächst wird die Wechselwirkung innerhalb einer jeden
Phase berechnet und anschließend die der Phasen miteinander.
Die Simulationen werden fortlaufend weiterentwickelt, um ein zunehmend
realistisches Bild zu erhalten: der Einfluß kosmischer Strahlung wird dabei
ebenso einbezogen wie Ohmscher Widerstand und Eigengravitation.
Viele Grüße
Helmut
-------------- nächster Teil --------------
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URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20111004/2e634d21/attachment.html
From Helmut.Jahns at gmx.de Mon Sep 5 13:50:05 2011
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Mon, 05 Sep 2011 13:50:05 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Graphische Koprozessoren
Message-ID: {4E64B76D.1030200@gmx.de}
Liebe Sternfreunde.
Graphische Koprozessoren (Graphical Processing Units, GPU) gehören heute zur
Standardausrüstung vieler leistungsstarker Grafikkarten, die in den PCs verbaut
werden. Sie besitzen in Hardware implementierte Algorithmen zur Berechnung von
3-D-Grafik, von denen vor allem Spiele profitieren. Analog zur Grafikfähigkeit
wurde in den letzten Jahren für PC-Spiele eine umfangreiche Physikfunktionalität
nachgerüstet, da viele Hersteller von PC-Spielen in diese Richtung ebenfalls
Anforderungen entwickelt haben.
Der Vorteil von Algorithmen in maßgeschneiderter Hardware ist ihre hohe
Effizient und Schnelligkeit. Außerdem profitieren Grafikanforderungen von der
Parallelisierbarkeit der Tasks; diesem kann in separaten Prozessoren ebenfalls
Rechnung getragen werden. Aufgrund der Ähnlichkeit der Anforderungen haben die
Grafik- und vor allem Physikfähigkeit zunehmend das Interesse der Astrophysiker
(und natürlich auch anderer Naturwissenschaftler) auf sich gezogen.
Für die gängigen Grafikkarten sind die Schnittstellen zum Zugang der Funktionen
gut dokumentiert und können von den Programmierern gut angesprochen werden.
Tatsächlich gibt es schon viele Projekte, die mit Hilfe von Grafikprozessoren
gestemmt werden konnten.
Anwendungsbeispiele für numerische Rechnungen mit GPUs aus der Astronomie sind
. (Magneto-)Hydrodynamik
. N-Körper-Rechnung
. Gravitationslinseneffekte
. Strahlungstransport
. U.v.m.
Die erzielbare Leistungssteigerung kann je nach Projekt bis zu ein oder zwei
Zehnerpotenzen betragen.
GPUs lassen sich gruppieren (clustern). Auf diese Weise bekommen die Forscher
für vergleichsweise geringes Budget viel Rechenleistung. Speziell für
GPU-Cluster wurden zwischenzeitlich Pakete entwickelt, z.B. in [1] wird eine
Software namens GAMER vorgestellt, die das in einem der vorigen Zirkulare
vorgestellte Adaptive Mesh Refinement im GPU-Cluster realisiert.
Manche dieser Pakete sind frei zugänglich. GAMER zum Beispiel wird von anderen
Wissenschaftlern adaptiert und um weitere Funktionen ergänzt. Zwischen den
Gruppen findet in Fragen der verwendeten Algorithmen ein reger Austausch statt.
*Programmierung
*
Für die Ansteuerung der GPU stehen dedizierte Entwicklungsumgebungen zur
Verfügung. Zwei Beispiele:
* *OpenCL* basiert auf der Sprache C. Im Vergleich zu C wurde einige
Sprachelemente (Datentypen wie Vektoren, Bilder, Matrizen sowie darauf
operierende Funktionen) hinzugefügt, die die parallele Ausführung von Code
unterstützen. Auf der anderen Seite wurde aber auch einige Sprachelemente
von C eingespart. OpenCL ist ein offener Standard und kann für diverse
GPUs (nvidia, ARM, Intel, S3, VIA, etc.) angepaßt werden.
* *C for CUDA* basiert ebenfalls auf der Sprache C, ist allerdings
nvidia-proprietär. CUDA ist die Bezeichnung der API des
Grafikkartenherstellers.
*Quellen:*
[1]: Schive, H., Tsai, Y., & Chiueh, T. 2010, ApJS, 186, 457
[2]: astro-ph: 1007.3818v1
http://www.google.de/url?sa=t&source=web&cd=1&ved=0CBkQFjAA&url=http%3A%2F%2Flecospa.ntu.edu.tw%2Fupload%2Fpublications%2F1007.3818v1.pdf&rct=j&q=1007.3818v1&ei=2hVITszeKMGZOuTO6e4D&usg=AFQjCNH9je_CuY4m_-7z9vZF_kULewcO-w&cad=rja
Viele Grüße
Helmut
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*Aus der Forschung
*
Für die Astrophysik ist die Vermessung des Massen-Helligkeits-Verhältnisses von
Sternen wichtig. Eine wichtige Quelle für die Datenbasis sind Doppelsterne. Eine
Gruppe indischer Astronomen hat hierfür die Bahn der Komponenten AB des Sterns
*Alpha Centauri* neu vermessen. Hierbei kam das Thiele-van-den-Bos-Verfahren zum
Einsatz. Grundprinzip des Verfahrens ist das Zweite Keplersche Gesetz: die in
gleichen Zeiten vom Fahrstrahl überstrichenen Flächen sind stets wieder gleich.
Da von visuellen Doppelsternen nur die Projektion der Bahn beobachtet werden
kann, kann diese Gesetzmäßigkeit zur Rekonstruktion der Bahn verwendet werden.
(mehr dazu hier http://arxiv.org/abs/1007.2293).
Manche Himmelsobjekte (Sterne, Kerne aktiver Galaxien, etc.) sind
außerordentlich tief in Staubwolken eingebettet, sodaß die Astronomen sie nicht
direkt beobachten können. Stattdessen wird lediglich dasjenige Licht
registriert, welches von der Staubwolke gestreut, absorbiert und re-emittiert
wurde. Die Spektren dieses Lichts stellen die einzige Information dar, die sie
von diesen Objekten bekommen können. Um dennoch verläßliche Aussagen machen zu
können, können die Eigenschaften der Staubwolke modelliert werden, um ihren
Einfluß auf das Licht des zu untersuchenden Himmelsobjekts herauszurechnen. Für
diesen Zweck hat ein Konsortium an der Universität Kentucky ein Softwarepaket
namens *DUSTY* entwickelt, welches Staubwolken entsprechend zu modellieren
vermag. Mit DUSTY können sphärische Dichteverteilungen untersucht werden; ebenso
liegen Datensätze zu optischen Parametern verschiedener Staubtypen bei (mehr
http://www.pa.uky.edu/%7Emoshe/dusty/).
Über die *Zukunft der Schaltsekunde* wird vermutlich 2012 auf der Tagung der
International Telecommunications Union (ITU-R) entschieden. Eine Schaltsekunde
wird ca. alle zwei bis drei Jahre eingefügt, um Restabweichungen des
Gregorianischen Kalenders zwischen der Tages- und Jahreslänge, die Trotz der
Schaltjahrregelung und auch wegen der unregelmäßigen Erdrotation verbleiben,
auszugleichen. Schaltsekunden können sowohl am 30. Juni als auch am 31.
Dezember, jeweils um 23:59:59 UTC, eingefügt werden (oder auch entnommen werden,
was bisher noch nicht vorkam). Es wäre zwar im Prinzip möglich, in digitalen
Zeitsystemen eine Sekunde um 23:59:60 einzufügen; dennoch führen Schaltsekunden
in vielen Zeitsystemen der Telekommunikation zu Problemen, z.B. wie die
Ankündigung einer anstehenden Schaltsekunde in ein System eingepflegt wird oder
wenn mehrere Computersysteme in zeitlicher Nähe einer Schaltsekunde
synchronisiert werden müssen. Aufgrund dieser Probleme und es zu erwartenden
Aufwands bei deren Beseitigung soll auf dem Konvent erörtert werden, wie weit
die gegenwärtige Praxis des Einfügens von Schaltsekunden erforderlich ist. (Hier
geht's zur Originalarbeit http://arxiv.org/abs/1106.3141, mit historischem
Abriß und einigen ansprechenden Grafiken)
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Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html eingesehen
werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Paralleles Programmieren und Algorithmen im Wettbewerb
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-paralleles-programmieren-algorithmen-im-wettbewerb.html
Das Memento-Pattern
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-memento-pattern.html
Kimmtiefe - höhenabhängige Horizontabsenkung und Sichtweiten
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-kimmtiefe.html
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http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular möglich.
-------------- nächster Teil --------------
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From brandesgt at web.de Tue Sep 6 12:34:59 2011
From: brandesgt at web.de (Georg Brandes)
Date: Tue, 6 Sep 2011 12:34:59 +0200 (CEST)
Subject: [Comast-Zirkular] Graphische Koprozessoren
In-Reply-To: {4E64B76D.1030200@gmx.de}
References: {4E64B76D.1030200@gmx.de}
Message-ID: {665369174.2622215.1315305299044.JavaMail.fmail@mwmweb054}
Hallo Hr. Jahns,
bitte löschen Sie mich aus dem Mailverteiler.
Danke
G. Brandes
___________________________________________________________
Schon gehört? WEB.DE hat einen genialen Phishing-Filter in die
Toolbar eingebaut! http://produkte.web.de/go/toolbar
From info314 at gmx.de Tue Sep 6 20:06:26 2011
From: info314 at gmx.de (Hartmut Unger)
Date: Tue, 06 Sep 2011 20:06:26 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Graphische Koprozessoren
In-Reply-To: {665369174.2622215.1315305299044.JavaMail.fmail@mwmweb054}
References: {4E64B76D.1030200@gmx.de}
{665369174.2622215.1315305299044.JavaMail.fmail@mwmweb054}
Message-ID: {20110906180626.67710@gmx.net}
-------- Original-Nachricht --------
} Datum: Tue, 6 Sep 2011 12:34:59 +0200 (CEST)
} Von: "Georg Brandes" {brandesgt at web.de}
} An: "Updates aus der Computer-Astronomie" {comast-zirkular at lists.computer-astronomie.de}
} Betreff: Re: [Comast-Zirkular] Graphische Koprozessoren
} Hallo Hr. Jahns,
} bitte löschen Sie mich aus dem Mailverteiler.
} Danke
} G. Brandes
}
Hallo Herr Brandes,
Sie sind hier leider völlig falsch gelandet.
Ich beziehe zwar auch das Comast-Zirkular, bin aber nur ein "normaler" Nutzer. Deshalb kann ich Ihnen bei Ihrem Anliegen auch nicht weiter helfen.
Viele Grüße aus Dortmund
Hartmut Unger
--
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From info at bernd-adamowicz.de Sun Apr 1 14:21:33 2012
From: info at bernd-adamowicz.de (Bernd Adamowicz)
Date: Sun, 01 Apr 2012 16:21:33 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] =?utf-8?b?TGlzdGVuICYgQmluw6RyYsOkdW1l?=
In-Reply-To: {4F772E49.7070608@gmx.de}
References: {4F772E49.7070608@gmx.de}
Message-ID: {op.wb3bh7cs0z0noc@polaris}
Hallo, Helmut,
hochinteressant. Insbesondere die Opensource-Aktivitäten der NASA. Habe da
gerade mal drin gestöbert und werde mir das noch näher anschauen. Besten
Dank für den Link!
Gruß Bernd
On Sat, 31 Mar 2012 18:18:17 +0200, Helmut Jahns {Helmut.Jahns at gmx.de}
wrote:
} Liebe Sternfreunde,
}
} beim Programmieren muß man sich häufig Gedanken darüber machen, wie das
} selbstgeschriebene Programm mit größeren linearen Datenmengen umgehen
} soll. Ist
} die Anzahl der Datensätze mehr oder weniger fest, so ist dies kein
} Problem:
} Arrays z.B. können entsprechend dimensioniert werden.
}
} Was aber, wenn sich die Größe eines Arrays während der Laufzeit
} fortwährend
} ändert? Insbesondere, wenn gar keine obere Grenze für die Datenmenge
} angegeben
} werden kann? Die Größe eines Arrays fortlaufend zu ändern, bzw. neue
} Arrays
} anzulegen und deren Elemente zu kopieren ist keine hilfreiche Lösung.
} Eine
} bessere Alternative sind Listen.
}
} Bei Listen http://de.wikipedia.org/wiki/Verkettete_Listehandelt es
} sich um
} Datenstrukturen, die neben den eigentlichen Nutzdaten noch einen Zeiger
} auf die
} jeweilige nächste Datenstruktur enthalten. Für die richtige Anordnung
} sorgt ein
} Merkmal der Daten, z.B. ein aufsteigender Index. Auf diese Art und Weise
} lassen
} sich Daten verketten; Lösch- und Einfügeoperationen für veraltete/neue
} Daten
} gestalten sich relativ einfach: man sucht die richtige Position aus
} (durch
} Vergleiche) und biegt den Zeiger auf das nächste bzw. einzufügende
} Element um.
}
}
}
} Möchte man innerhalb dieser verketteten Liste nach ganz bestimmten
} Datenelementen suchen, so muß man mehr oder weniger die gesamte Liste
} durchstöbern, bis das gewünschte Element gefunden wird. Bei sehr großen
} Datenmengen kann dies sehr langwierig und unpraktikabel sein. Aber auch
} hierfür
} gibt es einen Ausweg: Binärbäume.
}
} Bei den modernen Programmiersprachen wie z.B. Java und C# gibt es meist
} Sprachkonstrukte, die genau diese Listen bereits fertig implementiert
} haben.
}
} Bei Binärbäumen (genaueres dazu hier
} http://de.wikipedia.org/wiki/Bin%C3%A4rbaum) besitzt ein Datenelement
} nicht
} bloß einen Zeiger auf das nächste Datenelement, sondern zwei. Auch hier
} wird die
} richtige Einfügeoperation mittels Vergleiche ermittelt. Bei der Suche
} können auf
} diese Weise können auch größere Datenmengen sehr effizient traversiert
} werden:
} bei 1000 Datensätzen müssen im Schnitt nur etwa 10 Datensätze verglichen
} werden.
}
}
}
}
} Es gibt aber auch Fälle, bei denen Binärbäume sehr inhomogen aufgebaut
} sind.
} Wenn z.B. durch ungünstige Anordnungen immer nur einer der beiden Zeiger
} auf
} einen Nachfolger verweist, entartet der Baum wieder zu einer linearen
} Kette --
} mit derselben nachteiligen Sucheigenschaft. Man kann also versuchen,
} Binärbäume
} durch geschicktes Umordnen auszubalancieren. Eines der gängigsten
} Verfahren
} hierzu ist der AVL-Baum http://de.wikipedia.org/wiki/AVL-Baum.
}
} Dateibäume finden auch in der Astronomie Verwendung. Die
} n-Körper-Rechnung z.B.
} ist mit steigender Zahl n sehr rechenintensiv. Über Baumstrukturen
} können Massen
} zu größeren Einheiten kombiniert werden, um weniger Körper rechnen zu
} müssen.
} Beim Treecode-Verfahren beispielsweise können die Positionen der Massen
} in einer
} dreidimensionalen Struktur abgelegt werden. Statt zweier
} Nachfolgeelemente hat
} jede Datenstruktur acht.
}
} Quellen: Wikipedia (inkl. Grafiken)
}
} Allzeit klaren Himmel
}
} Helmut
}
} --------------------------------------------------------------------------------
} *Verschiedenes...*
}
} *Pipes in der Astronomie
} *
} Eines der Grundprinzipien von UNIX (und damit auch von Linux) ist die
} Modularität von Programmen: sie werden meist auf Einfachheit gestaltet
} und
} erfüllen einen bestimmten und klar abgegrenzten Zweck; sie wirken
} deshalb meist
} nicht "überladen". Umfangreichere Aufgabenstellungen lassen sich oft
} durch
} Kombination, oder besser Hintereinanderausführung dieser einfachen
} Programme
} verwirklichen. Auch in der Astronomie macht man von diesem
} leistungsstarken
} Prinzip Gebrauch: erst kürzlich hat eine Gruppe von Astrophysikern eine
} Pipe
} (Programmkette) realisiert, um interferometrisch gewonnene Messdaten mit
} denen
} anderer Instrumente zu kombinieren. (arXiv.org: 1202.1030
} http://arxiv.org/abs/1202.1030). Die hierfür notwenigen
} Formatkonvertierungen
} wurden durch die Einzelprogramme realisiert und das Endergebnis ist das
} Produkt
} der Hintereinanderschaltung.
}
} *Code.NASA*
}
} Die *NASA* bündelt ihre Aktivitäten im Bereich *Open Source*. Im Januar
} startete
} ihr Webportal code.nasa.gov http://code.nasa.gov/project/, eine
} Schnittstelle
} für von der NASA initiierte Open-Source-Projekte. Darin bietet sie eine
} Übersicht der laufenden Projekte, eine Liste von Ansprechpartnern und
} einen
} Nachrichtenservice für aktuelle Projektstatus. Dieser Service soll in der
} Folgezeit noch ausgebaut und komplettiert werden: Foren,
} Versionskontrollsysteme, Fehlerverfolgungstools, Dokumentationen und
} Möglichkeiten zur Projektplanung sind angedacht.
}
} *10 Hoch*
}
} Der Kurzfilm "*10 Hoch*" ist sicherlich fast allen bekannt. Ausgehend
} von einer
} Picknick-Szene am See wird in die Welt des Subatomaren und anschließend
} auf die
} Skala des Universums gezoomt. Im Internet findet sich ein Applet zu
} genau dem
} gleichen Thema, mit etwas modernisiertem Inhalten. Der Link zum Applet:
} http://htwins.net/scale2/.
}
}
--
Bernd Adamowicz
Softwaremanagement
Georg-Fahrbach-Straße 21
74653 Ingelfingen-Criesbach
Mobil: +49 (0)171 7278857
Mail: info at bernd-adamowicz.de
http://www.bernd-adamowicz.de
From andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com Thu Apr 12 04:29:48 2012
From: andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com (Andreas Barchfeld)
Date: Thu, 12 Apr 2012 06:29:48 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Berechnung mit GPU's
Message-ID: {000301cd1864$e5955de0$b0c019a0$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
Moin,
vielleicht für den Einen oder Anderen von Interesse:
http://arxiv.org/abs/1204.2280v1
Bonsai: A GPU Tree-Code
CS
Andreas Barchfeld
From andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com Thu Aug 2 03:24:39 2012
From: andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com (Andreas Barchfeld)
Date: Thu, 2 Aug 2012 05:24:39 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] A GPU-Computing Approach to Solar Stokes Profile
Inversion
Message-ID: {001d01cd705e$59c08b80$0d41a280$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
Moin,
http://arxiv.org/abs/1208.0302
A GPU-Computing Approach to Solar Stokes Profile Inversion
CS
Andreas
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20120802/ca4d6dc1/attachment.html
From andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com Fri Aug 3 04:38:25 2012
From: andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com (Andreas Barchfeld)
Date: Fri, 3 Aug 2012 06:38:25 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] The Astro-WISE datacentric information system
Message-ID: {002601cd7131$d1fb5ca0$75f215e0$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
Hallo zusammen,
http://arxiv.org/abs/1208.0447
The Astro-WISE datacentric information system
Seit Kurzem maile ich ja Artikel aus arxiv, die interessant sein könnten. Da
ich keinen "Spam" erzeugen will, mal die Frage an die Runde: ist das von
Interesse oder empfindet Ihr das als Spam?
CS
Andreas
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20120803/cf875a55/attachment.html
From h.preuss at hopnet.de Fri Aug 3 06:37:35 2012
From: h.preuss at hopnet.de (=?iso-8859-1?Q?Holger_Preu=DF?=)
Date: Fri, 3 Aug 2012 08:37:35 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] The Astro-WISE datacentric information system
In-Reply-To: {002601cd7131$d1fb5ca0$75f215e0$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
References: {002601cd7131$d1fb5ca0$75f215e0$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
Message-ID: {89BF5224-D8C5-4042-A12B-D5D576143CE6@hopnet.de}
Hallo Herr Bachfeld,
ich empfinde die Mails nicht als Spam. Ich versuche mich in die Materie einzuarbeiten.
Viele Grüße aus Wolfschlugen (Raum Nürtingen / Stuttgart)
Holger Preuß
Am 03.08.2012 um 06:38 schrieb Andreas Barchfeld:
} Hallo zusammen,
}
} http://arxiv.org/abs/1208.0447
} The Astro-WISE datacentric information system
}
} Seit Kurzem maile ich ja Artikel aus arxiv, die interessant sein könnten. Da ich keinen "Spam" erzeugen will, mal die Frage an die Runde: ist das von Interesse oder empfindet Ihr das als Spam?
}
} CS
} Andreas
}
}
} _______________________________________________
} Comast-Zirkular mailing list
} Comast-Zirkular at lists.computer-astronomie.de
} http://lists.consolving.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
-------------- nächster Teil --------------
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URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20120803/76ef288b/attachment.html
From Helmut.Jahns at gmx.de Fri Aug 3 10:22:13 2012
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Fri, 03 Aug 2012 12:22:13 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] The Astro-WISE datacentric information system
In-Reply-To: {002601cd7131$d1fb5ca0$75f215e0$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
References: {002601cd7131$d1fb5ca0$75f215e0$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
Message-ID: {20120803102213.119410@gmx.net}
Hallo Andreas,
zunächst mal vielen Dank für Deine Beiträge für das Zirkular!
Ich empfinde die Mails keineswegs als spammig. Viele Anregungen sind sehr interessant, genau das macht eine solche Mailingliste aus. Es ist nicht gesagt, daß die Beiträge stets von mir kommen müssen. :-) Im Gegenteil, je mehr Beteiligung, desto mehr andere Ideen!
Auch Themenvorschläge, Kommentare, Ergänzungen und ggf. Berichtigungen sind jederzeit willkommen!
Viele Grüße
Helmut
-------- Original-Nachricht --------
} Datum: Fri, 3 Aug 2012 06:38:25 +0200
} Von: "Andreas Barchfeld" {andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com}
} An: comast-zirkular at lists.computer-astronomie.de
} Betreff: [Comast-Zirkular] The Astro-WISE datacentric information system
} Hallo zusammen,
}
}
}
} http://arxiv.org/abs/1208.0447
}
} The Astro-WISE datacentric information system
}
}
}
} Seit Kurzem maile ich ja Artikel aus arxiv, die interessant sein könnten.
} Da
} ich keinen "Spam" erzeugen will, mal die Frage an die Runde: ist das von
} Interesse oder empfindet Ihr das als Spam?
}
}
}
} CS
}
} Andreas
}
}
}
}
}
From Helmut.Jahns at gmx.de Fri Aug 3 10:22:13 2012
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Fri, 03 Aug 2012 12:22:13 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] The Astro-WISE datacentric information system
In-Reply-To: {002601cd7131$d1fb5ca0$75f215e0$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
References: {002601cd7131$d1fb5ca0$75f215e0$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
Message-ID: {20120803102213.119410@gmx.net}
Hallo Andreas,
zunächst mal vielen Dank für Deine Beiträge für das Zirkular!
Ich empfinde die Mails keineswegs als spammig. Viele Anregungen sind sehr interessant, genau das macht eine solche Mailingliste aus. Es ist nicht gesagt, daß die Beiträge stets von mir kommen müssen. :-) Im Gegenteil, je mehr Beteiligung, desto mehr andere Ideen!
Auch Themenvorschläge, Kommentare, Ergänzungen und ggf. Berichtigungen sind jederzeit willkommen!
Viele Grüße
Helmut
-------- Original-Nachricht --------
} Datum: Fri, 3 Aug 2012 06:38:25 +0200
} Von: "Andreas Barchfeld" {andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com}
} An: comast-zirkular at lists.computer-astronomie.de
} Betreff: [Comast-Zirkular] The Astro-WISE datacentric information system
} Hallo zusammen,
}
}
}
} http://arxiv.org/abs/1208.0447
}
} The Astro-WISE datacentric information system
}
}
}
} Seit Kurzem maile ich ja Artikel aus arxiv, die interessant sein könnten.
} Da
} ich keinen "Spam" erzeugen will, mal die Frage an die Runde: ist das von
} Interesse oder empfindet Ihr das als Spam?
}
}
}
} CS
}
} Andreas
}
}
}
}
}
From info at bernd-adamowicz.de Sat Aug 4 11:11:47 2012
From: info at bernd-adamowicz.de (Bernd Adamowicz)
Date: Sat, 04 Aug 2012 13:11:47 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] The Astro-WISE datacentric information system
In-Reply-To: {002601cd7131$d1fb5ca0$75f215e0$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
References: {002601cd7131$d1fb5ca0$75f215e0$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
Message-ID: {op.wiij1xzb0z0noc@polaris}
Für mich absolut in Ordnung!
--
Bernd Adamowicz
Softwaremanagement
Georg-Fahrbach-Straße 21
74653 Ingelfingen-Criesbach
Mobil: +49 (0)171 7278857
Mail: info at bernd-adamowicz.de
http://www.bernd-adamowicz.de
On Fri, 03 Aug 2012 06:38:25 +0200, Andreas Barchfeld {andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com} wrote:
} Hallo zusammen,
}
}
} http://arxiv.org/abs/1208.0447
}
} The Astro-WISE datacentric information system
}
}
} Seit Kurzem maile ich ja Artikel aus arxiv, die interessant sein könnten. Da
} ich keinen "Spam" erzeugen will, mal die Frage an die Runde: ist das von
} Interesse oder empfindet Ihr das als Spam?
}
}
} CS
}
} Andreas
}
}
}
From fiebig at four-d.de Sat Aug 4 13:25:27 2012
From: fiebig at four-d.de (Fiebig, Norbert)
Date: Sat, 4 Aug 2012 15:25:27 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] The Astro-WISE datacentric information system
In-Reply-To: {002601cd7131$d1fb5ca0$75f215e0$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
References: {002601cd7131$d1fb5ca0$75f215e0$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
Message-ID: {453009856A24C148A359605737B284785AA7B1@egon.4dbt.local}
Hallo,
ich finde das so in Ordnung. Auch mal danke für die Beiträge bei dieser Gelegenheit.
Schöne Grüße,
Norbert Fiebig
________________________________
Von: comast-zirkular-bounces at lists.computer-astronomie.de [mailto:comast-zirkular-bounces at lists.computer-astronomie.de] Im Auftrag von Andreas Barchfeld
Gesendet: Freitag, 3. August 2012 06:38
An: comast-zirkular at lists.computer-astronomie.de
Betreff: [Comast-Zirkular] The Astro-WISE datacentric information system
Hallo zusammen,
http://arxiv.org/abs/1208.0447
The Astro-WISE datacentric information system
Seit Kurzem maile ich ja Artikel aus arxiv, die interessant sein könnten. Da ich keinen "Spam" erzeugen will, mal die Frage an die Runde: ist das von Interesse oder empfindet Ihr das als Spam?
CS
Andreas
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20120804/11ecaddb/attachment.html
From andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com Mon Aug 6 04:03:23 2012
From: andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com (Andreas Barchfeld)
Date: Mon, 6 Aug 2012 06:03:23 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] astro-ph
Message-ID: {000501cd7388$6c3bfe70$44b3fb50$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
Moin,
http://arxiv.org/abs/1208.0689
New families of symplectic splitting methods for numerical integration in
dynamical astronomy
http://arxiv.org/abs/1208.0716
High precision Symplectic Integrators for the Solar System
Danke für die Rückmeldungen! Da Interesse besteht, mache ich dann mal weiter
:-)
CS
Andreas
-------------- nächster Teil --------------
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URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20120806/453e7907/attachment.html
From frank at theede.info Fri Aug 3 09:28:31 2012
From: frank at theede.info (Frank Theede)
Date: Fri, 03 Aug 2012 11:28:31 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] The Astro-WISE datacentric information system
In-Reply-To: {89BF5224-D8C5-4042-A12B-D5D576143CE6@hopnet.de}
References: {002601cd7131$d1fb5ca0$75f215e0$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
{89BF5224-D8C5-4042-A12B-D5D576143CE6@hopnet.de}
Message-ID: {501B99BF.9040908@theede.info}
Hallo Andreas,
das ist auf keinen Fall Spam - ich finde das einen Superservice!
Vielleicht solltet es aber nicht unter [Comast-Zirkular] laufen; ich
erwarte darunter Helmuts Zirkular Mailings.
Gruß aus Preetz, frank
Am 03.08.2012 08:37, schrieb Holger Preuß:
} Hallo Herr Bachfeld,
}
} ich empfinde die Mails nicht als Spam. Ich versuche mich in die
} Materie einzuarbeiten.
}
}
} Viele Grüße aus Wolfschlugen (Raum Nürtingen / Stuttgart)
} Holger Preuß
}
}
}
} Am 03.08.2012 um 06:38 schrieb Andreas Barchfeld:
}
}} Hallo zusammen,
}} http://arxiv.org/abs/1208.0447
}} The Astro-WISE datacentric information system
}} Seit Kurzem maile ich ja Artikel aus arxiv, die interessant sein
}} könnten. Da ich keinen "Spam" erzeugen will, mal die Frage an die
}} Runde: ist das von Interesse oder empfindet Ihr das als Spam?
}} CS
}} Andreas
}} _______________________________________________
}} Comast-Zirkular mailing list
}} Comast-Zirkular at lists.computer-astronomie.de
}} {mailto:Comast-Zirkular at lists.computer-astronomie.de}
}} http://lists.consolving.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
}
}
}
} _______________________________________________
} Comast-Zirkular mailing list
} Comast-Zirkular at lists.computer-astronomie.de
} http://lists.consolving.de/mailman/listinfo/comast-zirkular
-------------- nächster Teil --------------
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URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20120803/fe702e7f/attachment.html
From andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com Tue Aug 7 06:06:23 2012
From: andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com (Andreas Barchfeld)
Date: Tue, 7 Aug 2012 08:06:23 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] astro-ph
Message-ID: {002c01cd7462$c5c4f9d0$514eed70$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
Moin,
http://arxiv.org/abs/1208.1157
Swarm-NG: a CUDA Library for Parallel n-body Integrations with focus on
Simulations of Planetary Systems
CS
Andreas
-------------- nächster Teil --------------
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URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20120807/84c44ed0/attachment.html
From andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com Mon Aug 13 03:55:27 2012
From: andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com (Andreas Barchfeld)
Date: Mon, 13 Aug 2012 05:55:27 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] astro-ph
Message-ID: {000b01cd7907$799a74f0$6ccf5ed0$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
Moin,
http://arxiv.org/abs/1208.2154
The Offline Software of the Pierre Auger Observatory: Lessons Learned
CS
Andreas
-------------- nächster Teil --------------
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URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20120813/c3a50425/attachment.html
From astro.malina at 123mail.org Mon Aug 13 18:02:37 2012
From: astro.malina at 123mail.org (Anton Malina)
Date: Mon, 13 Aug 2012 20:02:37 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] The Astro-WISE datacentric information system
In-Reply-To: {002601cd7131$d1fb5ca0$75f215e0$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
References: {002601cd7131$d1fb5ca0$75f215e0$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
Message-ID: {1344880957.17632.140661114324529.2752B798@webmail.messagingengine.com}
Hallo Andreas,
Also, "Spam" ist ein zu hartes Wort, andererseits würde ich es auch
nicht als "Service" bezeichen. Auf arxiv gucken kann sich selber und
sehe in den Postings hier keinen Mehrwert.
Wenn Du eine Art Rezension dazu schreiben würdest, die naturgemäß
subjektiv ist und nicht von allen Lesern geteilt werden muss, wäre
vielleicht ein Mehrwert da.
Grüße,
Anton
On Fri, Aug 3, 2012, at 06:38, Andreas Barchfeld wrote:
Seit Kurzem maile ich ja Artikel aus arxiv, die interessant sein
könnten. Da ich keinen "Spam" erzeugen will, mal die Frage an die
Runde: ist das von Interesse oder empfindet Ihr das als Spam?
CS
Andreas
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20120813/ffdf5fb0/attachment.html
From andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com Tue Aug 14 04:45:51 2012
From: andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com (Andreas Barchfeld)
Date: Tue, 14 Aug 2012 06:45:51 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] astro-ph
Message-ID: {001701cd79d7$aea8a5b0$0bf9f110$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
Moin,
http://arxiv.org/abs/1208.2330
Sparsity Averaging for Compressive Imaging
http://arxiv.org/abs/1208.2480
Data challenges of time domain astronomy
CS
Andreas
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20120814/ae8f0798/attachment.html
From Helmut.Jahns at gmx.de Wed Aug 15 21:38:48 2012
From: Helmut.Jahns at gmx.de (Helmut Jahns)
Date: Wed, 15 Aug 2012 23:38:48 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] Nukleosynthese I
Message-ID: {502C16E8.2060307@gmx.de}
Liebe Sternfreunde.
"Wir sind Sternenstaub" - so ist es in beinah jedem zweiten
populärwissenschaftlichen Astronomiebuch zu lesen. Gemeint ist damit, daß die
chemischen Elemente, aus denen nicht nur wir Menschen bestehen, sondern auch
unser Heimatplanet, auf dem wir wandeln, nur deshalb existieren, weil sie in den
Sternen "gebacken" werden. Die Frage, woher unsere Elemente kommen, ist spannend
- es lohnt sich, einen kleinen Blick darauf zu werfen.
Die Kategorisierung als "Sternenstaub" ist nicht für alle Elemente zutreffend.
Vielmehr hat jedes einzelne Element (genaugenommen sogar jedes Nuklid - ein
Nuklid ist eine Sorte Atomkerne mit einer charakteristischen Anzahl an Protonen
und Neutronen) seine eigene Geschichte der Herkunft. Sie alle lassen sich grob
in drei Kategorien einteilen:
* diejenigen Elemente, die in der Frühphase des Universums im freien Raum
erzeugt wurden (primordiale Elemente).
* jene Elemente, die als Produkte von Fusionsprozessen, die im Inneren von
Sternen ablaufen, anzusehen sind.
* Elemente, die über Teilchenanlagerung oder Spallation synthetisiert
werden, meist im Inneren von Roten Riesen oder bei Supernovae.
Zu den primordialen Nukliden werden allgemein 5 Nuklide gezählt: H
(Wasserstoff), D (Deuterium), He-3, He-4 (jeweils Heliumisotope) und Li-7
(Lithium). Nur diese Nuklide sind in der Frühphase des Universums in
nennenswerter Anzahl entstanden, wobei H und He-4 den Löwenanteil ausmachen.
Die Entstehung der primordialen Elemente kann mit dem weitgehend akzeptierten
Heißen-Urknall-Modell erklärt werden, wonach das Universum in seiner Frühphase
extrem dicht und heiß war und seitdem unablässig expandiert und dabei abkühlt.
Welches primordiale Nuklid in welcher Menge erzeugt wurde, hängt dabei von
mehreren Faktoren ab.
* Sobald die Temperatur hinreichend abgekühlt war, bildeten sich die
Bausteine unsere bekannten Materie: die Protonen (p) und die Neutronen
(n), zusammenfassend auch Nukleonen genannt. Zunächst befanden sich diese
Teilchen im thermischen Gleichgewicht; sie konnten sich unter ständigen
Stößen ineinander umwandeln: aus einem Proton und einem Elektron wurde ein
Neutron + ein Neutrino und umgekehrt, sowie aus einem Neutron und ein
Positron wurde ein Proton und ein Antineutrino. Die Häufigkeit von
Neutronen und Protonen war in etwa gleichverteilt.
* Mit weiterer Expansion und damit weiterem Abkühlen sank die
Stoßwahrscheinlichkeit und -energie: durch die länger werdende Zeit
zwischen zwei Stößen erlangt nun die Tatsache Tragweite, daß freie
Neutronen im Gegensatz zu Protonen instabil sind, und zwar mit einer
Halbwertszeit von etwa 11 Minuten. Damit bekommt unser Teilchenzoo einen
Protonenüberschuß. Quantitativ läßt sich dieser Protonenüberschuß
berechnen, in dem man Ratengleichungen aufstellt, in die die Dichte, die
Temperatur, Wirkungsquerschnitte für Reaktionen, die Halbwertszeit des
Zerfalls freier Neutronen und ein paar weitere Faktoren einfließen.
* Zur Bildung von Atomen müssen Nukleonen sich miteinander verbinden. Dies
geschieht wiederum bei Stößen. Aus einem Proton und einem Neutron kann so
z.B. ein Deuteriumkern entstehen, aus zwei Deuteriumkernen ein Heliumkern,
usw. Bei sehr hohen Energien können bei solchen Stößen die Atomkerne
jedoch auch wieder zertrümmert werden, d.h. ein Aufbau von Atomkernen
findet in dieser Phase noch nicht statt. Erst wenn die Temperatur eine
bestimmte Schwelle unterschritten hat, führt die Verschmelzung von
Nukleonen und Atomkernen zur Bildung "höherer" Atomkerne, denn dann
bekommt der Umstand Bedeutung, daß bei der Verschmelzung Energie
freigesetzt wird. Konkret: für die Verschmelzung wird weniger Energie
benötigt als für die Zertrümmerung; es gibt einen Überschuß an
Verschmelzungen und der Aufbau der Kerne kann beginnen.
* Für die Bildung von Elementen schwerer als Lithium-7 in nennenswerter
Anzahl war die Zeitspanne mit ausreichender Temperatur zu kurz. Unterhalb
einer Schwellentemperatur ist nämlich die Bewegungsenergie zu niedrig, als
daß die (positiv geladenen!) Stoßpartner die Coulomb-Abstoßung hätten
überwinden können, um danach zu verschmelzen und neue Atome zu bilden.
Die Reaktionsgleichungen lassen sich etwa wie folgt aufschreiben:
p + n =} D
D + p =} He-3
D + D =} He-4
He-3 + He-4 =} Li-7 + Positron
Jede dieser Reaktionen hat ihren eigenen Wirkunsgquerschnitt; sie legt die
Reaktionswahrscheinlichkeit und damit die Häufigkeit der Reaktionsprodukte fest.
Die Wirkungsquerschnitte können um mehrere Zehnerpotenzen variieren. Die
Häufigkeit der Reaktionsprodukte ist zudem wieder Eingangsparameter der
Folgereaktionen. Man erahnt hier, wie komplex die Berechnung wird.
Es sind auch andere Reaktionskanäle denkbar, z.B. D + He-4 =} Be-6, jedoch sind
deren Wirkungsquerschnitte im Vergleich zu den anderen extrem klein, sodaß diese
Reaktionen keine große Rolle spielen.
Für alle diese Vorgänge können (Raten-)Gleichungen aufgestellt werden, mit deren
Hilfe eine rechnerische primordiale Elementhäufigkeit bestimmt werden kann. Die
Urknalltheorie liefert ein ganz charakteristisches Expansions-, Dichte- und
Temperaturverhalten, welche als Input für die (Raten-)Gleichungen dienen kann.
Bemerkenswerterweise stimmen diese theoretischen Häufigkeiten für alle 5
primordialen Nuklide (s.o.) ziemlich gut mit den gemessenen überein - bislang
eines der stärksten Bestätigungen für das Urknallmodell.
Die nächste Phase der Nukleosynthese begann mit der Bildung der ersten Sterne,
in denen Fusionsreaktionen stattfinden können.
--------------------------------------------------------------------------------
*Nachtrag*
Für die polygonalen Strukturen in Galaxienarmen hat sich übrigens die
Bezeichnung *Vorontsov-Velyaminov-Reihen *etabliert, zu Ehren ihrer Entdecker,
die zunächst auch "nur" ein wenig genauer als ihre Kollegen hingeschaut hatten.
Vielen Dank an Hans-Günter Diederich für diesen Hinweis!
Allzeit klaren Himmel!
Helmut Jahns
--------------------------------------------------------------------------------
Das Zirkular ist ein Service der VdS-Fachgruppe Computer-Astronomie. Vorige
Ausgaben des Zirkulars können im Archiv
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/achiv-des-zirkulars.html eingesehen
werden.
Andere Ausgaben des Zirkulars:
Geostationäre Satelliten
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-geostationaere-satelliten.html
Fast Fourier Transformation (FFT)
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-fast-fourier-transformation.html
Das Memento-Pattern
http://www.vds-astro.de/fachgruppen/computerastronomie/zirkular-memento-pattern.html
Die Registrierung für das Zirkular ist auf der Verwaltungsseite
http://lists.computer-astronomie.de/mailman/listinfo/comast-zirkular möglich.
-------------- nächster Teil --------------
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URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20120815/640a8964/attachment.html
From andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com Fri Aug 17 05:29:37 2012
From: andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com (Andreas Barchfeld)
Date: Fri, 17 Aug 2012 07:29:37 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] astro-ph
Message-ID: {002d01cd7c39$4b098e70$e11cab50$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
Moin,
http://arxiv.org/pdf/1208.3444.pdf
A new gravitational N-body simulation algorithm for investigation of
cosmological chaotic advection
(Anm.: N-Körper-Simulation mittes CUDA)
CS
Andreas
-------------- nächster Teil --------------
Ein Dateianhang mit HTML-Daten wurde abgetrennt...
URL: http://lists.consolving.de/pipermail/comast-zirkular/attachments/20120817/504d0352/attachment.html
From andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com Fri Aug 24 04:23:53 2012
From: andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com (Andreas Barchfeld)
Date: Fri, 24 Aug 2012 06:23:53 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] astro-ph
Message-ID: {001101cd81b0$45232210$cf696630$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
Moin,
http://arxiv.org/pdf/1208.3658.pdf
Cosmological calculations on the GPU
http://arxiv.org/abs/1208.3754
DMP Planning for Big Science Projects
http://arxiv.org/abs/1208.4122
Principal Component Analysis with Noisy and/or Missing Data
(Anm.: mit Verweis zu Python-Code)
http://arxiv.org/abs/1208.4830
Evolutionary algorithm-based analysis of gravitational microlensing
lightcurves
CS
Andreas
From andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com Fri Aug 31 03:31:54 2012
From: andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com (Andreas Barchfeld)
Date: Fri, 31 Aug 2012 05:31:54 +0200
Subject: [Comast-Zirkular] astro-ph
Message-ID: {003201cd8729$2af76e40$80e64ac0$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
Moin,
Wochenrückblick:
http://arxiv.org/abs/1208.5098
High Performance P3M N-body code: CUBEP3M
http://arxiv.org/pdf/1208.6014v1.pdf
MESAFace, a graphical interface to analyze the MESA output
http://arxiv.org/pdf/1208.6241v1.pdf
Gravitational lensing with f (?) = ?3/2 gravity in accordance with
astrophysical observations
(Anm.: wer sich für die Umsetzung von Feldgleichungen der ART in Maxima
(http://maxima.sourceforge.net/ ) interessiert. Also relativ schwere Kost.
CS
Andreas
From frank at theede.info Sat Dec 1 16:44:04 2012
From: frank at theede.info (Frank Theede)
Date: Sat, 01 Dec 2012 17:44:04 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] Bolschoi Simulation
In-Reply-To: {002001cdceb8$78cfefd0$6a6fcf70$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
References: {002001cdceb8$78cfefd0$6a6fcf70$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
Message-ID: {50BA33D4.3020000@theede.info}
Hallo,
in der aktuellen Spektrum findet ihr einen Artikel über die
Bolschoi-Simulation.
Dabei handelt es sich um eine N-Körper-Simulation des Kosmos.
Schöne Bilder und Filme hier
http://astronomy.nmsu.edu/aklypin/Bolshoi/pictures.html
Gruß, frank
From andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com Fri Dec 7 04:32:15 2012
From: andreas.barchfeld at barchfeld-edv.com (Andreas Barchfeld)
Date: Fri, 7 Dec 2012 05:32:15 +0100
Subject: [Comast-Zirkular] astro-ph
Message-ID: {000101cdd433$d5e88b20$81b9a160$@barchfeld@barchfeld-edv.com}
Moin,
http://arxiv.org/abs/1211.7121
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