Úvod do systému LaTeX
Obsah lekce:
- Vznik systému TeX
- Princip systému LaTeX
- Provoz systému LaTeX
- Příklad jednoduchého dokumentu
Vznik systému TeX
The Art of Computer Programming
The Art of Computer Programming (Umění počítačového programování, zkracováno na TAOCP) je mnohasvazková odborná monografie amerického počítačového vědce Donalda Knutha. Obsahuje nejdůležitější znalosti z informatiky, popis základních algoritmů, jejich matematickou analýzu atd. Toto dílo je všeobecně považováno za základní příručku oboru; americký vědecký časopis American Scientist tuto zařadil do seznamu 100 nejdůležitějších „knih o vědě“ (zahrnuje i čistě popularizační díla, životopisy, několik románů ap.) 20. století; TAOCP je mezi dvanácti tituly v kategorii monografií o „fyzikálních vědách“, čímž se Knuth zařadil po bok osobností jako např. Paul Dirac či Albert Einstein (http://cs.wikipedia.org/wiki/The_Art_of_Computer_Programming). V průběhu práce na těchto knihách Donald Knuth zjistil, že mu nevyhovuje kvalita dostupných typografických prostředků pro sazbu matematických výrazů. Z toho důvodu vytvořil počítačový typografický systém TeX, ve kterém jsou dnešní vydání knihy připravena.
Systém TeX se používá zejména na univerzitách pro sazbu odborných textů. TeX je obecně považován za nejlepší nástroj pro sazbu složitých matematických vzorců. Je však hojně používán i v běžné sazbě, stejně tak jako jeho odvozeniny, zvláště pak balík maker LaTeX. I Wikipedie používá na svých stránkách tento systém pro matematické výrazy. Navíc se dnes již běžně používá na mnoha univerzitách pro psaní bakalářských a magisterských diplomových prací (https://akela.mendelu.cz/~rybicka/dahlia/zpract/dipp.pdf). Na některých studijních oborech je to již dokonce jediný akceptovatelný systém pro psaní závěrečných prací.
Ukázka šeku, který D. E. Knuth vystavil neznámému člověku za nalezenou chybu.
Obrázek byl použit z adresy http://en.wikipedia.org/wiki/File:Knuth-check2.png.
Princip systému LaTeX
Systém TeX (název TeX je odvozen od počátečních písmen slova technologie, což v řečtině znamená jednak technologie, ale také umění - proto se název čte řecky "tech"). Je tedy určen pro sazbu elektronických textových dokumentů a disponuje velmi kvalitními algoritmy pro formátování odstavců a stránek textu. Byl vytvořen koncem sedmdesátých let dvacátého století panem Donaldem Erwinem Knuthem ze Standfordské univerzity, USA (http://www-cs-faculty.stanford.edu/~knuth). Zjednodušeně lze říci, že TeX je překladač, který dostane na vstup soubor s textem (obsahujícím také příkazy pro sazbu), rozměry znaků a z těchto údajů vygeneruje soubor typu .dvi (zkratka dvi znamená DeVice Independent neboli nezávislý na zařízení). Ten obsahuje rozmístění znaků na každé stránce. Pak už jen záleží jak a v jaké kvalitě chceme výstup prohlédnout. Následně je jen na nás a našich možnostech, zda nám postačí výstup prohlédnout na obrazovce nebo jej chceme poslat na tiskárnu, či se jej rozhodneme zpracovat jinak.
Na následujícím obrázku vidíme princip práce systému TeX.
A co má společného systém TeX a LaTeX? Systém LaTeX je v podstatě pouze sada maker (makro je množina instrukcí spouštěná zadáním jediného povelu) fungující jako rozšíření systému TeX o mnoho předdefinovaných příkazů, které mají za úkol zjednodušit práci při sazbě dokumentů. Jsou zde například definována makra pro tvorbu tabulek, strukturování dokumentu, automatizovanou tvorbu obsahu apod. Problematice LaTeXu se věnuje kniha LaTeX pro začátečníky (Rybička J., 2003), která popisuje práci s tímto systémem a je vhodná pro naprosté začátečníky i pokročilé. Mnoho zdrojů o tomto systému lze nalézt také na Internetu.
Výhody použití LaTeXu spočívá především v následujících skutečnostech:- systém poskytuje vynikající kvalitu výstupu matematického textu,
- dokumenty napsané v tomto systému jsou ve formátu prostého textu (zpravidla se pro textové dokumenty napsané v tomto systému používá přípona .tex.),
- je zdarma.
Systém LaTeX je možno také vyzkoušet a používat přes webové rozhraní TeX onWeb a odpadá tak nutnost instalace na počítače. Na tomto systému lze dobře pochopit nejen to, že každý program pro přípravu textových dokumentů nemusí být WYSIWYG (Akronym anglického slovního spojení "What You See Is What You Get" - co vidíš, to dostaneš. Označení pro počítačové aplikace, které umožňují uživateli vytvářet dokumenty v počítači tak, že na obrazovce uživatel vidí dokument v podobě totožné s výsledným dokumentem. V této souvislosti shledáváme za vhodné zmínit ještě akronym WYSIWYM "What You See Is What You Mean" - co vidíš to máš na mysli -- příkladem tohoto přístupu je například XML (značkovací jazyk) nebo LyX (textový procesor pro psaní dokumentů v LaTeXu).), ale také to, že i program, který je zcela zdarma může přinést naprosto špičkové výsledky.
\podkapitola{Úryvek druhý\,--\,Ekonomicko-matematická cvičení}
V~textu kapitoly 20 jsme tvrdili, že průměrné variabilní
náklady se rovnají mezním nákladům pro první jednotku
produkce. Tento vztah můžeme vyjádřit jako
$$\lim_{y\to 0}\frac{c_v(y)}{y}=\lim_{y\to0}c'(y).$$
Levá strana této rovnice není definována pro $y=0$.
Její limita však definována je a~my ji můžeme vypočítat
s~využitím l'Hôspitalova pravidla, které říká, že limita
zlomku, jehož čitatel i~jmenovatel se blíží k~nule, je
dána limitou derivace čitatele a~jmenovatele. Aplikací
tohoto pravidla dostaneme
$$\lim_{y\to 0}\frac{c_v(y)}{y}=\frac{\displaystyle{\lim_{y\to 0}\mathrm{d}c_v(y)/\mathrm{d}y}}{\displaystyle{\lim_{y\to0}\mathrm{d}y/\mathrm{d}y}}=\frac{c'(0)}{1},$$
\noindent což potvrzuje naše tvrzení.
Následující obrázek je výsledná podoba textu po překladu předchozího textu (v rámci dokumentu s dalšími předdefinovanými styly).
Provoz systému LaTeX
Zde pouze odkážeme na návod na instalaci distribuce http://cs.wikipedia.org/wiki/MiKTeX, která se používá zejména na počítačích s operačním systémem Windows. Návod na instalaci se nachází na adrese http://latex.feec.vutbr.cz/cz/latex/lokalni-instalace/instalace-miktex-2-7/.
Příklad jednoduchého dokumentu
Ukažme si výstup systému na delším knižním textu spisovatele Karla Čapka. Celý text se v této jednoduché a nedokončené ukázce vezme jako obyčejný strojopis (txt soubor s textem) a označkují se některé jeho části pomocí příkazů LaTeXu. Pro jednoduchost jsme použili pouze dva:
- \chapter{} - v závorce jako argument příkazu bude textový řetězec. Příkaz říká, že zadaný text je název kapitoly (angl. chapter) knihy,
- \tableofcontents - vytvoř obsah knihy. Tento příkaz vytvoří obsah knihy. Zdrojový text se musí systémem LaTeX nechat přeložit (zpracovat) dvakrát, protože při prvním průchodu si systém posbírá informace o kapitolách a druhém průchodu vytvoří stránku s obsahem, kapitolami a čísly stran.
Součástí kódu je také hlavička a poslední řádek souboru:
- \documentclass{book} - tento příkaz říká, že výsledný dokument je kniha (LaTeX má definováno mnoho příkazů - maker, které lze při psaní použít a které zajišťují vzhled částí textu tak, aby vše vypadalo jako kniha),
- \usepackage{czech} - zde je řečeno, že píšeme česky (LaTeX umí mnoho řečí - dokonce i japonštinu, arabštinu apod.),
- \begin{document} - tato instrukce indikuje začátek dokumentu a na posledním řádku jej analogická instrukce ukončuje.
\documentclass{book}
\usepackage{czech}
\begin{document}
\chapter{Karel Čapek -- ZAHRADNÍKŮV ROK}
Znění tohoto textu vychází z díla Zahradníkův rok tak, jak bylo vydáno v Československém spisovateli v roce 1983 (ČAPEK, Karel. Zahradníkův rok ; Měl jsem psa a kočku ; Kalendář. 14. vyd. Zahradníkova roku, 9. vyd. Měl jsem psa a kočku, 4. vyd. Kalendáře. Praha : Československý spisovatel, 1983. 392 s. Spisy, sv. 12.).
Další díla Karla Čapka naleznete online na www stránkách Městské knihovny v Praze: www.mlp.cz/karelcapek.
Elektronické publikování díla Karla Čapka je společným projektem Městské knihovny v Praze, Společnosti bratří Čapků, Památníku Karla Čapka a Českého národního korpusu.
\chapter{JAK SE ZAKLÁDAJÍ ZAHRÁDKY}
Zahrádky je možno zakládati několikerým způsobem; nejlepší je ten, že se na to vezme zahradník. Zahradník vám tam nasází všelijaké hůlky, proutí a košťátka, o kterých tvrdí, že jsou to javory, hlohy, bezy, vysokokmeny, polokmeny a jiné přírodní druhy; potom se ryje v hlíně, zobrací ji naruby a zase ji uplácá, udělá ze škvárů cestičky, nastrká tu a tam do země jakési zvadlé lupení, o němž prohlašuje, že to jsou pereny, naseje na příští trávník semínko, jež nazývá anglickým jílkem a psinečkem, psárkou, poháňkou a bojínkem, a potom odejde, nechávaje za sebou zahrádku hnědou a holou, jako byla dne prvého o stvoření světa; jen vám klade na srdce, abyste tu všechnu hlínu země denně pečlivě kropili, a až vzejde tráva, abyste si nechali přivézt na cestičky písek. Nu dobře.
.
.
.
A když jej zase potkáte, řeknu vám: "Musíte se přijít ke mně podívat; mně vám kvete jedna růže pernetka, to jste ještě neviděl. Tak přijdete? Ale jistě!"
Nu dobře: pojďme se k němu podívat, jak rok plyne.
\tableofcontents
\end{document}
Celý zdrojový soubor je k dispozici zde: priklad-jednoducheho-dokumentu.tex a zde je také jeho pdf verze: priklad-jednoducheho-dokumentu.pdf.
Další čtení
Otázky
- Co rozumíte pod pojmem sázecí systém LaTeX?
- Co rozumíte pod pojmem WYSIWYG?
- Existuje nějaký systém, ve kterém lze psát dokumenty a není WYSIWYG?
- Kolik stojí systém LaTeX?
- Co víte o systému LaTeX?