TeX

Tex

Entwickler (en)	Donald Knuth
Erstveröffentlichung	1978; Vor 44 Jahren
Stabile Version	3.141592653 / Februar 2021; vor 1 Jahr
Repository	www.Schlepper.org/svn/Texlive/
Geschrieben in	NETZ/Pascal
Betriebssystem	Plattformübergreifend
Typ	Artensett
Lizenz	Zulässige freie Software
Webseite	Schlepper.org

Tex (/tɛx/, sehen unter), stilisiert im System als TeX, ist ein Typensatzsystem das entworfen und geschrieben wurde von Donald Knuth^[1] und erstmals 1978 veröffentlicht. Tex ist ein beliebtes Mittel, um Komplexe zu wechseln Mathematische Formeln; Es wurde als eines der anspruchsvollsten digitalen typografischen Systeme angesehen.^[2]

Tex ist in großem Umfang verwendet in Akademie, besonders in Mathematik, Informatik, Wirtschaft, Politikwissenschaft, Ingenieurwesen, Linguistik, Physik, Statistiken, und Quantitative Psychologie. Es hat längst vertrieben UNIX TROFF,^[b] das zuvor bevorzugte Formatierungssystem in den meisten Unix Installationen. Es wird auch für viele andere Artensettungsaufgaben verwendet, insbesondere in Form von Latex, Kontextund andere Makropakete.

Tex wurde mit zwei Hauptzielen konzipiert: so, dass jeder qualitativ hochwertige Bücher mit minimalem Aufwand produzieren und ein System bereitstellen kann, das zu jedem Zeitpunkt genau die gleichen Ergebnisse auf allen Computern liefert (zusammen mit dem Metafont Sprache für Schriftart Beschreibung und die Computer modern Familie von Schriften).^[3] Tex ist gratis Software, was es für eine Vielzahl von Benutzern zugänglich machte.

Geschichte

Wenn das erste Papiervolumen von Knuth's Die Kunst der Computerprogrammierung wurde 1968 veröffentlicht,^[4] Es war ein Typenset, der verwendet wurde Heißes Metall -Typeneting gesetzt von a Monotypenmaschine. Diese Methode aus dem 19. Jahrhundert produzierte einen "klassischen Stil", der von Knuth geschätzt wurde.^[5] Als die zweite Ausgabe 1976 veröffentlicht wurde, musste das gesamte Buch wieder ein Typensatz sein Phototypeettierungund die ursprünglichen Schriftarten waren nicht mehr verfügbar. Als Knuth das erhielt Galey -Proofs Von dem neuen Buch am 30. März 1977 fand er sie minderwertig.

Enttäuscht von den Galeere -Proofs der zweiten Ausgabe des zweiten Bandes war er motiviert, sein eigenes Artensett -System zu entwerfen. Knuth sah zum ersten Mal die Ausgabe eines hochwertigen digitalen Typs-Settungssystems und interessierte sich für digitale Typografie. Am 13. Mai 1977 schrieb er ein Memo vor sich, in dem er die Grundmerkmale von Tex beschreibt.^[6]

Er plante, es auf seinem zu beenden Sabbatical 1978, aber wie es geschah, war die Sprache nicht "gefroren"(bereit zu verwenden) bis 1989, mehr als zehn Jahre später. Guy Steele zufällig bei Stanford Im Sommer 1978, als Knuth seine erste Version von Tex entwickelte. Als Steele zum Massachusetts Institute of Technology In diesem Herbst hat er die Eingabe/Ausgabe von Tex (Ausgabe (I/o) unter dem rennen Inkompatibler Timesharing -System (ITS) Betriebssystem. Die erste Version von Tex, tex78, wurde in der geschrieben Segelprogrammiersprache auf einem laufen PDP-10 unter Stanford Wartet Betriebssystem.

Web- und Leminerprogrammierung

Für spätere Versionen von Tex erfand Knuth das Konzept von Lemerkörperprogrammierung, eine Art, kompilierbar zu produzieren Quellcode und vernetzte Dokumentationsetyp in Tex aus derselben Originaldatei. Die verwendete Sprache heißt NETZ und produziert Programme in DEC PDP-10 Pascal.

Tex82

Tex82, eine neue Version von Tex, wurde 1982 veröffentlicht. Unter anderem das Original unter anderem das Original Bindestrichalgorithmus wurde durch einen neuen Algorithmus von Frank Liang ersetzt. Tex82 verwendet auch Fixpunktarithmetik Anstatt von Schwimmpunkt, um die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse über verschiedene Computerhardware hinweg sicherzustellen,^[7] und beinhaltet eine echte, Turing-Complete Programmiersprache, nach intensivem Lobbying von Guy Steele.^[8] 1989 veröffentlichte Donald Knuth neue Versionen von Tex und Metafont.^[9] Trotz seines Wunsches, das Programm stabil zu halten, erkannte Knuth, dass 128 verschiedene Zeichen für den Texteingabe nicht ausreichten, um Fremdsprachen aufzunehmen. Die Hauptänderung in Version 3.0 von Tex (auch Tex90 genannt) ist somit die Fähigkeit zu arbeiten 8 Bit Eingänge, sodass 256 verschiedene Zeichen im Texteingang.

Seit Version 3 hat Tex eine eigenwillige Person verwendet Versionsnummerierungssystem, wo Updates angezeigt wurden, indem am Ende der Dezimalzahl eine zusätzliche Ziffer hinzugefügt wird, damit die Versionsnummer asymptotisch Ansätze π. Dies ist ein Spiegelbild der Tatsache, dass Tex jetzt sehr stabil ist und nur kleinere Aktualisierungen erwartet werden. Die aktuelle Version von Tex ist 3.141592653; Es wurde zuletzt im Jahr 2021 aktualisiert.^[10] Das Design wurde nach Version 3.0 eingefroren, und es wird keine neue Funktion oder grundlegende Änderung hinzugefügt, sodass alle neueren Versionen nur enthalten werden Insekt Korrekturen.^[11] Obwohl Donald Knuth selbst einige Bereiche vorgeschlagen hat, in denen Tex hätte verbessert werden können, gab er an, dass er fest davon überzeugt ist, dass ein unverändertes System, das jetzt und in Zukunft die gleiche Leistung erzeugt, wichtiger ist als die Einführung neuer Merkmale. Aus diesem Grund hat er erklärt, dass die "absolut endgültige Änderung (nach meinem Tod vorgenommen werden soll)" sein wird, die Versionsnummer an zu ändern πAn diesem Punkt werden alle verbleibenden Fehler zu Funktionen.^[12] Ebenso nähern sich Versionen von Metafont nach 2.0 asymptotisch e (Derzeit bei 2.7182818), und nach Knuths Tod wird eine ähnliche Änderung angewendet.^[11]

Public domain

Da ist der Quellcode von Tex im Wesentlichen in der öffentlich zugänglich (Siehe unten) Andere Programmierer sind erlaubt (und explizit ermutigt), das System zu verbessern, müssen jedoch einen anderen Namen verwenden, um den geänderten Tex zu verteilen, was bedeutet, dass die Quellcode kann sich immer noch weiterentwickeln. Zum Beispiel die Omega Das Projekt wurde nach 1991 entwickelt, hauptsächlich zur Verbesserung der mehrsprachigen Artens -Fähigkeiten von Tex.^[13] Knuth erstellte "inoffizielle" modifizierte Versionen wie Tex-XET, mit der ein Benutzer in geschriebene Texte mischen kann Links nach rechts und rechts nach links Schreibsysteme im selben Dokument.^[14]

Verwendung von Tex

In mehreren technischen Bereichen wie Informatik, Mathematik, Ingenieurwesen und Physik ist Tex zu einem geworden De facto Standard. Viele tausend Bücher wurden mit Tex veröffentlicht, darunter Bücher, die von veröffentlicht wurden von Addison-Wesley, Cambridge University Press, Elsevier, Oxford University Press, und Springer. Zahlreiche Zeitschriften in diesen Bereichen werden mit Tex oder Latex produziert, sodass die Autoren ihr in Tex geschriebenes Rohmanuskript einreichen können.^[15] Während viele Veröffentlichungen in anderen Bereichen, einschließlich Wörterbüchern und Rechtspublikationen, mit Tex produziert wurden, war es nicht so erfolgreich wie in den technischen Bereichen, da Tex in erster Linie für die Mathematik ausgestattet war.

Als er Tex entworfen hat, glaubte Donald Knuth nicht, dass ein einzelnes Typensatzsystem die Bedürfnisse aller entspricht. Stattdessen entwarf er viele Haken im Programm, damit es möglich ist, Erweiterungen zu schreiben, und veröffentlichte den Quellcode, in der Hoffnung, dass die Verlage Versionen entwerfen würden, die sich auf ihre eigenen Bedürfnisse anpassen. Während solche Erweiterungen erstellt wurden (einschließlich einige von Knuth selbst),^[14] Die meisten Menschen haben Tex nur mit Makros erweitert und es ist ein System, das mit technischen Typen verbunden ist, geblieben.^[16][17]

Typensatzsystem

Tex -Befehle beginnen üblicherweise mit a Backslash und werden mit zusammengefasst Geschweifte Klammern. Fast alle syntaktischen Eigenschaften von Tex können im laufenden Fliegen geändert werden, wodurch die Tex -Input schwierig ist, von irgendetwas als Tex selbst zu analysieren. Tex ist a Makro- und Zeichen-Basierte Sprache: Viele Befehle, einschließlich der meisten benutzerdefinierten, werden im laufenden Fliegen erweitert, bis nur noch unpandbare Token verbleiben, die dann ausgeführt werden. Die Erweiterung selbst ist praktisch frei von Nebenwirkungen. Schwanzrekursion von Makros nimmt keinen Speicher an, und es sind IF-Then-Else-Konstrukte verfügbar. Das macht Tex a Turing-Complete Sprache sogar auf der Ausdehnung.^[18] Das System kann in vier Ebenen unterteilt werden: In der ersten werden Zeichen aus der Eingabedatei gelesen und einen Kategoriecode zugewiesen (manchmal manchmal als "Catcode" bezeichnet). Kombinationen eines Backslash (eigentlich ein Zeichen der Kategorie Null), gefolgt von Buchstaben (Zeichen der Kategorie 11) oder eines anderen Charakters, werden durch ein Kontroll-Sequenz-Token ersetzt. In diesem Sinne ist diese Phase wie lexikalische Analyse, obwohl sie keine Zahlen aus Ziffern bildet. In der nächsten Stufe werden erweiterbare Kontrollsequenzen (z. B. Bedingungen oder definierte Makros) durch ihren Ersatztext ersetzt. Die Eingabe für die dritte Stufe ist dann ein Strom von Zeichen (einschließlich derjenigen mit besonderer Bedeutung) und nicht verblüffbare Steuersequenzen (typische Zuweisungen und visuelle Befehle). Hier werden die Charaktere in einen Absatz zusammengebaut, und Texs Absatz -Break -Algorithmus funktioniert, indem es den Haltepunkt über den gesamten Absatz optimiert. Die vierte Stufe unterteilt die vertikale Liste von Linien und anderen Materialien in Seiten.

Das Tex -System verfügt über genaue Kenntnisse über die Größen aller Zeichen und Symbole und berechnet die optimale Anordnung von Buchstaben pro Zeile und Zeilen pro Seite. Es produziert dann a DVI Datei ("Geräteunabhängig") mit den endgültigen Stellen aller Zeichen. Diese DVI -Datei kann dann bei einem geeigneten Druckertreiber direkt gedruckt werden oder in andere Formate konvertiert werden. Heutzutage, pdftex wird oft verwendet, was die DVI -Generation insgesamt umgeht.^[19] Das Basis -Tex -System versteht ungefähr 300 Befehle, die genannt werden Primitive.^[20] Diese Befehle auf niedriger Ebene werden selten direkt von den Benutzern verwendet, und die meisten Funktionen werden durch Formatdateien bereitgestellt (vorhersagte Speicherbilder von Tex, nachdem große Makrosammlungen geladen wurden). Das ursprüngliche Standardformat von Knuth, das etwa 600 Befehle hinzufügt, ist Plain Tex.^[21] Das am weitesten verbreitete Format ist Latex, ursprünglich entwickelt von Leslie Lamport, die Dokumentstile für Bücher, Briefe, Folien usw. enthält und Unterstützung für die Referenzierung und automatische Nummerierung von Abschnitten und Gleichungen erhöht. Ein weiteres weit verbreitetes Format, AMS-Tex, wird von der produziert American Mathematical Society und bietet viel mehr benutzerfreundliche Befehle, die von Zeitschriften geändert werden können, um sie zu ihrem Hausstil zu passen. Die meisten Merkmale von AMS-TEX können in Latex unter Verwendung der "AMS-Pakete" verwendet werden (z. B.,,, Amsmath, AMSSYMB) und die "AMS -Dokumentklassen" (z. B.,, Amsart, Amsbook). Dies wird dann als als bezeichnet AMS-Latex.^[22] Andere Formate sind Kontext, hauptsächlich für Desktop -Veröffentlichungen verwendet und hauptsächlich von Hans Hagen in Pragma geschrieben.

Wie es laufen wird

Eine Beispielseite, die mit Tex mit dem erstellt wurde Latex Makros

Eine Probe Hallo Weltprogramm in einfacher Tex ist:

Hallo Welt\Wiedersehen  % markiert das Ende der Datei; nicht im endgültigen Ausgang gezeigt 

Dies könnte in einer Datei sein myfile.tex, wie .Tex ist ein häufiges Dateierweiterung Für einfache Tex -Dateien. Standardmäßig ist alles, was einem prozentualen Zeichen einer Zeile folgt, ein Kommentar, der von Tex ignoriert wird. Ausführen von Tex in dieser Datei (zum Beispiel durch Eingabe tex myfile.tex in einem Befehlszeilen-Interpreter, oder indem Sie es von a anrufen grafische Benutzeroberfläche) Erstellt eine Ausgabedatei mit dem Namen myFile.dvidarstellen den Inhalt der Seite in a devEis iNDEPENTENDES Format (DVI). Eine DVI -Datei könnte dann entweder auf dem Bildschirm angezeigt oder für einen der verschiedenen Drucker in ein geeignetes Format konvertiert werden, für die ein Gerätetreiber existierte (Druckerunterstützung war im Allgemeinen kein Betriebssystemfunktion zum Zeitpunkt der Erstellung von Tex). Knuth hat gesagt, dass es in Tex nichts inhärent ist, das DVI als Ausgangsformat erfordert, und spätere Versionen von Tex, insbesondere PDFTEX, XETEX und LUatex, alle unterstützen direkt an die Ausgabe. PDF.

Mathematisches Beispiel

Tex bietet eine andere Textsyntax speziell für mathematische Formeln. Zum Beispiel die quadratische Formel (Welches ist die Lösung der quadratische Gleichung) erscheint als:

Die quadratische Formel ist $-b \ pm \ sqrt{b^2 - 4ac} \Über 2a$ \Wiedersehen 

Die Formel wird so gedruckt, wie eine Person von Hand schreibt oder die Gleichung enthält. In einem Dokument eingeben Mathematikmodus wird durchgeführt, indem Sie mit einem $ -Symbol beginnen, dann eine Formel in die Tex -Syntax eingeben und erneut mit einem anderen des gleichen Symbols schließen. Knuth erklärte im Scherz, dass er das Dollar -Zeichen für den Beginn und das Ende des mathematischen Modus in einfacher Tex ausgewählt hatte, da die Mathematik die Artensettung traditionell teuer sein sollte.^[23] Mathematik anzeigen (Die Mathematik, die sich auf eine neue Linie befindet) ist ähnlich, verwendet $$, anstelle eines einzelnen $ -Symbols. Zum Beispiel das obige mit der quadratischen Formel in der Anzeigemathematik:

Markup	Rendert als
Die quadratische Formel ist $$-b \ pm \ sqrt{b^2 - 4ac} \Über 2a$$ \Wiedersehen	${\ displayStyle {\ hbox {Die quadratische Formel ist}} \,}$ ${\ displayStyle -b \ pm {\ sqrt {b^{2} -4ac}} \ über 2a}$

(Die Beispiele hier sind nicht wirklich mit Tex; Abstand, Charaktergrößen und alles andere können sich unterscheiden.)

Aspekte

Die Tex -Software enthält mehrere Aspekte, die nicht verfügbar waren oder von geringerer Qualität in anderen Artensettungsprogrammen zum Zeitpunkt der Veröffentlichung von Tex waren. Einige der Innovationen basieren auf interessanten Algorithmen und haben zu mehreren Thesen für Knuths Schüler geführt. Während einige dieser Entdeckungen inzwischen in andere Artenspeicherprogramme aufgenommen wurden, sind andere, wie die Regeln für den mathematischen Abstand, immer noch einzigartig.

Mathematischer Abstand

Mathematischer Text -Typenset mit Tex und der AMS Euler Schriftart

Da das Hauptziel der Tex-Sprache für Publishers of Books hochwertig ist, schenkte Knuth den Abstandsregeln für mathematische Formeln viel Aufmerksamkeit.^[24][25] Er nahm drei Arbeiten an, die er als Exzellenzstandard für mathematische Typografie betrachtete: The Books Typeet von The Addison-Wesley Publishing Haus (der Verlag von Die Kunst der Computerprogrammierung) unter der Aufsicht von Hans Wolf; Ausgaben des Mathematical Journal Acta Mathematica aus dem Jahr 1910 aus; und eine Kopie von Indagationes Mathematicae, a Niederländisch Mathematikjournal. Knuth sah sich diese gedruckten Papiere genau an, um eine Reihe von Regeln für den Abstand zu sortieren und zu suchen.^[26] Während Tex einige grundlegende Regeln und die Tools bereitstellt, die zur Angabe des ordnungsgemäßen Abstands erforderlich sind, hängen die genauen Parameter von der Schriftart ab, mit der die Formel angegeben werden soll. Zum Beispiel der Abstand für Knuth's Computer modern Schriftarten wurden im Laufe der Jahre genau fein abgestimmt und ist jetzt festgelegt. Aber wenn andere Schriftarten wie z. AMS Euler, wurden zum ersten Mal von Knuth benutzt, neue Abstandsparameter mussten definiert werden.^[27]

Das Artensatz von Mathematik in Tex ist nicht ohne Kritik, insbesondere in Bezug auf technische Details der Schriftartmetriken, die in einer Zeit entworfen wurden, wenn die Speicheranforderungen erhebliche Aufmerksamkeit geschenkt wurden. Dies führte dazu, dass einige "Hacks" einige Felder überlasteten, was wiederum andere "Hacks" erforderte. Auf ästhetischer Ebene wurde auch das Rendern von Radikalen kritisiert.^[28] Das OpenType -Mathematik Die Schriftart Spezifikation lehnt sich weitgehend von Tex aus, hat jedoch einige neue Funktionen/Verbesserungen.^[29][30][31]

Bindestrich und Rechtfertigung

Im Vergleich zum manuellen Typensatz das Problem von Rechtfertigung Es ist leicht zu lösen mit einem digitalen System wie Tex, das, sofern gute Punkte für das Brechen von Linien definiert wurden, die Räume zwischen Wörtern automatisch verteilen können, um die Linie zu füllen. Das Problem besteht daher darin, die Haltepunkte zu finden, die das visuell ansprechende Ergebnis erzielen. Viele leitenden Algorithmen verwenden a Erstpass sich nähern, wobei die Haltepunkte für jede Zeile nacheinander bestimmt werden und nach Auswahl kein Bruchpunkt geändert wird.^[32] Ein solches System ist nicht in der Lage, einen Haltepunkt abhängig von der Auswirkung auf die folgenden Zeilen zu definieren. Im Vergleich dazu Total-Fit Linienbissalgorithmus, der von Tex verwendet und von Donald Knuth und Michael Plass entwickelt wurde, berücksichtigt alle Die möglichen Haltepunkte in einem Absatz und finden die Kombination von Linienbrüchen, die die weltweit angenehmes Arrangement erzeugen.

Formal definiert der Algorithmus einen Wert namens Schlechtigkeit mit jeder möglichen Linienbrechung verbunden; Die Schlechtigkeit wird erhöht, wenn die Räume auf der Linie zu viel dehnen oder schrumpfen müssen, um die Linie zur richtigen Breite zu machen. Strafen werden hinzugefügt, wenn ein Haltepunkt besonders unerwünscht ist: Zum Beispiel, wenn ein Wort sein muss beigebracht, wenn zwei Zeilen hintereinander beigetragen werden oder wenn eine sehr lose Linie sofort von einer sehr engen Linie folgt. Der Algorithmus findet dann die Haltepunkte, die die Summe der Quadrate der Schlechtigkeit (einschließlich Strafen) der resultierenden Linien minimieren. Wenn der Absatz enthält ${\ displayStyle n}$ Mögliche Haltepunkte, die Anzahl der Situationen, die naiv bewertet werden müssen ${\ displayStyle 2^{n}}$. Mithilfe der Methode von jedoch Dynamische ProgrammierungDie Komplexität des Algorithmus kann auf ${\ displayStyle o (n^{2})}$ (sehen Big O Notation). Weitere Vereinfachungen (z. B. nicht extrem unwahrscheinliche Haltepunkte wie eine Bindestrichung im ersten Wort eines Absatzes oder sehr überfüllte Linien) führen zu einem effizienten Algorithmus, dessen Laufzeit ist ${\ displayStyle o (NW)}$, wo ${\ displayStyle W}$ ist die Breite einer Linie. Ein ähnlicher Algorithmus wird verwendet, um den besten Weg zu bestimmen, um Absätze auf zwei Seiten zu brechen, um zu vermeiden Witwen oder Waisen (Zeilen, die allein auf einer Seite erscheinen, während der Rest des Absatzes auf der folgenden oder vorhergehenden Seite steht). Im Allgemeinen zeigt eine These von Michael Plass jedoch, wie das beiträsige Problem sein kann NP-Complete Aufgrund der zusätzlichen Komplikation der Platzierung von Zahlen.^[33] Texs leitenden Algorithmus wurde von mehreren anderen Programmen übernommen, wie z. Adobe Indesign (a Desktop-Publishing Anwendung)^[34] und die GNU fmt Unix Befehlszeile Dienstprogramm.^[35]

Wenn für eine Linie kein geeigneter Linienbruch gefunden werden kann, versucht das System, ein Wort zu hyphenieren. Die Originalversion von Tex verwendete einen Bindestrichalgorithmus, der auf einer Reihe von Regeln für die Entfernung von Präfixen und Suffixen von Wörtern basiert, und für die Entscheidung, ob sie eine Pause zwischen den beiden Konsonanten in einem Muster der Form einfügen sollte Vokal–Konsonant–Konsonant–Vokal (was die meiste Zeit möglich ist).^[36] Tex82 führte 1983 einen neuen Bindestrichalgorithmus ein, der von Frank Liang entworfen wurde, um Prioritäten in Buchstabengruppen Prioritäten zuzuweisen. Eine Liste von Bindestrichmustern wird zunächst automatisch aus einem Korpus hyphenatischer Wörter (einer Liste von 50.000 Wörtern) generiert. Wenn Tex die akzeptablen Bindestrichpositionen im Wort finden muss EnzyklopädieZum Beispiel wird es alle Subwords des erweiterten Wortes berücksichtigen .Enzyklopädie., wo . ist ein spezieller Marker, um den Anfang oder das Ende des Wortes anzuzeigen. Die Liste der Unterwörter enthält alle Subwords der Länge 1 (., e, n, c, yusw.), von Länge 2 (.e .e, en, NCusw.) usw. bis zum Subword der Länge 14, das das Wort selbst, einschließlich der Marker. Tex wird dann in seine Liste der Bindestrichmuster untersucht und Subwords finden, für die es die Wünschbarkeit der Bindung an jeder Position berechnet hat. Im Falle unseres Wortes können 11 solche Muster übereinstimmen, nämlich ₁c₄l₄, ₁Cy, Cy, ₁d₄i₃a, ₄EDI, e₃Dia, Dia, ₂i₁A, ope₅d, ₂p₂Ed, ed, ₃Pedi, Pedia₄, y₁c. Für jede Position im Wort berechnet Tex das Maximalwert unter allen Matching -Mustern erhalten und Ens ergeben₁cy₁c₄l₄o₃p₄e₅d₄i₃a₄. Schließlich sind die akzeptablen Positionen diejenigen, die von einem angegeben sind seltsam Anzahl, die die akzeptablen Bindestriche ergibt Enzyklopädie. Dieses System basierend auf Unterwörtern ermöglicht die Definition sehr allgemeiner Muster (wie z. ₂i₁a) mit niedrigen indikativen Zahlen (entweder ungerade oder gleichmäßig), die dann durch spezifischere Muster (wie z. ₁d₄i₃a) falls erforderlich. Diese Muster finden etwa 90% der Bindestriche im ursprünglichen Wörterbuch; Noch wichtiger ist, dass sie keinen falschen Bindestrich einfügen. Darüber hinaus sind eine Liste von Ausnahmen (Wörter, für die die Muster nicht die richtige Bindestrate vorhersagen) im Plain Tex -Format enthalten. Zusätzliche können vom Benutzer angegeben werden.^{[37][Seite benötigt][38]}

Metafont

Metafont, nicht ausschließlich Teil von Tex, ist ein Schriftbeschreibungssystem, mit dem der Designer Charaktere algorithmisch beschreiben kann. Es verwendet Bézier -Kurven In einer ziemlich Standard -Art, die tatsächlichen Zeichen zu generieren, die angezeigt werden sollen, widmet Knuth dem rasterend Problem auf bitmapped Anzeigen. Eine andere These von John Hobby untersucht dieses Problem der Digitalisierung von "Pinsel -Trajektorien" weiter. Dieser Begriff leitet sich aus der Tatsache ab, dass Metafont die Zeichen als von abstrakten Pinsel (und Radiergummi) beschreibt. Es wird allgemein angenommen, dass Tex auf Bitmap -Schriftarten basiert, aber tatsächlich wissen diese Programme nichts über die Schriftarten, die sie anders verwenden als ihre Dimensionen. Es liegt in der Verantwortung des Gerätetreibers, die Schriftarten anderer Typen angemessen zu behandeln, einschließlich Postscript -Typ 1 und TrueType. Computer Modern (allgemein als "Tex -Schriftart" bezeichnet) ist im Typ 1 -Format frei verfügbar, ebenso wie die AMS -Mathematikschriften. Benutzer von Tex -Systemen, die direkt an PDF ausgegeben werden, wie PDFTEX, XETEX oder LUatex, verwenden im Allgemeinen überhaupt nie die Metafont -Ausgabe.

Makrosprache

Tex -Dokumente werden mit einer ungewöhnlichen Makrosprache geschrieben und programmiert. Im Großen und Ganzen umfasst das Ausführen dieser Makrosprache Erweiterungs- und Ausführungsstadien, die nicht direkt interagieren. Die Expansion umfasst sowohl die wörtliche Expansion von Makrodefinitionen als auch die bedingte Verzweigung. Ausführung umfasst Aufgaben wie Festlegen von Variablen/Registern und den tatsächlichen Typensatzprozess zum Hinzufügen von Glyphen zu Boxen.

Die Definition eines Makros enthält nicht nur eine Liste von Befehlen, sondern auch die Syntax des Anrufs. Es unterscheidet sich mit den meisten verwendeten lexikalische Präprozessoren wie M4Da wird der Körper eines Makros zum Zeitpunkt der Definition tokenisiert.

Die Tex -Makrosprache wurde verwendet, um größere Dokumentproduktionssysteme zu schreiben, insbesondere einschließlich Latex und Kontext.

Entwicklung

Der ursprüngliche Quellcode für die aktuelle Tex -Software ist in geschrieben NETZ, eine Mischung aus Dokumentation, die in Tex und a geschrieben wurde Pascal Teilmenge, um Lesbarkeit und Portabilität zu gewährleisten. Zum Beispiel führt Tex die gesamte dynamische Zuordnung selbst aus Arrays fester Größe durch und verwendet nur Arrays Fixpunktarithmetik für seine internen Berechnungen. Infolgedessen wurde Tex auf fast alle portiert Betriebssysteme, normalerweise durch Verwendung der Web2c Programm zum Konvertieren des Quellcodes in C anstatt den Pascal -Code direkt zu kompilieren. Knuth hat ein sehr detailliertes Protokoll aller Fehler beibehalten, die er korrigiert hat, und Änderungen, die er seit 1982 im Programm vorgenommen hat. Ab 2021^{[aktualisieren]}Die Liste enthält 440 Einträge, nicht die Versionsänderung, die nach seinem Tod als endgültige Änderung in Tex vorgenommen werden sollte.^[39][40] Knuth bietet an Geldpreise an Personen, die a finden und melden Insekt in Tex. Die Auszeichnung pro Fehler begann bei 2,56 US -Dollar (einer "Hexadezimal -Dollar"^[41]) und verdoppelte jedes Jahr, bis es mit seinem aktuellen Wert von 327,68 USD eingefroren wurde. Knuth hat relativ wenig Geld verloren, da nur sehr wenige Fehler behauptet wurden. Darüber hinaus ist bekannt, dass Empfänger ihren Scheck als Beweis dafür einrahmen, dass sie in Tex einen Fehler gefunden haben, anstatt ihn zu korrigieren.^[42][43]

Aufgrund von Betrügern, die gescannte Kopien seiner Schecks im Internet finden und sie verwenden, um zu versuchen, sein Bankkonto zu entlassen, sendet Knuth keine echten Schecks mehr, aber diejenigen, die Fehlerberichte einreichen Die Bank von San Serriiffe stattdessen.^[44]

Verteilungen und Verlängerungen

Tex wird normalerweise in Form eines leicht zu installierenden Bündels von Tex selbst zur Verfügung gestellt Metafont und alle notwendigen Schriftarten, Dokumenteformate und Dienstprogramme, die für die Verwendung des Typssatzsystems benötigt werden. Auf unix-kompatiblen Systemen, einschließlich Linux und Apfel Mac OS, Tex wird als Teil des größeren verteilt Tex Live Verteilung. (Vor Tex Live, die Tetex Verteilung war der De-facto-Standard für unix-kompatible Systeme.) Auf Microsoft Windows, dort ist der Miktex Verteilung (verbessert nach Protext) und die Microsoft Windows -Version von Tex Live.

Mehrere Dokumentenverarbeitungssysteme basieren auf Tex, insbesondere Jadetex, das Tex als Backend zum Drucken verwendet James Clark's DSSSL -Motor, das Arbortext Veröffentlichungssystem und Texinfo, das GNU -Dokumentationsverarbeitungssystem. Tex ist seit 1984 das offizielle Paket für das GNU -Betriebssystem.

Es gibt zahlreiche Erweiterungen und Begleitprogramme für Tex, darunter Bibtex Für Bibliografien (verteilt mit Latex), PDFTEX, einem tex-kompatiblen Motor, der direkt PDF-Ausgang (sowie weiterhin die ursprüngliche DVI-Ausgabe unterstützt) produzieren kann, XETEX, ein tex-kompatibler Motor, der unterstützt Unicode und Offener Typ, und Luatex, Eine von Unicode-bewusste Erweiterung auf Tex, die eine LUA-Laufzeit mit umfangreichen Haken in die zugrunde liegenden Tex-Routinen und -Algorithmen umfasst. Die meisten Tex -Erweiterungen sind kostenlos zur Verfügung Ctan, Das umfassende Tex Archive Network.

Redakteure

Es gibt eine Vielzahl von Redakteuren für die Arbeit mit Tex:

1. Das Texmacs Texteditor ist a Wysiwyg-Wysiwym wissenschaftlicher Texteditor, inspiriert von Tex und inspiriert EMACs. Es verwendet Knuths Schriftarten und kann eine Tex -Ausgabe erzeugen.
2. Umseitig ist ein Teil-Wysiwyg, Online-Editor, der Tex eine Cloud-basierte Lösung sowie zusätzliche Funktionen bei der kollaborativen Echtzeit-Bearbeitung bietet.
3. Lyx ist ein Wysiwym Dokumentprozessor, der auf einer Vielzahl von Plattformen ausgeführt wird, darunter:
   1. Linux,
   2. Microsoft Windows (Neuere Versionen erfordern Windows 2000 oder höher)
   3. Apfel Mac OS X (Verwenden eines Nicht-Einheimischen Qt Frontend).
4. Texshop (für Mac OS X),, TeXworks (für Linux, Mac OS X und Windows) und Winshell (für Windows) sind ähnliche Tools und bieten eine integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) für die Arbeit mit Latex oder Tex. Zum Kde/Qt, Kile Bietet eine solche IDE.
5. Texmaker ist das reine QT -Äquivalent von Kile mit einer Benutzeroberfläche, die fast das gleiche ist wie Kile.
6. Texstudio ist eine Open-Source-Fork (2009) von Texmaker Dies bietet einen anderen Ansatz für die Konfigurierbarkeit und Funktionen. Kostenlose herunterladbare Binärdateien finden Sie für Windows, Linux, Mac OS X, OS/2 und FreeBSD.
7. GNU EMACS Hat verschiedene eingebaute und Drittanbieter-Pakete mit Unterstützung für Tex, dem wichtigsten Wesen Auctex.
8. Visual Studio -Code. Eine bemerkenswerte Erweiterung ist Latex Workshop
9. Zum Vim, mögliche Plugins umfassen VIM-Latex Suite,^[45] Automatische Tex^[46] und Tex-9.^[47]
10. Zum Apache OpenOffice und Libreoffice, Imath und Texmaths Extensions können mathematische Tex -Typen -Setting liefern.^[48][49]
11. Zum Mediawiki, das Mathematikerweiterung Bietet mathematische Tex -Typeting, der Code muss jedoch von umgeben sein $$ Schild.

Lizenz

Donald Knuth hat mehrmals angegeben^[50][51][52] dass der Quellcode von Tex in das "in die" gestellt wurde "öffentlich zugänglich", und er fördert nachdrücklich Modifikationen oder Experimente mit diesem Quellcode. Da Knuth jedoch die Reproduzierbarkeit der Ausgabe aller Versionen von Tex stark schätzt, darf jede veränderte Version nicht als Tex oder etwas verwirrend ähnlich genannt werden. Um diese Regel durchzusetzen, Jede Implementierung des Systems muss eine Testsuite namens Trip Test bestehen^[53] bevor er Tex genannt werden darf. Die Frage der Lizenz ist etwas verwirrt durch die zu Beginn des Tex -Quellcode enthaltenen Aussagen.^[54] Dies zeigt, dass "alle Rechte vorbehalten sind. Das Kopieren dieser Datei wird nur dann autorisiert, wenn ... Sie absolut keine Änderungen an Ihrer Kopie vornehmen". Diese Einschränkung sollte als Verbot interpretiert werden, den Quellcode zu ändern Solange die Datei tex.web genannt wird. Der Urheberrecht zu Beginn von Tex.Web (und MF.Web) wurde 2021 geändert, um dies ausdrücklich anzugeben. Diese Interpretation wird später im Quellcode bestätigt, wenn der Trip -Test erwähnt wird ("Wenn dieses Programm geändert wird, sollte das resultierende System nicht" tex genannt werden "'").^[55] Das American Mathematical Society in den frühen 1980er Jahren versucht, a zu beanspruchen Warenzeichen Für Tex. Dies wurde abgelehnt, weil zu dieser Zeit "Tex" (alle Obergrenzen) von registriert wurde Honeywell für das "Textmanager"Textverarbeitungssystem.

XML -Veröffentlichung

Es ist möglich, Tex für die automatische Generierung von ausgefeiltem Layout für XML -Daten zu verwenden. Die Unterschiede in der Syntax zwischen den beiden Beschreibungsprachen können mit Hilfe von überwunden werden Texml. Im Zusammenhang mit der XML -Veröffentlichung kann Tex daher als Alternative zu Xsl-fo. Tex erlaubte es, wissenschaftliche Arbeiten in mathematischen Disziplinen auf relativ kleine Dateien zu reduzieren, die die kundenorientierte Seite gerendert werden konnten, sodass es schwierig war, über das frühe Internet ausgetauscht und weltweit das Senden großer Dateien ausgetauscht zu werden. Dies ebnete den Weg für die Schaffung von Repositories wissenschaftlicher Arbeiten wie z. Arxiv, durch die Papiere ohne einen Vermittler "veröffentlicht" werden könnten.^[56]

Aussprache und Rechtschreibung

Der Name Tex ist von seinem Entwickler gedacht, um es zu sein /tɛx/mit dem endgültigen Konsonanten von See.^[57] Die Buchstaben des Namens sollen die darstellen Hauptstadt griechisch Briefe Tau, Epsilon, und Chi, wie Tex eine Abkürzung von ist τέχνη (ΤΕΧΝΗ technē), Griechisch sowohl für "Kunst" als auch für "Handwerk", was auch das Wurzelwort von ist technisch. Englische Sprecher sprechen es oft aus /tɛk/, wie die erste Silbe von technisch. Knuth weist an, dass es mit dem "e" unterhalb der Grundlinie und reduzierter Abstand zwischen den Buchstaben ist. Dies geschieht, wie Knuth in seinem erwähnt Texbook, um Tex von anderen Systemnamen wie zu unterscheiden, z. Tex, der Prozessor der Text als Executive (entwickelt von Honeywell Information Systems).^[58] Fans vermehren gerne Namen aus dem Wort "tex" - zum Beispiel als Texnier (Benutzer von Tex Software), Texhacker (Tex -Programmierer), Texmaster (kompetenter Tex -Programmierer), Texhax, und Texnique.^[59]

Gemeinschaft

Logo der Tex Users Group

Bemerkenswerte Einheiten in der Tex -Community umfassen die Tex Users Group (TUG), das veröffentlicht Schlepper und Das Practex Journaleine breite Palette von Themen in Digitale Typografie Relevant für Tex. Das Deutschsprachige Anwendervereinigung Tex (Dante) ist eine große Benutzergruppe in Deutschland. Die Tex Users Group wurde 1980 für Bildungs- und wissenschaftliche Zwecke gegründet, bietet eine Organisation für diejenigen, die ein Interesse an Typografie und Schriftart haben, und sind Benutzer des von Knuth erfundenen Tex -Typset -Systems. Die Tex Users Group repräsentiert die Interessen von Tex -Nutzern weltweit. Die Tex Users Group veröffentlicht die Tagebuch Schlepper dreimal pro Jahr;^[60] Dante veröffentlicht Die Texnische Komödie[DE] viermal pro Jahr. Andere Benutzergruppen sind DK-Tug-in Dänemark, Gutenberg[FR] in Frankreich, Guit in Italien, NTG in den Niederlanden und in Großbritannien in der Vereinigtes Königreich; Die Benutzergruppen führen gemeinsam eine vollständige Liste.^[61]

Erweiterungen

• Liste der Tex -Erweiterungen

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

Quellen

Externe Links

• Tex Users 'Group
• Tex (Fragen und Antworten), Stackexchange.
• Eijkhout, Victor. Tex nach Thema Archiviert 25. Februar 2021 bei der Wayback -Maschine
• Tex für ungeduldig
• Donald Knuth diskutiert über die Entwicklung der Software für Tex bei Xerox Parc 21.02.1980 https://archive.org/details/xerox-parc-tapes-v49