Diese Dissertation umfasst mit Strahldynamik und Strahldiagnose zwei wesentliche Teilbereiche der Beschleunigerentwicklung am S-DALINAC. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Simulationen der Strahldynamik durchgeführt, ein System für Messungen der Emittanz aufgebaut und eingesetzt sowie einige weitere Messungen vorgenommen und analysiert. Daher beinhaltet diese Arbeit zunächst Strahldynamiksimulationen des Injektors sowie des rezirkulierenden Hauptbeschleunigers, bei denen auch mögliche Fehlerquellen auf ein mögliches Emittanzwachstum untersucht wurden. Außerdem wurde eine Simulation zur Realisierung des einfachen ERL-Modus (Energy Recovery Linac) angefertigt. Eine verbesserte Analyse des Strahltransports soll auch durch die neu installierten Emittanz-Messplätze bereitgestellt werden. Indem nun an verschiedenen Positionen entlang der Strahlführung die Emittanz bestimmt werden kann, können Veränderungen dieses zentralen Parameters festgestellt werden. Dies erweitert einerseits die Möglichkeiten des Operateurs, den Strahl einzustellen, da nun die Emittanz optimiert werden kann. Andererseits erhöhen regelmäßige Messungen die Reproduzierbarkeit der Beschleunigereinstellungen. Auch für Strahldynamiksimulationen sind Emittanzmessungen hilfreich, da sie entweder zur Verifikation von Rechnungen dienen können oder aber Daten zu Startbedingungen für weitere Simulationen bereitstellen. Mithilfe der neuen Aufbauten zur Emittanzmessung wurde im Rahmen dieser Arbeit bereits eine Vielzahl von Messungen durchgeführt. Dabei ist zunächst ein Vergleich der etablierten Leuchtschirme mit den neu installierten Übergangsstrahlungs-Targets angestellt worden. Weiterhin konnte hinter dem Injektorbeschleuniger des S-DALINAC eine Abhängigkeit der Emittanz vom Strahlstrom beobachtet werden. Auch die Aufbauten in den Rezirkulationen wurden bereits in Betrieb genommen und für Emittanzmessungen genutzt. Darüber hinaus wurde auch eine Messung der transversalen und longitudinalen Dispersion im dreifach rezirkulierenden Betrieb durchgeführt und analysiert. Dabei konnten unerwartete nichtlineare Beiträge zur Dispersion beobachtet werden. Mithilfe einer Strahldynamiksimulation können diese zumindest qualitativ erklärt werden. Die gewonnenen Erkenntnisse wurden auch für die Weiterentwicklung der Prozeduren zum Einstellen des Strahls genutzt. Zuletzt soll noch die Untersuchung des durch Beam Break-Up (BBU) gegebenen Grenzstroms genannt werden. Vor und nach dem Einbau der dritten Rezirkulation des S-DALINAC wurde der Grenzstrom experimentell gesucht. Dabei gelang es im einfach rezirkulierenden Betrieb, den injizierten Strahlstrom auf den im Rahmen der Betriebserlaubnis maximal zulässigen Wert von 20 µA zu erhöhen und diesen fast verlustfrei zu rezirkulieren, ohne BBU zu beobachten.