Universiẗat, Diss., 1999--Konstanz.

The existence and uniqueness of Lagrangian invariant subspaces of Hamiltonian matrices is studied. Necessary and sufficient conditions are given in terms of the Jordan structure and certain sign characteristics that give uniqueness of these subspaces even in the presence of purely imaginary eigenvalues. These results are applied to obtain in special cases existence and uniqueness results for Hermitian solutions of continuous time algebraic Riccati equations.

We discuss a parallel library of efficient algorithms for the solution of linear-quadratic optimal control problems involving largescale systems with state-space dimension up to $O(10^4)$. We survey the numerical algorithms underlying the implementation of the chosen optimal control methods. The approaches considered here are based on invariant and deflating subspace techniques, and avoid the explicit solution of the associated algebraic Riccati equations in case of possible ill-conditioning. Still, our algorithms can also optionally compute the Riccati solution. The major computational task of finding spectral projectors onto the required invariant or deflating subspaces is implemented using iterative schemes for the sign and disk functions. Experimental results report the numerical accuracy and the parallel performance of our approach on a cluster of Intel Itanium-2 processors.

This thesis deals with Panin and Walter's motivic spectrum BO. This spectrum is constructed using the real and quaternionic Grassmannians RG(r,n) and HGr(r,n) respectively, over schemes were 2 is invertible. We show that the construction of BO does not need the invertibility of 2. We also show that this spectrum is cellular over any base.

We give a model of restricted L_infinity-algebras in a nice preadditive symmetric monoidal infinity-category C as an algebra over the monad associated to an adjunction between C and the infinity-category of cocommutative bialgebras in C, where the left adjoint lifts the free associative algebra. If C is additive, we construct a canonical forgetful functor from restricted L_infinity-algebras in C to spectral Lie algebras in C and show that this functor is an equivalence if C is a Q-linear stable infinity-category. For every field K we construct a canonical forgetful functor from restricted L_infinity-algebras in connective K-module spectra to the infinity-category underlying a model structure on simplicial restricted Lie algebras over K.

In this dissertation we define an analogue, in the setting of infinity categories, of the classical notion of an enriched operad. We introduce six different models of enriched infinity operads. In particular, we generalize the operator category approach of Clark Barwick to the enriched setting as well as Moerdijk-Weiss' notion of dendroidal sets. The main part of the thesis consists of the comparison between different approaches to enriched operads.

In this work the extension of the criterion for local thermal equilibrium by Buchholz, Ojima and Roos to curved spacetime as introduced by Schlemmer is investigated. Several problems are identified and especially the instability under time evolution which was already observed by Schlemmer is inspected. An alternative approach to local thermal equilibrium in quantum field theories on curved spacetimes is presented and discussed. In the following the dynamic system of the linear field and matter perturbations in the generic model of inflation is studied in the view of ambiguity of quantisation. In the last part the compatibility of the temperature fluctuations of the cosmic microwave background radiation with local thermal equilibrium is investigated. / In dieser Arbeit wird die von Schlemmer eingeführte Erweiterung des Kriteriums für lokales thermisches Gleichgewicht in Quantenfeldtheorien von Buchholz, Ojima und Roos auf gekrümmte Raumzeiten untersucht. Dabei werden verschiedene Probleme identifiziert und insbesondere die bereits von Schlemmer gezeigte Instabilität unter Zeitentwicklung untersucht. Es wird eine alternative Herangehensweise an lokales thermisches Gleichgewicht in Quantenfeldtheorien auf gekrümmten Raumzeiten vorgestellt und deren Probleme diskutiert. Es wird dann eine Untersuchung des dynamischen Systems der linearen Feld- und Metrikstörungen im üblichen Inflationsmodell mit Blick auf Uneindeutigkeit der Quantisierung durchgeführt. Zuletzt werden die Temperaturfluktuationen der kosmischen Hintergrundstrahlung auf Kompatibilität mit lokalem thermalem Gleichgewicht überprüft.

Background: Dynamic programming algorithms provide exact solutions to many problems in computational biology, such as sequence alignment, RNA folding, hidden Markov models (HMMs), and scoring of phylogenetic trees. Structurally analogous algorithms compute optimal solutions, evaluate score distributions, and perform stochastic sampling. This is explained in the theory of Algebraic Dynamic Programming (ADP) by a strict separation of state space traversal (usually represented by a context free grammar), scoring (encoded as an algebra), and choice rule. A key ingredient in this theory is the use of yield parsers that operate on the ordered input data structure, usually strings or ordered trees. The computation of ensemble properties, such as a posteriori probabilities of HMMs or partition functions in RNA folding, requires the combination of two distinct, but intimately related algorithms, known as the inside and the outside recursion. Only the inside recursions are covered by the classical ADP theory. Results: The ideas of ADP are generalized to a much wider scope of data structures by relaxing the concept of parsing. This allows us to formalize the conceptual complementarity of inside and outside variables in a natural way. We demonstrate that outside recursions are generically derivable from inside decomposition schemes. In addition to rephrasing the well-known algorithms for HMMs, pairwise sequence alignment, and RNA folding we show how the TSP and the shortest Hamiltonian path problem can be implemented efficiently in the extended ADP framework. As a showcase application we investigate the ancient evolution of HOX gene clusters in terms of shortest Hamiltonian paths. Conclusions: The generalized ADP framework presented here greatly facilitates the development and implementation of dynamic programming algorithms for a wide spectrum of applications.

Seit W. Diffie und M. Hellman im Jahr 1976 ihren Ansatz für einen sicheren kryptographischen Schlüsselaustausch vorgestellten, ist der sogenannte Diskrete Logarithmus zu einem zentrales Thema der Kryptoanalyse geworden. Dieser stellt eine Erweiterung des bekannten Logarithmus auf beliebige endliche Gruppen dar. In der vorliegenden Dissertation werden zwei von C. Diem eingeführte Algorithmen untersucht, mit deren Hilfe der diskrete Logarithmus in der Picardgruppe glatter, nichthyperelliptischer Kurven vom Geschlecht g > 3 bzw. g > 4 über endlichen Körpern berechnet werden kann. Beide Ansätze basieren auf der sogenannten Indexkalkül-Methode und benutzen zur Erzeugung der dafür benötigten Relationen spezielle Linearsysteme, welche durch Schneiden von ebenen Modellen der Kurve mit Geraden erzeugt werden. Um Aussagen zur Laufzeit der Algorithmen tätigen zu können, werden verschiedene Sätze über die Geometrie von Kurven bewiesen. Als zentrale Aussage wird zum einem gezeigt, dass ebene Modelle niedrigen Grades effizient berechnet werden können. Zum anderen wird bewiesen, dass sich bei genügend großem Grundkörper die Anzahl der vollständig über dem Grundkörper zerfallenden Geraden wie heuristisch erwartet verhällt. Für beide Aussagen werden dabei Familien von Kurven betrachtet und diese gelten daher uniform für alle glatten, nichthyperelliptischen Kurven eines festen Geschlechts. Die genannten Resultate führen schlussendlich zu dem Beweis einer erwarteten Laufzeit von O(q^(2-2/(g-1))) für den ersten der beiden Algorithmen, wobei q die Anzahl der Elemente im Grundkörper darstellt. Der zweite Algoritmus verbessert dies auf eine heuristische Laufzeit in O(q^(2-2/(g-2))), imdem er Divisoren von höherem Spezialiätsgrad erzeugt. Es wird bewiesen, dass dieser Ansatz für einen uniform gegen 1 konvergierenden Anteil an glatten, nichthyperelliptischen Kurven eines festen Geschlechts über Grundkörpern großer Charakteristik eine große Anzahl an Relationen erzeugt. Wiederum werden zum Beweis der zugrundeliegenden geometrischen Aussagen Familien von Kurven betrachtet, um so die Uniformität zu gewährleisten. Beide Algorithmen wurden zudem implementiert. Zum Abschluss der Arbeit werden die Ergebnisse der entsprechenden Experimente vorgestellt und eingeordnet.

Bekannte Theoreme von Carlson und Griffiths gestatten es, die Variation von Hodgestrukturen assoziiert zu einer Familie von glatten Hyperflächen sowie das Cupprodukt auf der mittleren Kohomologie explizit zu beschreiben. Wir benutzen M. Saitos Theorie der gemischten Hodgemoduln, um diesen Kalkül auf die Variation der Hodgestruktur der Schnittkohomologie von Familien nodaler Hyperflächen zu verallgemeinern. / Well known theorems of Carlson and Griffiths provide an explicit description of the variation of Hodge structures associated to a family of smooth hypersurfaces together with the cupproduct pairing on the middle cohomology. We give a generalization to families of nodal hypersurfaces using M. Saitos theory of mixed Hodge modules.