Der Charakter der Schwellwertdynamik vieler physikalischer, chemischer und biologischer Systeme hat sich in neueren Experimenten als im wesentlichen nicht Markowsch herausgestellt. In diesem Fall sind die "Ubergangsraten von der Zeit und den Anfangsbedingungen abh"angig und es stellen sich komplexe Wahrscheinlichkeitsverteilungen f"ur die erste Durchgangszeit ein. In dieser Arbeit werden verschiedene Aspekte nicht Markowscher Schwellwertprobleme und deren Anwendung bei der Beschreibung der Dynamik von Neuronen untersucht. In dieser Arbeit entwickeln wir einen analytischen Zugang zu nicht Markowschen Problemen, dem die Theorie der Schwellwert"uberschreitung zu Grunde liegt. Im Ergebnis erhalten wir mehrere analytische N"aherungen f"ur die Wahrscheinlichkeitsverteilung der ersten Durchgangszeit f"ur Zufallsprozesse mit differenzierbaren Trajektorien. Die Qualit"at und der G"ultigkeitsbereich der N"aherungen werden von uns sorgf"altig untersucht. Die abgeleiteten N"aherungen decken dabei den gesamten Bereich zwischen fast Markowschen und stark nicht Markowschen Problemen ab. Diese analytischen N"aherungen werden in Kombination mit numerischen Methoden genutzt, um Spikemuster in resonanten und nicht-resonanten Neuronen zu untersuchen. Im Besonderen haben wir uns dabei f"ur die Entstehung spontaner, durch zellinternes Rauschen hervorgerufener, Spikemuster in stellaten (resonanten) und pyramidalen (nicht-resonanten) Zellen des entorhinalen Kortex in Ratten interessiert. Diese zwei Neuronentypen zeigten deutliche Unterschiede in den Spikemustern, die den jeweiligen Unterschieden in den unterschwelligen Dynamiken zuzuordnen sind. Des weiteren wurden negative Korrelationen in den Spikesequenzen f"ur beide Neuronentypen gefunden. Um diese negativen Korrelationen angemessen zu beschreiben, haben wir einen nicht erneuerbaren Schwellenmechanismus in das Resonate-and-Fire Modell integriert. / Recent experiments revealed the non-Markovian character of the escape dynamics in many physical, chemical and biological systems on time scales prior to relaxation. The escape rates in the non-Markovian case are time-dependent and the escape times are dictated by the initial conditions. Complex, multipeak distributions of the first passage time are characteristic for the non-Markovian case. In this thesis we investigate various aspects of the non-Markovian first passage time problem and in particular its application to the dynamics of neurons. We elaborate an analytical approach to the non-Markovian first passage time problem, which is based on the theory of level-crossings, and obtain several analytical approximations for the first passage time density of a random process with differentiable trajectories. We compare the quality of these approximations and ascertain their regions of validity. Our approximations are applicable and provide accurate results for different types of dynamics, ranging from almost Markovian to strongly non-Markovian cases. These analytical approximations in combination with numerical methods are applied to investigate the spike patterns observed in resonant and nonresonant neurons. In particular, we focus on spontaneous (driven by intrinsic noise) spike patterns obtained in stellate (resonant) and pyramidal (nonresonant) cells in the entorhinal cortex in rat. These two types of neurons exhibit striking different spike patterns attributed to the differences in their subthreshold dynamics. We show that the resonate-and-fire model with experimentally estimated parameter values can quantitatively reproduce the interspike interval distributions measured in resonant as well as in nonresonant cells. We also found negative interspike interval correlations in both types of neurons. To capture these negative correlations, we introduce a novel nonrenewal threshold mechanism in the resonate-and-fire model.

A characteristic challenge of software development is the management of omnipresent change. Classically, this constant change is driven by customers changing their requirements. The wish to optimally leverage available resources opens another source of change: the software systems environment. Software is tailored to specific platforms (e.g., hardware architectures) resulting in many variants of the same software optimized for different environments. If the environment changes, a different variant is to be used, i.e., the system has to reconfigure to the variant optimized for the arisen situation. The automation of such adjustments is subject to the research community of self-adaptive systems. The basic principle is a control loop, as known from control theory. The system (and environment) is continuously monitored, the collected data is analyzed and decisions for or against a reconfiguration are computed and realized. Central problems in this field, which are addressed in this thesis, are the management of interdependencies between non-functional properties of the system, the handling of multiple criteria subject to decision making and the scalability. In this thesis, a novel approach to self-adaptive software--Multi-Quality Auto-Tuning (MQuAT)--is presented, which provides design and operation principles for software systems which automatically provide the best possible utility to the user while producing the least possible cost. For this purpose, a component model has been developed, enabling the software developer to design and implement self-optimizing software systems in a model-driven way. This component model allows for the specification of the structure as well as the behavior of the system and is capable of covering the runtime state of the system. The notion of quality contracts is utilized to cover the non-functional behavior and, especially, the dependencies between non-functional properties of the system. At runtime the component model covers the runtime state of the system. This runtime model is used in combination with the contracts to generate optimization problems in different formalisms (Integer Linear Programming (ILP), Pseudo-Boolean Optimization (PBO), Ant Colony Optimization (ACO) and Multi-Objective Integer Linear Programming (MOILP)). Standard solvers are applied to derive solutions to these problems, which represent reconfiguration decisions, if the identified configuration differs from the current. Each approach is empirically evaluated in terms of its scalability showing the feasibility of all approaches, except for ACO, the superiority of ILP over PBO and the limits of all approaches: 100 component types for ILP, 30 for PBO, 10 for ACO and 30 for 2-objective MOILP. In presence of more than two objective functions the MOILP approach is shown to be infeasible.

This study aims at the presentation of the standardisation method in benchmarking at the conceptual level. This conceptual level is to serve as the basis for the transfer into numerous practical applications. The field example demonstrated is meant to provide additional support. At the same time, this example reveals that the concept is feasible and necessary. The necessity refers to the identification, discussion and solution - oriented towards the goals of the intended benchmarking - of the aspects in the planning and analysis phases of benchmarking which are behind the standardisations. Under certain circumstances this may lead to the fact that this method makes the participating comparative partners sensitive for the conscious perception of the possible significance of standardisations. A more exact analysis may quite as well show that the options in cost accounting are used uniformly to a large extent so that for reasons of materiality the standardisations are not put into practice. Even if this study exclusively examines monetary quantities such as costs we should state that - particularly when benchmarking is extended to further objectives, e.g. quality, environment and time - the need for standardisation is identified for non-monetary quantities as well. Non-monetary quantities also involve - sometimes very complex - questions of evaluation that imply options for subjective evaluation. The basic question of how to evaluate environmental influences or quality aspects is to illustrate this issue. Since standardisations can not at all eliminate subjectivity, which is connected with the determination of options by standards, it may be quite useful in some cases to examine the influence that alternative standards produce. This is particularly useful for the influencing factor parameter, where the Hoechster-Spinne may serve as an analytical tool to illustrate the sensitivity of the quantity which is calculated taking into account this influencing factor.

Während die Wasserdissoziation mit der Hilfe von Gleichstrom (Wasser-Elektrolyse) einen gut untersuchten Prozess darstellt, war der Mechanismus der Wasserdissoziation durch Einwirkung hochfrequenter (HF) elektromagnetischer Felder als relativ neues Phänomen noch nicht vollständig aufgeklärt. Für die Realisierung der Wasserdissoziation in HF-Feldern mit einer Frequenz von 13,56 MHz wurde in dieser Arbeit ein neuartiger experimenteller Aufbau verwendet, dessen Kernstück aus einem sich zwischen zwei parallelen Elektroden befindlichen Glasreaktor, der über eine Durchmesserverjüngung verfügte, bestand. Dieser Aufbau ermöglichte die Untersuchung der wässrigen Elektrolytlösung in den drei Phasen Erwärmung, Blasenbildung und Entladung mit Gasbildung. Die messbare Gasbildungsrate wurde als ein Maß für die Intensität der Wasserdissoziation gewählt. Ihre Abhängigkeit von der HF-Spannung, der HF-Leistung, der Art des Elektrolyten, der Konzentration des Elektrolyten und dem geometrischen Aufbau des Reaktors wurden untersucht. Bei vielen Elektrolyten bestand das produzierte Gas vollständig aus Wasserstoff und Sauerstoff im molaren Verhältnis von 2 zu 1 sowie aus Wasserdampf. Für einige Elektrolyte wurden davon abweichende Verhalten hinsichtlich der Stöchiometrie beobachtet. Das im Zusammenhang mit der Wasserdissoziation emittierte Licht wurde spektroskopisch untersucht. Es konnten angeregte OH-, H- und O-Radikale nachgewiesen werden. Dieser Befund legt nahe, dass die Wasserdissoziation durch die Wechselwirkung von hochenergetischen Elektronen mit Wassermolekülen verursacht wird. Der Versuchsaufbau ermöglichte also die Ausbildung eines nicht-thermischen Plasmas in der Gasphase im Bereich der Reaktorverjüngung. Mit Hilfe von Simulationsrechnungen konnte der Verlauf des elektrischen Feldes in Abhängigkeit von der Elektrolytkonzentration für den gewählten Versuchsaufbau modelliert werden. Das Erreichen der für die Initiierung von selbsterhaltenden Entladungen in Wasserdampf notwendigen Feldstärke von 2,6 MV/m wurde durch die Modellierung verifiziert. Modellrechnungen stehen im Einklang mit dem vorgeschlagenen Mechanismus der HF-Wasserdissoziation. Des Weiteren wurde das Anwendungspotenzial der Radikalbildung für den Abbau von Modellschadstoffen wie Perfluoroktansäure (PFOA) untersucht. Der Abbau perfluorierter Verbindungen, der bisher durch eine wenig effiziente thermische Totaloxidation erreicht werden kann, konnte mit dem Plasmaprozess erfolgreich demonstriert werden.

Die vorliegende Arbeit befaßt sich mit der TEM-Untersuchungen der Realstruktur der intermetallischen Seltenerd-Borokarbid Supraleiter. Ziel war es, die Korrelation zwischen der Realstruktur und der supraleitenden Sprungtemperatur Tc zu untersuchen. Um die Realstruktur zu beeinflussen, wurden drei Probentypen mit unterschiedlicher thermischer Vorgeschichte ausgewählt. Das Seltenerd-Ion wurde entweder komplett in SENi2B2C (SE = Y, Er, Ho, Ce und Tb) oder teilweise in SE1xSE21-xNi2B2C (SE1 = Tb; SE2=Y und Er) ausgetauscht. Schließlich erfolgte ein gekoppelter Austausch von Ni und Bor im gleichen Verhältnis in YNi2-xB2-xC. Es wurde ein Einfluß der Glühbehandlung auf die Realstruktur unabhängig von der Zusammensetzung festgestellt. Das Auftreten von dicht liegenden Stapelfehlern und der Bevorzugung der <110]-Versetzungen wurden in "inhomogenen" Proben (bei 1100°C geglühten Polykristalle bzw. rasch abgeschreckter Einkristall) beobachtet. Hingegen heilen die Stapelfehler und Versetzungen durch eine Glühung bis 1450°C bzw. durch langsames Abkühlen aus. Die Versetzungsdichte ist dabei um zwei Größenordnungen niedriger. Hier kommen überwiegend die <100]-Versetzungen vor. Die Bestimmung der Gleitsysteme liefert Aussagen über die Bindungsfestigkeit in der SENi2B2C-Struktur. Die {011)-Gleitebene ist durch ihre geringste Flächendichte aufzubrechender Ni-B-Bindung (1.27/a2) ausgezeichnet. Bei Gleitung auf (001) ist das Aufbrechen einer B=C-Bindung wahrscheinlicher als das Aufbrechen von vier Ni-B-Bindungen. Eine Reihe der [010]-Helixversetzungen deutet auf einen Klettervorgang hin. In der Probenserie YNi2-xB2-xC mit x = 0.2, 0.35 und 0.5 konnten hohe Stapelfehlerdichten und auch neue Phasen der homologen Reihe (YC)n(NiB)m erzeugt werden. Die Existenz der YNiBC-, Y3Ni4B4C3-, und YNi2B2C-Phasen wurden eindeutig durch röntgendiffraktometrische, WDX-, EDX- und TEM-Untersuchungsmethoden nachgewiesen. Die Y5Ni8B8C5- und Y5Ni6B6C5-Strukturen wurden erstmalig durch TEM-Untersuchungen gefunden und bezüglich ihrer Zusammensetzung durch EDX-Analyse bestätigt. Eine hohe chemische Stapelfehlerdichte tritt in YNiBC, YNi2B2C, Y3Ni4B4C3 und Y5Ni8B8C5 auf. Die durch die Kontrastanalyse ermittelten Fehlervektoren 1/3c1111, 1/4 c1221, 1/10c3443 und 1/18c5885 entsprechen nur einer Schichtänderung in der jeweiligen Phase. Für alle Phasen wird das Einfügen zusätzlicher YC-Schichten und Ni2B-Schichten betrachtet. Bei den Phasen mit zwei aufeinander folgenden YC-Schichten ist das Entfernen einer YC-Schicht möglich. Es wurde festgestellt, daß für alle untersuchten Systeme die Supraleitung nicht von der Stapelfehlerdichte abhängt, sondern hauptsächlich durch Punktdefekte bestimmt ist. Die Unterschiede in Tc und DeltaTc der YNi2-xB2-xC-Probenserie sind besonders bei den ungeglühten Proben bemerkbar, die auf die unterschiedliche Stöchiometrie der YNi2B2C-Phase zurückzuführen ist. Die Tatsache einer vergleichbaren Erhöhung von Tc bei der 1100°C- bzw. 1450°C-Glühung spricht für die Ausheilung der Punktdefekten, die bereits bei 1100°C erfolgt, da erst die 1450°C-Glühung zur Ausheilung von Versetzungen und Stapelfehlern führt. Dieser Befund läßt sich auch bei den Proben mit und ohne Stapelfehler in YNi2B2C und Tb0.4Y0.6Ni2B2C bestätigen.

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Seit 1972 werden in Zusammenarbeit mit Städten nach dem an der Technischen Universität Dresden entwickelten System repräsentativer Verkehrsbefragungen (SrV) Informationen erhoben und Verkehrskennziffern berechnet. Die beteiligten Städte nutzten die gewonnenen Informationen für ihre Planungsaufgaben. Darüber hinaus war und ist der gesamte SrV - Ergebnispool auch stets Grundlage für Forschung und übergeordnete Planung. Dennoch konnten neue differenzierte Fragen mit diesem vorhandenen Ergebnispool nur mit hohem Aufwand oder oftmals gar nicht beantwortet werden. Die Entwicklung einer konsolidierten Datenbank war daher erforderlich. Der Verfasser hat SrV - Daten von 1987, 1991, 1994 und 1998 in einer einzigen neuen Datenbank vollständig integriert, so dass über diese Zeitreihe identische und ganzheitliche Abfragen möglich sind. In der vorliegenden Arbeit wurden auf dieser Grundlage wesentliche Entwicklungen des Verkehrs in ostdeutschen Städten dargestellt und interpretiert. Insbesondere konnte erstmalig der Freizeitverkehr, der bislang zu Unrecht eine untergeordnete Bedeutung im werktäglichen Verkehr hatte, quantifiziert werden. Die Darstellung und Interpretation des Ist - Zustandes, die Quantifizierung der Teilaktivitäten im Freizeitverkehr sowie die Abschätzung der Auswirkungen höherer Pkw - Verfügbarkeit älterer Bürger auf das spezifische Verkehrsaufkommen, der Verkehrsmittelwahl und der Verkehrsarbeit im werktäglichen Freizeitverkehr bis zum Jahr 2010 stellt beispielhaft dar, welche Möglichkeiten die erarbeitete SrV - Datenbank bietet. Zudem beschreibt die Arbeit auch methodische Zusammenhänge und Entwicklungen des SrV. Besondere Beachtung findet dabei das SrV 1998, das am Beispiel der Stadt Frankfurt am Main vertieft wird.

This thesis analyzes charge properties of (undoped) cuprate compounds from a theoretical point of view. The central question considered here is: How does the dimensionality of the CU-O sub-structure influence its charge degrees of freedom? The model used to describe the Cu-O sub-structure is the three- (or multi-) band Hubbard model. Analytical approaches are employed (ground-state formalism for strongly correlated systems, Mori-Zwanzig projection technique) as well as numerical simulations (Projector Quantum Monte Carlo, exact diagonalization). Several results are compared to experimental data. The following materials have been chosen as candidates to represent different Cu-O sub-structures: Bi2CuO4 (isolated CuO4 plaquettes), Li2CuO2 (chains of edge-sharing plaquettes), Sr2CuO3 (chains of corner-sharing plaquettes), and Sr2CuO2Cl2 (planes of plaquettes). Several results presented in this thesis are valid for other cuprates as well. Two different aspects of charge properties are analyzed: 1) Charge properties of the ground state 2) Charge excitations. (gekürzte Fassung)

Major progress has been made during the last twenty years towards a better understanding of the evolution of angiosperms. Early molecular-phylogenetic analyses revealed three major groups, with eudicots as well as monocots being monophyletic, arisen from a paraphyletic group of dicotyledonous angiosperms (= basal angiosperms). Consistently, numerous phylogenetic studies based on sequence data have recovered the eudicot-clade and increased confidence in its existence. Furthermore this clade, which contains about 75% of angiosperm species diversity, is characterized by the possession of tricolpate and tricolpate-derived pollen and has thus also been called the tricolpate clade. Based on molecular-phylogenetic investigations several lineages, such as Ranunculales, Proteales (= Proteaceae, Nelumbonaceae, Platanaceae), Sabiaceae, Buxaceae plus Didymelaceae, and Trochodendraceae plus Tetracentraceae were shown as belonging to a early-diverging grade (early-diverging or “basal” eudicots), while larger groups like asterids, Caryophyllales, rosids, Santalales, and Saxifragales were identified as being members of a highly supported core clade, the so called “core eudicots”. Nevertheless, phylogenetic relationships among several lineages of the eudicots remained difficult to resolve. This thesis is mainly concentrated on fully resolving the branching order among the different clades of the early-diverging eudicots as well as on clarifying phylogenetic and systematic conditions within several lineages, based on phylogenetic reconstructions using sequence data of rapidly-evolving and non-coding molecular regions, such as spacers and introns. Commonly, fast-evolving and non-coding DNA was used to infer relationships among species and genera, as practised in chapter 3, due to the assumption of being inapplicable caused by putative high levels of homoplasy through multiple substitutions and frequent microstructural changes resulting in non-alignability. However, during the last few years numerous molecular-phylogenetic studies were able to present well resolved angiosperm trees on the basis of rapidly-evolving and non-coding regions from the large single copy region of the chloroplast genome comparable to multi-gene analyses concerning topology and statistical support. Mutational dynamics in spacers and introns was revealed to follow complex patterns related to structural constraints like the introns secondary structure. Therefore extreme sequence variability was always confirmed to mutational hotspots that could be excluded from calculations. Moreover it became clear that combining these non-coding regions with the fast-evolving matK gene can lead to further resolved and statistical supported trees. Chapter 1 deals with the placement of Sabiales inside the early-diverging eudicot grade, while investigating mutational dynamics as well as the utility of different kinds of non-coding and rapidly-evolving DNA within deep-level phylogenetics. It was done by analyzing a combination of nine regions from the large single copy region of the chloroplast genome, including spacers, the sole group I intron, three group II introns and the coding matK for a sampling of 56 taxa. The presented topology is in mainly congruence with the hypothesis on phylogenetic relationships among early-branching eudicots that was gained through the application of a reduced set of five non-coding and fast-evolving molecular markers, including the plastid petD (petB-petD spacer, petD group II intron) plus the trnL-F (trnL group I intron, trnL-F spacer) region and the matK gene. It showed a grade of Ranunculales, Sabiales, Proteales, Trochodendrales and Buxales. The current study differs in showing Sabiales as sister to Proteales in all phylogenetic analyses, in contrast to a second-branching inside early-diverging eudicots and a Bayesian tree displaying Sabiales branching after Proteales. All three hypotheses were tested concerning their likelihood. None of them was shown as being significantly declinable. Thus, albeit the number of characters and informative sites was doubled in comparision to the five-region investigation, the exact position of the Sabiales remained to be resolved with confidence. However, the advanced analyses of the phylogenetic structure of the three different non-coding partitions in comparison to coding genes resulted in the recognition of a significantly higher mean phylogenetic signal per informative character within spacers and introns than in the frequently applied slowly-evolving rbcL gene. The fast-evolving and well performing matK gene is shown to be nested within the non-coding partitions in this respect. Interestingly, the least constrained spacers displayed considerably less phylogenetic structure than both, the group I intron and the group II introns. Molecular evolution is again shown to follow certain patterns in angiosperms, as indicated by the occurrence of mutational hotspots and their connection to structural and functional constraints. This is especially shown for the group II introns studied where highly dynamic sequence parts were rather found in loops than stems. The aim of chapter 2 was to present a comprehensive reconstruction of the phylogenetic relationships inside the order of Ranunculales, the first-branching clade of the early-diverging eudicots, with an emphasis on the evolution of growth forms within the group. Currently, the order comprises seven families (Ranunculaceae, Berberidaceae, Menispermaceae, Lardizabalaceae, Circaeasteraceae – not included due to lacking plant material, Eupteleaceae, Papaveraceae) containing predominantly herbaceous groups as well as trees and lianescent/shrubby forms. A surprising result that emerged due to the increased use of molecular data within systematics during the last twenty years is the inclusion of the woody Eupteleaceae into Ranunculales. Because of its adaptation to wind pollination it was previously placed next to Hamamelididea. Although phylogenetic hypotheses agreed in the exclusion of Eupteleaceae and the predominantly herbaceous Papaveraceae from a core clade the branching order within early-diverging Ranunculales remained a question to be answered. Thus phylogenetic reconstructions based on molecular data of 50 taxa (including outgroup), applying the well-performing non-coding petD and trnL-F as well as the trnK/matK-psbA region including the coding matK, were carried out. The comprehensive sampling resulted in fully resolved and highly supported phylogenies in both, maximum parsimony and model based approaches, with family relations within the core clade being identical and Euptelea appearing as first branching lineage. However, the relationships among the early-diverging Ranunculales could not be resolved with confidence, a result in line with the finding made in chapter 1. The topology was further resolved as Lardizabalaceae being sister to the remaining members of the order, followed by Menispermaceae, Berberidaceae and Ranunculaceae, the latter sharing a sistergroup relationship. Inside the mainly lianescent Lardizabalaceae the shrubby Decaisnea was clearly depicted as first-branching. The systematic controversial Glaucidium and Hydrastis are shown to be early-diverging members of the Ranunculaceae. A central goal of chapter 3 was to test phylogenetic relationships among the members of the ranunculaceous tribe Anemoneae. Currently it consists of the subtribes Anemoninae including Anemone, Hepatica, Pulsatilla and Knowltonia, and Clematidinae, consisting of Archiclematis, Clematis and Naravelia. Furthermore the position and taxonomic rank of several lineages inside the subtribe Anemoninae were examined. Since recent comprehensive molecular-phylogenetic investigations have been carried out for the members of Clematidinae or Anemoninae, 63 species representing all major lineages of the two subtribes were included into analyses. Calculations were carried out on the basis of molecular data of the nuclear ribosomal ITS1&2 and the plastid atpB-rbcL intergenic spacer region. Phylogenetic reconstructions resulted in the recognition of two distinct clades within the tribe, thus corroborating the formation of the two subtribes. Within the subtribe Anemoninae the traditional genera Knowltonia, Pulsatilla and Hepatica are confidently shown to be nested within the genus Anemone. The preliminary classification of the genus, currently consisting of the two subgenera Anemone and Anemonidium, is complemented by the subgenus Hepatica.

This dissertation considers different aspects of early childhood education in Germany. It aims at providing an empirical contribution to four issues in early childhood education: the development of cognitive and noncognitive skills (chapter 1-3), institutional child care (chapter 4), the intergenerational transmission of a child's health (chapter 5), and the long-term consequences of early noncognitive skills (chapter 6). This is done by using two data sets: First, we use the mother and child data from the German Socio-economic Panel (SOEP) for the years 2003-2008. The mother and child questionnaire, firstly implemented in 2003, contains detailed information on a child's cognitive and noncognitive skills and health, starting from the time of birth. This information on a child's human capital was assessed by the mothers. Second, we exploit a prospective psychological longitudinal panel study on child development from birth until adulthood, the Mannheim Study of Children at Risk (MARS). These data allow us to use more reliable information on a child's cognitive and noncognitive skills from the age of three months on. However, this study is not representative because children at risk are oversampled. Altogether, the different studies suggest that parental investment (economic resources or non-economic resources) in children explain, at least to some extent, the development of cognitive and noncognitive skills as well as the child's health status. Scope for further research is pointed out, particularly related to long-term consequences of cognitive and noncognitive skills acquired during early childhood. A deeper understanding of how skills develop over the life cycle promises to enrich the economic theory and helps to understand the sources as well as the solutions for inequality. / Die vorliegende Dissertation untersucht verschiedene Aspekte der frühkindlichen Bildung in Deutschland. Während sich die empirische Bildungsforschung in den letzten Jahren intensiv mit Fragen der institutionellen Bildung beschäftigt hat, weisen aktuell geführte familien- und bildungspolitische Diskussionen und neuere Forschungsstudien zunehmend auf die Bedeutung der frühkindlichen Entwicklungsphase als erste Phase für die Entwicklung und Förderung von Humankapital hin. Die Arbeit nimmt die aktuelle Diskussion zum Anlass, unterschiedliche Aspekte der frühkindlichen Bildung in Deutschland zu untersuchen. Die ersten drei Kapitel dieser Arbeit untersuchen, wie sich Fähigkeiten in der (frühen) Kindheit entwickeln. Dafür wird eine Fähigkeitsproduktionsfunktion zugrunde gelegt und deren zentrale Eigenschaften zu unterschiedlichen Phasen innerhalb der (frühen) Kindheit auf ihre empirische Relevanz hin untersucht. Darüber hinaus ist es möglich, Wirkungen unterschiedlicher Investitionen für die Entwicklung kognitiver und nicht-kognitiver Fähigkeiten innerhalb der ersten Lebensjahre zu beleuchten und geeignete politische Instrumente daraus abzuleiten. Kapitel vier beleuchtet den Aspekt der institutionellen Kinderbetreuung für die frühkindliche Bildung in Westdeutschland. Die zugrundeliegende Überlegung dieses Abschnitts ist die Frage, ob der institutionellen Kinderbetreuung in Deutschland neben seiner Betreuungsfunktion neuerdings auch eine Bildungsfunktion zugesprochen wird. Zahlreiche Studien zeigen, dass die Gesundheit in der frühen Kindheit eine zentrale Rolle für die Gesundheit im Erwachsenenalter spielt, und gleichzeitig den Erwerb von Fähigkeiten in der frühen Kindheit und damit auch für spätere Lebensphasen unmittelbar beeinflusst. Die Rolle der Gesundheit innerhalb in der ersten Lebensjahre wird in Kapitel 5 untersucht. Neben der unumstrittenen Bedeutung kognitiver Fähigkeiten für eine Vielzahl ökonomischer und nicht-ökonomischer Outcomes, zeigen neuere Studien die Bedeutung nicht-kognitiver Fähigkeiten. Im letzten Kapitel (sechs) werden daher mittel- bis langfristige Konsequenzen geringer nicht-kognitiver Fähigkeiten in der frühen Kindheit für eine Reihe von sozialen Outcomes (Schulleistungen, Gesundheitsverhalten, Persönlichkeit) im Jugendalter analysiert.