This dissertation contains theoretical investigations on the morphology and statistical mechanics of vesicles. The shapes of homogeneous fluid vesicles and inhomogeneous vesicles with fluid and solid membrane domains are calculated. The influence of thermal fluctuations is investigated. The obtained results are valid on mesoscopic length scales and are based on a geometrical membrane model, where the vesicle membrane is described as either a static or a thermal fluctuating surface. The thesis consists of three parts. In the first part, homogeneous vesicles are considered. The focus in this part is on the thermally induced morphological transition between vesicles with prolate and oblate shape. With the help of Monte Carlo simulations, the free energy profile of these vesicles is determined. It can be shown that the shape transformation between prolate and oblate vesicles proceeds continuously and is not hampered by a free energy barrier. The second and third part deal with inhomogeneous vesicles which contain intramembrane domains. These investigations are motivated by experimental results on domain formation in single or multicomponent vesicles, where phase separation occurs and different membrane phases coexist. The resulting domains differ with regard to their membrane structure (solid, fluid). The membrane structure has a distinct effect on the form of the domain and the morphology of the vesicle. In the second part, vesicles with coexisting solid and fluid membrane domains are studied, while the third part addresses vesicles with coexisting fluid domains. The equilibrium morphology of vesicles with simple and complex domain forms, derived through minimisation of the membrane energy, is determined as a function of material parameters. The results are summarised in morphology diagrams. These diagrams show previously unknown morphological transitions between vesicles with different domain shapes. The impact of thermal fluctuations on the vesicle and the form of the domains is investigated by means of Monte Carlo simulations. / Die vorliegende Arbeit enthält theoretische Untersuchungen zur Morphologie und statistischen Mechanik von Vesikeln. Es wird die Gestalt homogener fluider Vesikel und inhomogener Vesikel mit fluiden und festen Membrandomänen berechnet. Der Einfluss thermischer Fluktuationen wird untersucht. Die erzielten Ergebnisse beziehen sich auf mesoskopische Längenskalen und basieren auf einem geometrischen Membranmodell, in welchem die Vesikelmembran als statische, beziehungsweise thermisch fluktuierende Fläche beschrieben wird. Die Arbeit besteht aus drei Teilen. Im ersten Teil werden homogene fluide Vesikel betrachtet. Das Interesse gilt dem thermisch induzierten Morphologieübergang zwischen prolaten und oblaten Vesikelformen. Mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationen wird ein freies Energieprofil für diese Vesikel ermittelt. Es kann gezeigt werden, dass die Formumwandlung zwischen prolaten und oblaten Formen kontinuierlich verläuft und mit keiner freien Energiebarriere verbunden ist. Der zweite und dritte Teil beschäftigt sich mit inhomogenen Vesikeln, die intramembrane Domänen enthalten. Ausgangspunkt und Motivation der Berechnungen sind experimentelle Studien über Domänbildung in ein- oder mehrkomponentigen Vesikelmembranen, bei denen Phasentrennung stattfindet und unterschiedliche Membranphasen koexistieren. Die dabei auftretenden Domänen unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Membranstruktur (fest, fluid). Diese beeinflusst die Form der Domäne und des gesamten Vesikels auf entscheidende Weise. Im zweiten Teil werden Vesikel untersucht, bei denen feste und fluide Membrandomänen koexistieren, Teil drei widmet sich Vesikeln mit zwei koexistierenden fluiden Membranphasen. In Abhängigkeit von Materialparametern werden durch Minimierung der Membranenergie die Grundzustandsformen von Vesikeln mit einfachen und komplexen Domänenformen bestimmt. Die Ergebnisse werden in Morphologiediagrammen zusammengefasst. Dabei werden bisher unbekannte Morphologieübergänge zwischen Vesikeln mit unterschiedlichen Domänformen beobachtet. Die Auswirkungen thermischer Fluktuationen auf die Vesikel und die Form ihrer Domänen werden mittels Monte-Carlo-Simulationen untersucht.

Beim Austausch von Intellectual Properties (IP) entsteht das Problem, daß der Anwender oftmals nicht sicher feststellen kann, ob die gewünschte Parameterkombination unterstützt wird bzw. ob die IP mit den gewünschten Einstellungen korrekt arbeitet. Ziel dieser Arbeit ist es, eine mögliche Lösung zur Parameterprüfung bereitzustellen. Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts Intellectual Property Qualifikation für effizientes Systemdesign [IPQ] wurde dazu das Entwurfswerkzeug entwickelt. Anhand einer durch den Entwerfer vorgegebenen formalen Beschreibung der Parameter und ihrer Abhängigkeiten untereinander prüft eine vom Werkzeug automatisch generierte Testbenchkomponente, ob alle Bedingungen eingehalten werden. Des weiteren berechnet diese Komponente auf der Basis vorgegebener Gleichungen verschiedene Systemeigenschaften, wie beispielsweise die maximale Taktfrequenzabweichung zwischen Sender und Empfänger einer seriellen Übertragungsstrecke. Diese können dann vom Anwender mit der ihm vorliegenden Spezifikation verglichen werden. ist außerdem in der Lage, anhand der Parameterabhängigkeiten die verschiedenen Kombinationen von Einstellungen zu berechnen, die nötig sind, um den kompletten Parameterraum abzudecken, und diese in Form eines Parameter-Domänen-Graphen darzustellen. Mit Hilfe dieses Graphen ist der Anwender in der Lage, Kombinationen gezielt so auszuwählen, daß ein möglichst hoher Verifikationsgrad der IP erreicht wird, ohne unnötig viele Simulationen durchführen zu müssen.

Påverkansoperationer är inte ett nytt fenomen utan har teoretiserats och använts i historien. Douhet förespråkade terrorbombning mot civilbefolkningen som en metod för att få motståndaren att kapitulera snabbare. Senare tids påverkansoperationer handlar mer om att påverka utan kinetisk verkan, genom cyberkrigföring, informationskrigföring eller annan kognitiv påverkan. Seger i väpnade konflikter är till del teoretiserat men seger som uppnås genom påverkansoperationer mot civilbefolkningen, politiska och militära styret är hittills tämligen outforskat.  Denna uppsats analyserar begreppet seger i förhållande till påverkansoperationer mot civilbefolkningen och statens politiska och militära ledning. Syftet med studien är att utröna huruvida den teoretiska synen på seger behöver utvidgas för att kunna omfatta även effekter av icke-kinetiska krig­förings­metoder i mellan­statliga konflikter. Studien genomfördes som en explorativ, beskrivande, teorikonsumerande och teoriutvecklande enfallsstudie på fallet Krim. Studiens resultat ger att Robert Mandels och William C. Martels segerteorier behöver utvecklas för att harmonisera med nya tidens krigföring. Seger behöver ses mer holistiskt när påverkansoperationer nyttjas eftersom segern redan kan vara uppnådd innan striden på marken sker.

We discuss a new concept of agent programs that combines logic programming with reasoning about actions. These agent logic programs are characterized by a clear separation between the specification of the agent’s strategic behavior and the underlying theory about the agent’s actions and their effects. This makes it a generic, declarative agent programming language, which can be combined with an action representation formalism of one’s choice. We present a declarative semantics for agent logic programs along with (two versions of) a sound and complete operational semantics, which combines the standard inference mechanisms for (constraint) logic programs with reasoning about actions.

Description logics are knowledge representation and reasoning formalisms which represent conceptual knowledge on an abstract logical level. Concrete domains are a theoretically well-founded approach to the integration of description logic reasoning with reasoning about concrete objects such as numbers, time intervals or spatial regions. In this paper, the complexity of combined reasoning with description logcis and on concrete domains is investigated. We extend ALC(D), which is the basic description logic for reasoning with concrete domains, by the operators 'feature agreement' and 'feature disagreement'. For the extended logic,called ALCF(D), an algorithm for deciding the ABox consistency problem is devised. The strategy employed by this algorithm is vital for the efficient implementation of reasoners for description logics incorporating concrete domains. Based on the algorithm, it is proved that the standard reasoning problems for both logics ALC(D) and ALCF(D) are PSpace-complete - provided that the satisfiability test of the concrete domain used is in PSpace. / This is an extended version of the article in: Proceedings of IJCAI-99, Stockholm, Sweden, July 31-August 6, Morgan Kaufmann Publ. In ., San Mateo, CA, 1999

Magnetismus ist ein Phänomen, das eine wichtige Rolle in einer Vielfalt technischer Anwendungen spielt. Ohne den Einsatz magnetischer Effekte und Materialen wäre der heutzutage erreichte technische Fortschritt unmöglich, da viele grundlegende Techniken wie Stromerzeugung, elektrischer Antrieb, Informationsübertragung und viele andere auf magnetische bzw. elektromagnetische Phänomene zurückzuführen sind. Dabei haben die ferromagnetischen Materialen stets zur Effizienz von elektrischen und elektronischen Anwendungen beigetragen, weswegen an diesen Materialen auch entsprechend viel geforscht worden ist. Moderne Technologien, insb. Massenspeicher basieren oft auf Ferromagneten und erfordern daher die weitere Erforschung und Anpassung ihrer Eigenschaften. Für die Funktionalität von Hochgeschwindigkeitsgeräten spielt das dynamische Verhalten dünner magnetischer Schichten eine kritische Rolle. In dieser Arbeit wird die Magnetisierungsdynamik dünner Schichtelemente mittels zeitaufgelöster Weitfeld- Kerrmikroskopie untersucht. Dies ist ein aktuelles Thema, an dem in den letzten Jahren sehr intensiv gearbeitet wird. Allerdings sind viele für die Anwendungen sehr wichtige Details des magnetischen Schaltens wegen ihre Vielfältigkeit und Komplexität doch nicht vollständig untersucht und verstanden. In dieser Arbeit werden überwiegend experimentelle Ergebnisse vorgestellt, die einen zusätzlichen Beitrag zum aktuellen Wissenstand leisten. In einem ferromagnetischen Körper bilden sich Bereiche mit spontaner Magnetisierung, die man als Domänen bezeichnet. Die spontane Magnetisierung entsteht aufgrund der Spin-Spin Wechselwirkung, und die Domänen bilden sich aufgrund der Energieminimierung des magnetisierten Körpers. Langsame Magnetisierungsprozesse werden im Wesentlichen getragen von Domänenumordnungen und Domänengrenzenverschiebungen. Solche Prozesse bezeichnet man als quasistatisch, da sich der Körper durch deren Langsamkeit immer im Gleichgewicht oder zumindest sehr nahe daran befindet. Mit zunehmender Anregungsgeschwindigkeit gilt diese Annahme nicht mehr, da die Präzessionsbewegung der magnetischen Momente das Schaltverhalten in diesem Fall definiert. Die Untersuchung der Magnetisierungsdynamik setzt die Möglichkeit voraus, nicht-unterbrochene Prozesse beobachten zu können. Dieses Ziel kann mittels stroboskopischer Abbildung erreicht werden. Dabei wird derselbe Prozess kontinuierlich wiederholt (vorausgesetzt, dass die Prozesse sich reproduzierbar wiederholen lassen), und zu definierten Zeitpunkten werden die entsprechenden Kerraufnahmen gemacht. Dafür wird eine CCD Kamera mit einem Photoverstärker benutzt, welcher als optischer Schalter fungiert. Die Zeitauflösung dieses Systems und damit auch das Vermögen, die Hochfrequenzvorgänge abzubilden, beträgt 250 ps. Die Eigenschaften des magnetischen Umschaltens hängen stark von der Elementgeometrie ab. Diese Unterschiede sind auf unterschiedliche Entmagnetisierungsfaktoren, und damit auf Unterschiede in den effektiven Feldern zurückzuführen. Solche Unterschiede werden auf zwei Weisen initiiert: ein quadratisches Element wird entlang unterschiedlicher Richtungen (entlang der Seite und der Diagonalen) angeregt; die Form des Elementes wird zwischen Quadrat und Rechteck mit unterschiedlichen Seitenverhältnissen variiert. Die beobachteten Schaltvorgänge werden miteinander verglichen und die Ergebnisse dargestellt. Dabei werden auch die dynamischen Vorgänge immer mit den quasistatischen verglichen. Aus dem Vergleich folgt, dass ein steigendes Seitenverhältnis zur geringeren Schaltgeschwindigkeit führt, und dass die dabei entstehenden Domänen zunehmend komplexer werden. Dabei gibt es wesentliche Unterschiede zwischen den dynamischen und quasistatischen Domänen, vor allem in der Domänenwandstruktur. Das Schalten an sich unterscheidet sich auch sehr stark. Quasistatisches Schalten erfolgt überwiegend durch Domänenwandbewegung, während das dynamische Schalten durch inkohärente Rotation der Magnetisierung im ganzen Element erfolgt. Das Hochfrequenzverhalten am Prototypen eines Mikroinduktors wird untersucht. Der Induktor besteht aus vielen magnetischen Elementen, die eine induzierte uniaxiale Anisotropie besitzen. Diese ist bei der Hälfte der Elemente entlang des Magnetfeldes, und bei der anderen Hälfte senkrecht zum Magnetfeld der Spule ausgerichtet. Das dynamische Verhalten der beiden Elementtypen unterscheidet sich stark, vor allem die Ummagnetisierungsgeschwindigkeit. Diese Unterschiede können zu einer Phasenverschiebung im elektrischen Signal führen, was die Effizienz des Induktors senkt. Durch die Untersuchung der Magnetisierungsdynamik in Wechselfeldern unterschiedlicher Frequenz ist auch festgestellt worden, dass bis 100 MHz die Magnetisierungsvorgänge überwiegend durch Domänenwandbewegung erfolgen, während ab 200 MHz- Rotationsprozesse stattfinden.

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We discuss a new concept of agent programs that combines logic programming with reasoning about actions. These agent logic programs are characterized by a clear separation between the specification of the agent’s strategic behavior and the underlying theory about the agent’s actions and their effects. This makes it a generic, declarative agent programming language, which can be combined with an action representation formalism of one’s choice. We present a declarative semantics for agent logic programs along with (two versions of) a sound and complete operational semantics, which combines the standard inference mechanisms for (constraint) logic programs with reasoning about actions.

Beim Austausch von Intellectual Properties (IP) entsteht das Problem, daß der Anwender oftmals nicht sicher feststellen kann, ob die gewünschte Parameterkombination unterstützt wird bzw. ob die IP mit den gewünschten Einstellungen korrekt arbeitet. Ziel dieser Arbeit ist es, eine mögliche Lösung zur Parameterprüfung bereitzustellen. Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts Intellectual Property Qualifikation für effizientes Systemdesign [IPQ] wurde dazu das Entwurfswerkzeug entwickelt. Anhand einer durch den Entwerfer vorgegebenen formalen Beschreibung der Parameter und ihrer Abhängigkeiten untereinander prüft eine vom Werkzeug automatisch generierte Testbenchkomponente, ob alle Bedingungen eingehalten werden. Des weiteren berechnet diese Komponente auf der Basis vorgegebener Gleichungen verschiedene Systemeigenschaften, wie beispielsweise die maximale Taktfrequenzabweichung zwischen Sender und Empfänger einer seriellen Übertragungsstrecke. Diese können dann vom Anwender mit der ihm vorliegenden Spezifikation verglichen werden. ist außerdem in der Lage, anhand der Parameterabhängigkeiten die verschiedenen Kombinationen von Einstellungen zu berechnen, die nötig sind, um den kompletten Parameterraum abzudecken, und diese in Form eines Parameter-Domänen-Graphen darzustellen. Mit Hilfe dieses Graphen ist der Anwender in der Lage, Kombinationen gezielt so auszuwählen, daß ein möglichst hoher Verifikationsgrad der IP erreicht wird, ohne unnötig viele Simulationen durchführen zu müssen.

We show that extending description logics by simple aggregation functions as available in database systems may lead to undecidability of inference problems such as satisfiability and subsumption.