'7.0 NANGSTL, A> und MEIER, N,; EDV-Ausbildung in der Fachrichtung Pflanzenpro- duktion der TU München-Weihenstephan
Zusammenfassung
Die elektronische Datenverarbeitung wird in Neihenstephan als Wahlpflichtfach mit 6 Semesterwochenstunden auch für die Studenten der Fachrichtung Pflanzenproduktion angeboten.
Spezielle Themen aus dem Pflanzenbau können dabei selbst- verständlich nicht behandelt werden. Den Studenten der Fachrichtung Pflanzenproduktion bieten wir deshalb in Voi—
lesungen/ Übungen und Seminaren in den Fächern Biometrie, Ackei— und Pflanzenbau die Möglichkeit/ EDV-Wissen zu ei—
werben.
Im 6. Semester erheben die Studenten wöchentlich Daten im Feld. Diese Daten werden im 7. Semester am Bildschirm ei—
faßt/ kontrolliert und ausgewertet. Gegen Ende des Seme- sters prüfen wir das erworbene Wissen in einem Abschlußkol- loquium in Form von Kurzreferaten ab.
Im Wintersemester bieten wir Kurse zu 13 verschiedenen The- men an. Jeder Student muß mindestens 5 Kurse erfolgreich ablegen.
Das in den Übungen und Vorlesungen erworbene Wissen wird in einem Ackerbauseminar vertieft. Die Studenten tragen in diesem Seminar Referate aus dem Bereich der Informations- verarbeitung vor.
Abstract
The Tu-Munich Weihenstephan offers the optional subject electronic data processing to students. The students can obtain special knowledge about electronic data processing in plant production in additional exercises and biometric Seminars. Out off 13 courses at least five must be passed successfully.
The students have to observe field experiments, collect data and interpret the Computer processed results. At the end of the Semester they must undergo a test in the form of a short report.
7.l Einleitung
Ebenso wie für Studenten anderer Fachrichtungen besteht für Studierende der Agrarwissenschaft, Fachrichtung Pflanzenproduktion, die Möglichkeit/ das Fach Datenverarbeitung als 6. Fach mit einem Lehrumfang von 6 Semesterwochenstunden (Vorlesungen und Übungen) zu wählen. Von durchschnittlich 80 Studenten der Fachrichtung Pflanzenproduktion nehmen dieses Angebot ca. 10 in Anspruch.
Nachdem die Mehrzahl der Studenten ohne EDV-Wissen in unsere Lehrveranstaltungen kommt, sind wir gezwungen, auch Grundlagen zu vermitteln. Der Schwerpunkt unseres Ausbildungsprogrammes für die Studenten der Fachrichtung Pflanzenproduktion liegt im Bereich der 'Pflanzenbaulichen Informatik1. Der Themenbereich ist trotz dieser Einschränkung sehr weit gespannt. Nach unserer Auffassung ist es nicht möglich, immer dann wann neue Fächer wie z. B. in unserem Fall die "Pflanzen- bauliche Informatik1 entstehen, die Zahl der Vorlesungsstunden im Lehrplan be-1 liebig auszudehnen. Deshalb haben wir die Vorlesungsinhalte in den von uns vertretenen Fächern gestrafft und den Schwerpunkt auf aktuelle Themen der EDV verlagert.
7 .2 Ablauf der Lehrveranstaltungen
Vom 6. - 8. Semester werden im Rahmen
• der Vorlesungen zur Biometrie
• der Übungen zum Pflanzenbau II und III (6. und 7. Semester) und
• im Rahmen des Seminars Ackerbau im 7. Semester die folgenden Themen bearbeitet:
• Grundlagen der Datenverarbeitung (Großrechner, Personal - Computer, Btx)
• Erfassung und Auswertung von Versuchen,
• Entwicklung und Anwendung von Prognose- und Entscheidungsmodellen.
7.2.1 Datenerhebung und statistische Auswertung von Feldversuchen
Im 6. Semester teilen wir die Studenten (durchschnittlich 80) im Rahmen der Übungen zum Pflanzenbau in acht Gruppen ein. Der Schwerpunkt der Übungen in diesem Semester liegt auf pflanzenbaulichen Problemstellungen. Kern der Übungen ist die Erhebung von Daten an einem Sommerweizen- und Kartoffelversuch während des ganzen Sommers. Für die beiden Fruchtarten wird jeweils ein Versuch mit drei Sorten und drei N-Düngungsstufen, wobei Variante l jeweils eine langjährige Null-Parzelle ist, angelegt. Wöchentlich erheben die Studenten in diesen Versu- chen Daten, wie z.B bei Sommerweizen:
• Zahl der Triebe,
• Zahl der Kronenwurzeln,
80
* * Trockensubstanzgewicht der Halme und Blätter,
• Trockensubstanzgewicht der Ähren usw.
Bei Kartoffeln werden:
• die Zahl der Triebe/
• später die Zahl der Stolonen und der Knollenansätze sowie
» das Knollenfrischgewicht
festgestellt. Die einzelnen Gruppen tragen die erhobenen Daten in Erhebungsfoi—
mulare ein.
Im Nintersemester ( 7 . Semester) erfassen und kontrollieren die Studenten die Daten der verschiedenen Gruppen am Bildschirm. Für die Datenerfassung und -Kontrolle steht ein spezielles Dialogprogramm zur Verfügung. Im Rahmen der Übungen demonstrieren wir den Studenten die verschiedensten Auswertungsmethoden vor allem mit Hilfe des SPSS-Prograrnmpaketes. Das Methodenspektrum umfaßt dabei die üblichen Verfahren wie:
• Beschreibende Statistik,
• Varianzanalyse,
• Korrelations- und Regressionsrechnung bis hin zur
• Diskriminanzanalyse.
Die theoretischen Grundlagen zu den Verfahren wurden bereits in den Vorlesungen zur Biometrie im 5. und 6. Semester behandelt. Der Lehrstoff in den Übungen kann sich daher ausschließlich auf das Erlernen von Syntax und Handhabung der Stati- stikpakete beschränken.
Im Rahmen eines Abschlußkolloqiums halten die Studenten gegen Ende des 7. Seme- sters Kurzreferate ab. Zur Vorbereitung der Kurzreferate verteilen wir an die Referenten von uns angefertigte Computerausdrucke. Die Aufgabe für den Refe- renten besteht im wesentlichen darin, das Ergebnis der statistischen Auswertung biometrisch und pflanzenbaulich richtig zu interpretieren und in ein bis zwei Tabellen oder Grafiken ordentlich darzustellen.
Im Anschluß an den Kurzvortrag beantwortet der Referent im Rahmen einer kurzen Diskussion Fragen aus dem Auditorium. Fehlerhafte Interpretationen werden be- richtigt. Der Umfang der im Abschlußkolloquium behandelten Themen ist der Übersicht l auf Seite 82 zu entnehmen.
Übersicht 1. Themen der Kurzreferate im Abschlußkolloquium zur Versuchs- auswertung im Pflanzenbau
1. Aufgabe: (Studentenversuch Sommerweizen und Kartoffeln) Versuchsaufbau und Auswertungsmöglichkeiten
2. Aufgabe: CStudentenversuch Sommerweizen)
A) Entwicklung der Parameter in der Vegetationsperiode
B) Mittelwerte, Grenzdifferenzen der Haupt- und Wechselwirkungen 5. Aufgabe; CStudentenversuch Kartoffeln)
A) Die Entwicklung der gemessenen Parameter im Verlauf der Vegetationsperiode
B) Mittelwerte, Grenzdifferenzen der Haupt- und Wechselwirkungen C) Interpretieren der Varianzanalyse (Kartoffeln und Sommerweizen) 4. Aufgabe:
Bericht über die von den Studenten bewirtschafteten Parzellen, Maßnahmen während der Vegetation, Ernteergebnisse
5. Aufgabe: (Randparzellen)
A) Entwicklung des Wassergehaltes im Boden in Abhängigkeit von den Niederschlägen und dem Verbrauch der Pflanzen
B) Entwicklung der gemessenen Werte für Stickstoff (Teststreifen- und Nitratschnelltest) und Einfluß von Witterungsparametern C) Entwicklung des Blattflächenindexes im Verlauf des Untersuchungs-
zeitraumes (Vergleich mit TS-Zunahmen der Pflanzen)
D) Ergebnisse der Bestandesbeobachtung (Blattflächenindex usw.) 6. Aufgabe: (Korrelation, Regression )
A) Einfache Regression und Korrelation
(Produktionsfunktionen Stickstoff Wintergerste)
B) Multiple Regression, Plots zum Test der Normalverteilung etc.
(Prognose Gelbreife Winterweizen) 7 . Aufgabe; (Diskriminanzanalyse)
Für jeden Step aufgenommene Variable, Trennergebnis, F-Wert und U-Statistik darstellen
82
r 1.2.2 Kurse zur EDV-Anwendung (Informatik) im Pflanzenbau
Begleitend zur Biometrievorlesung werden im 6. Semester die Kurse des Winterse- mesters im Hörsaal theoretisch vorbereitet. Im 7 . Semester erhalten die Stu- denten dann Umdrucke, auf Grund deren sie sich auf die gruppenweise durchge- führten Übungen am Bildschirm vorbereiten können. Zu Beginn der jeweiligen Übung führt der Betreuer des Kurses ein kurzes Testat durch* um den Wissensstand ab- zuprüfen. Im Rahmen der Übungen sollen die Studenten dann selbst die Geräte bedienen bzw. die einzelnen Programme benutzen. Selbstverständlich ist es nahezu unmöglich, innerhalb von 2 Stunden 8-10 Teilnehmer intensiv zu schulen. Für interessierte Studenten stehen die Programme und Geräte auch außerhalb der Lehrveranstaltungen zur Verfügung.
Im Rahmen des ClP-Programmes (Computei—Investitions-Programm der Bundesregie- rung) sollen Personal-Computer (ca. 20 Stück) in einem zentralen Raum aufgestellt werden. Diese Einrichtung ist unbedingt notwendig, um einen intensiveren Untei—
rieht in der EDV zu ermöglichen.
Die im 7. Semester angebotenen Kurse umfassen die folgenden Themen:
l, Bedienung eines EDV-Terminals und Arbeit am Großrechner (IBM 3081) l. Einführung in die Statistikpakete SPSS-X, BMDP, SAS
3. Aufbau und Funktionsweise des Personal-Computers f, Das Bildschirmtextsystem
5. Prognose von Pflanzenkrankheiten (Septoriaprognose, EPIPRE/ usw.) 6. Schlagkarteiführung und -auswertung in ISPFLANZ
7. Erfassung und Auswertung von Feldversuchen am Großrechner einschließlich mobiler Datenerfassung
8. Erfassung und Auswertung von Feldversuchen am Personal-Computer mit MSTAT-W 9. Düngeplanung am Großrechner
10. Düngeplanung am Personal-Computer
11. Datenbanksysteme, Tabellenkalkulationsprogramme und Betriebssysteme für Personal-Computer
12. Textverarbeitungssysteme
13. Einführung in die Benutzung der Cyber 175 am Leibniz-Rechenzentrum
Die Kurse 1-3 vermitteln Grundlagen, die bei den weiteren Kursen zum Teil voi—
ausgesetzt werden. Diese Kurse muß deshalb jeder Student belegen. Aus dem rest- lichen Angebot können die Studenten frei wählen. Die Mindestzahl der erfolgreich abgelegten Kurse ist fünf. Die Themen der 13 Kurse einschließlich einer In- haltsangabe der verfügbaren Umdrucke sind im Anhang aufgelistet. Interessenten können die Umdrucke bis Ende des Jahres 1985 gegen eine Schutzgebühr bei uns beziehen.
7.2.3 Vorträge zur Informatik im Pflanzenbau
Die in den Übungen zum Pflanzenbau II und III (6. und 7. Semester) erworbenen Kenntnisse sollen im Rahmen unseres Seminars zum Ackerbau vertieft werden. Die Studenten halten in diesem Seminar eigenständige Referate ab und berichten dabei über:
• theoretische Grundlagen,
• Anwendungsmöglichkeiten/
• Voi— und Nachteile
•
• Personal-Computern,
• Btx-Angeboten,
• Beratungsmodellen usw.
Anschließend werden die Referate diskutiert. Leider ist es wegen der großen Zahl von Hörern nicht möglich* jeden einzelnen Studenten zu einem Referat zu ver- pflichten. Die behandelten Themen sind der Übersicht 2 auf Seite 85 und Übersicht 3 auf Seite 86 zu entnehmen.
Übersicht 2. Themenkatalog des Seminars zur 'Pflanzenbaulichen Informatik1
SEMINAR ACKERBAU - HINTERSEMESTER 1984/85 Bildschirmtext im Pflanzenbau (10.12.84)
1. Funktionsweise - Endgeräte - Kosten
2. Angebot an Informationsseiten für den Pflanzenbau
3. Dialogprogramme für externen Rechner und intelligenten Decoder Der Personalcomputer in der Landwirtschaft C17.12.84)
1. Angebot an pflanzenbaulicher Software für PC's 2. Allgemeine Anwendungssoftware am Beispiel der
Tabellenkalkulationsprogramme
3. Der Personalcomputer in der US-Landwirtschaft
Moderne Möglichkeiten zur Erfassung und Auswertung von Versuchsdaten (14.1.85)
1. VERDIV ~ ein System zur Erfassung und Auswertung von Versuchen während der Vegetation
2. Datenerfassung mit mobilen Erfassungsgerä'ten und tragbaren Computern
3. SORTINFO (Sortenspezifische Informationen aus ISPFLANZ) Schlagkartei C 21.1.85)
1. Einführung, Formulare, Datenerfassung, Auswertungsmöglichkeiten 2. Auswertungen zum Problemkreis Fruchtfolge
CBesondere Ernteermittlung Hessen)
3. Schlagkarteiführung über Personalcomputer und Btx
t
Übersicht 3. Themenkatalog des Seminars zur 'Pflanzenbaulichen Informatik1 W l (Fortsetzung)
^ ^ ^ c
Prognose- und Entscheidungsmodelle im Pflanzenschutz (28*1.85) «
1. Septoriaprognose « 2. EPIPRE3. Unkrautbekämpfung nach Schadschwellen
EDV-Düngeplanung, Gülleverteilung* Güllauntersuchung (4.2.85) l
1. Programme zur EDV-Düngeplanung (Großrechner und Personal-Computer)2. Optimierung der Gülleverteilung im landwirtschaftlichen Betrieb 3. Probleme bei der Probenahme und Analyse von Gülleproben
Stickstoffdüngung (11.2.85)
1. Errechnung von Produktionsfunktionen für Stickstoff am Beispiel Wintergerste
2. Prognose von N-min-Wert und N-Soll-Wert aus Witterungsdaten, Standortsfaktoren und produktionstechnischen Daten
3. Ein Modell zur Beschreibung der Nitratentwicklung im Boden Computerintegrierte Pflanzenproduktion CIPP (25.2.85)
1. CERES-W, ein Modell zur Simulation eines Weizenbestandes 2. Testergebnisse international und in Weihenstephan
3. Konzept für ein Steuerungssystem für die Pflanzenproduktion (CIPP)
86
[ 7 . 2 , 4 Einführung in das Programmieren mit BASIC
Die Programmiersprache BASIC ist neben anderen höheren Programmiersprachen wie h FORTRAN
l • PASCAL
• COBOL
• PL/l
besonders bei Personal-Computern sehr weit verbreitet.
Aus diesem Grund bieten wir begleitend zur Biometrievorlesung im 6 . Semester einem BASIC-Programmierkurs an. In der Vorlesung werden den Studenten die BA- SIC-Anweisungen an Hand von Programmierbeispielen erläutert.
7.3 Anhang; An der Lehreinheit Ackerbau und Versuchswesen verwendete Umdrucke.
1. Bedienung eines EDV-Terminals und Arbeit am Großrechner (IBM 3081)
• Teil 1: Beschreibung des Bildschirms und der Tastatur
• Teil 2: Logon und Einführung ins SPF (Screenprogramming Facility)
• Teil 3s Nichtige Möglichkeiten im Editierprogramm EDIT
• Teil 4: Etwas Theorie zu Terminal und Datenübertragung 2. Einführung in die Statistikpakete SPSS~x, BMDP, SAS
• Entstehung der Programmpakete SPSS-X
BMDP SAS
• Aufbau der Syntax der Programmpakete
• Wichtige Statistikroutinen bei den Paketen SPSS, BMDP und SAS
• Vor- und Nachteile der Pakete
• PC-Versionen von SPSS, SAS und BMDP
• Anwendungsbeispiel für SPSS - Jobcontrol für SPSS
— Datenbeispiel aus dem Studentenversuch
— Erläuterung der SPSS-Syntax am Datensatz des Studentenversuches 3. Aufbau und Funktionsweise des Personal-Computers
• Begriffsabgrenzung und Entwicklung
— Der Mikroprozessor - Der Datenkanal (Bus)
— Das Mikrorechner—System
— Die Speicher des Personal-Computers
— Periphere Geräte Tastatur Drucker
— Betriebssysteme CP/M-86 CCP/M MS-DOS UNIX
• Anwendungsbereiche in der Landwirtschaft
88
4. Das Bildschirmtextsystem
• Was ist Bildschirmtext?
• Geräte für den Btx-Empfang
• Wie kann der Landwirt Btx nutzen?
- Abruf von Informationsseiten - Abruf von Dialogprogrammen
Dialogprogramme für Btx-Geräte, z.B. MUPID (Telesoftware) Dialogprogramme im externen Rechner
• ISPFLANZ-Dialogprogramme für Btx - Schlagkarteiführung über Btx - Septoriaprognose über Btx
- Mischverträglichkeit von Pflanzenschutzmitteln
— Auswahl von Pflanzenschutzmitteln - EPIPRE
— Düngeplanung
5. Prognose von Pflanzenkrankheiten (Septoria, EPIPRE usw.)
• SEPTPROG: Septoriaprognose am Bildschirm - Modellaufbau
- Prognoseaufruf im ISO
- Prognoseaufruf im IMS (Datenbanksystem)
— Prognoseaufruf über Btx (Programm entspricht der IMS-Version) - Zukünftige Versionen
• EPIPRE (EPIdemiologie PREvision) - ein Prognosesystem für Weizenkrank- heiten
- Ziel von EPIPRE
- Modellaufbau und verwendete Funktionen
— Benötigte Daten (Schlaggrunddaten und Feldbeobachtungen) - Ermittlung von Schadschwellen
— Vom Modell berücksichtigte Krankheiten und Schädlinge
— Anleitung für die Feldbeobachtungen
• Einfache Modelle zur Prognose von Fußkrankheiten bei Neizen Das Dialogprogramm CERCOPROG in ISPFLANZ
— Das Cercosporella-Modell innerhalb des EPIPRE-Systems 6. Schlagkarteiführung und -Auswertung in ISPFLANZ
• Geschichtliche Entwicklung
• Umfang der bisher erfaßten Daten
• Erfassung^ Speicherung und Auswertung von Schlagkarteidaten am Groß- rechner
• Schlagkarteiführung am Personal-Computer
• Auswertungsbeispiele
— Horizontaler Schlagvergleich
— Vertikaler Schlagvergleich
Erfassung und Auswertung von Feldversuchen am Großrechner
• Erfassung von Feldversuchsdaten
• Ablauf der Datenerfassung während der Vegetationsperiode
— Definition des Versuches
— Erfassung des Versuchsplanes
— Erfassung von Beobachtungen, Bonituren und Meßwerten
• Auswertung der Versuche
Erfassung und Auswertung von Feldversuchen am Personal- Computer mit MSTAT-k
• Benutzerführung und Funktionsweise
• Grundfunktionen
,
— Datenhaltung 11
— Auswertung
— Planung von Versuchsanlagen
• Programmtechnische Einzelheiten
— Programmiersprache
— Programmstruktur
— Datenhaltung
— Rechneranforderungen Düngeplanung am Großrechner
• Welche Anforderungen sind an Düngeberatung und -planung zu stellen?
• Welche Möglichkeiten bietet die Düngeplanerstellung mittels EDV ?
• Erhebung der Daten beim Landwirt
• Eingabe der Daten am Bildschirm
• Struktur des EDV-Düngevoranschlag~Programmes
• Programmabruf über Btx
• Beispielsausdruck
90
13. Düngeplanung am Personal-Computer
• Warum ein Düngeplanungsmodell auf dem Personal-Computer T
• Grundlagen des Programmes
• Hardware- und Softwareanforderungen
• Progratnmbeschreibung - Programmaufbau - Datenerfassung Basisdaten Betriebsdaten - Auswertungsprogramm
• Beispielsausdruck
- Meliorationskalkung und Erhaltungskalkung Nährstoffbedarfsermittlung
- Nährstoffbedarfsdeckung (organische und mineralische Düngung)
— Vergleich verschiedener Mineraldüngersysteme - Düngesysteme für einzelne Schläge auflisten
(11. Tabellankalkulationsprogramme, Datenbanksysteme und Betriebssysteme für Personal-Computer
« Tabellenkalkulationsprogramme (SPREADSHEETS) - Vorteile der Tabellenkalkulationsprogramme - Nachteile der Tabellenkalkulationsprogramme - Vergleich VISICALC und LOTUS 1-2-3
— Anwendung von SPREADSHEETS im landwirtschaftlichen Bereich
• Datenbanksysteme
- TIM III (Innovation Software) VisiFile (VisiCorp)
- Condor
Base II (Ashton-Tate)
— Knowledge Man - 0 ra c l e
— Anwendungen in der Landwirtschaft
1 Betriebssysteme (Systemsoftware) - Was ist ein Betriebssystem ? - Betriebssysteme für PC's
CP/M-86 von Digital Research MS-DOS von Microsoft
P-System von IBM UNIX von AT & T
Verbreitung der verschiedenen Betriebssysteme
»
12. Textverarbeitungssysteme .
• Nas gehört zu einem Textsystem ?
• Die Arbeit mit Nord-Star
— Die Zusatzmenues
— Einige Anmerkungen zu Word-Star
• DCF CDocument Composition-Facility)
• SCRIPT
• Volkswriter
13. Einführung in die Benutzung der Cyber 175 am Leibniz-Rechenzentrum
• Logon/Logoff-Prozedur
• INFO-System am Leibniz-Rechenzentrum
• Das Anlegen von Dateien
• Der Texteditor CEDIT
• Drucken von Dateien
92
