Literatur & Tools
Um im Informatik- oder auch Elektrotechnikstudium die mathematischen Fächer und ein paar andere Fächer einigermaßen unbeschadet zu überstehen, hilft: viel lernen. Klar. Um die Lernerei aber einigermaßen effektiv zu gestalten, gibt es eine kleine Auswahl an Software-Tools, die wir Euch hier vorstellen wollen:
Maxima ist ein sog. "Computer-Algebra-System". Mit Maxima ist es möglich, zu differenzieren, integrieren, Grenzwerte zu bestimmen und so weiter.
Mit Maxima ist es auch möglich, gewisse Aufgaben wie eine Termumformung (vgl. aktueller Mathematik-Einstufungstest) lösen zu lassen. Dabei werden zwar nicht die einzelnen Rechenschritte, sondern nur das Ergebnis angezeigt. Aber die Kenntnis des Ergebnisses erlaubt es entweder, das eigene (per Hand errechnete) Ergebnis zu überprüfen oder zumindest eine "Richtung" abschätzen zu können, in die die Rechenschritte zu erfolgen haben.
Maxima ist Open Source und kann - für Windows und Linux - hier geladen werden:
http://maxima.sourceforge.net/
Ein gutes Tutorial:
http://maxima.sourceforge.net/docs/tutorial/de/maxima-einfuehrung.pdf
Graph ist ein Tool, um Funktionsgraphen zu plotten. Das erleichtert es, mal eben die Nullstellen zu finden oder sich einfach einen "Eindruck" z. B. einer Betragsfunktion zu verschaffen. Für Funktionsgraphen kann man auch den Graphen der Ableitung anzeigen lassen (z. B. um Scheitel-/Wendepunkte zu sehen) und so weiter.
Das nützliche Helferlein gibt es nur für Windows, läuft mit Wine aber auch unter Linux und kann auf der folgenden Seite geladen werden:
Die Software ist weitestgehend selbsterklärend, ein Tutorial ist nicht nötig.
Hierbei handelt es sich um ein Werkzeug um verschiedenste (und zwar wirklich sehr viele!) Rechenoperationen auf Vektoren und Matrizen auszuführen. Seit einiger Zeit ist auch die Pro-Version kostenlos erhältlich, läuft auch mit Wine unter Linux:
Excel? Bzw. die Entsprechung aus dem Open Source-Umfeld, OpenOffice.org Calc? Ja. Wirklich! Damit kann man auch einiges anstellen.
Beide Programme bieten (auch) viele Funktionen aus dem Bereich der Logik. Wenn es in Fächern wie "Digitale Logik" darum geht, Wahrheitstabellen aufzustellen oder Funktionen auszuwerten, so können Excel und Co. dazu genutzt werden. Es lassen sich auch Zwischenschritte in die Berechnung einfügen und so mögliche Fehler finden.
Auch in Fortgeschrittenen Fächern wie "Theoretische Informatik: Logik", insb. im aussagenlogischen Teil, können die genannten Programme gut assistieren.
Excel selbst ist ein kommerzielles Produkt. OpenOffice.org lässt sich für die verschiedensten Betriebssysteme unter der folgenden Adresse laden:
http://www.openoffice.org/ (Wer hätte das gedacht? ;-) )
Bei LogicSim handelt es sich um einen Logiksimulator. Damit ist es möglich, digitale Schaltungen aufzubauen und zu simulieren. Auch wenn im kommenden Wintersemester jedem Studenten, der das Fach "Digitale Logik" besucht, ein kleines Experimentierboard zur Verfügung gestellt wird, ist dieses vielleicht nicht immer (auf der Heimfahrt im Zug, über Weihnachten bei der Familie weit weg von Kassel) zur Hand.
LogicSim ist sehr einfach zu bedienen und trägt zum Verstehen digitaler Schaltungen ganz erheblich bei.
LogicSim (ein Java-Programm, also betriebssystemunabhängig) kann hier geladen werden:
Viele werden häufig den Namen kommerzieller Programme wie "Matlab", "Maple", "Electronics Workbench" (bzw. "MultiSim") und so weiter hören. Dabei handelt es sich um sehr mächtige Tools, keine Frage. Im Grundstudium (insb. der Informatik in Kassel) sind diese jedoch nicht nötig!
Matlab z. B. kann - wenn das in späteren Semestern im Rahmen von Signalverarbeitungsvorlesungen mal nötig wird - durch GNU Octave oder SciLab ersetzt werden. Wenn es das "richtige" Matlab in der Studentenversion (ab ca. 60,- €) sein soll, so ist es absolut sinnvoll, mit der Anschaffung zu warten, bis Matlab wirklich gebraucht wird, da so gut wie jedes Jahr eine neue Version erscheint.
Matlab kann auch auf den Rechnern des HRZ (bzw. seit neuestem "ITS") der Universität Kassel genutzt werden. Im CIP-Pool an der "Ing.-Schule" ist es installiert. Per SSH kann auch auf den Linux-Cluster des HRZ zugegriffen werden. Dann ist Matlab ebenfalls nutzbar - entweder per Terminal oder X11-Tunnelung.
Das einzige kommerzielle Produkt, dessen Anschaffung sich möglicherweise lohnt, ist Electronics Workbench (welches schon seit einer ganzen Zeit MultiSim heißt). Mit MultiSim ist es möglich, kleine (und auch ausgesprochen komplexe) Stromnetzwerke aufzubauen und auszumessen. Dadurch können dann wieder alle möglichen Berechnungen überprüft oder merkwürdige Schaltungen verstanden werden. Es gibt MultiSim einerseits bei National Instruments als Studentenversion zu kaufen. Anderserseits ist auch bei vielen Lehrbüchern eine (für die Anforderungen im Grund- und auch Hauptstudium vollkommen ausreichende!) Studentenversion beigelegt; z. B. bei diesem hier:
http://www.amazon.de/Schaltungen-Elektrotechnik-Elektronik-verstehen-Arbeitsbuch/dp/3446421548/