Technologie Informacyjne Laboratorium. Ćwiczenie nr 5

Transkrypt

1 Technologie Informacyjne Laboratorium Ćwiczenie nr 5 Wprowadzenie do systemu LaTeX I. Zagadnienia: 1. Instalacja LaTeXa 2. Pierwszy dokument 3. Sekcje dokumentów 4. Wstawianie rysunków 5. Wstawianie tabel 6. Wzór matematyczny II. Program ćwiczenia: 1. Przygotowanie prawidłowo sformatowanego sprawozdania z przykładowych zajęć laboratoryjnych. W czasie wykonywania ćwiczeń przestrzegaj przepisów BHP! Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki 1

2 Spis treści 1. Wstęp Czym właściwie jest LaTeX Instalacja na komputerze studenta Podstawowe skróty klawiaturowe w programie TeXstudio Podstawowe pojęcia Wiadomości praktyczne Pierwszy dokument w środowisku LaTeX Sekcje dokumentu Grafika Tabele Wzory matematyczne Uwagi ogólne Zadanie do wykonania

3 1. Wstęp 1.2. Czym właściwie jest LaTeX Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z systemem składu tekstu jakim jest LaTeX. Aby dokładnie wyjaśnić, z czym studenci będą mieli do czynienia niezbędna jest mała dygresja. 30 marca 1977 roku, Donald E. Knuth (profesor na Uniwersytecie Stanforda) otrzymał pocztą wydruk próbny kolejnej części swojego dzieła The Art of Computer Programming. Niestety nie był zadowolony z efektu pracy wydawnictwa, dlatego postanowił od podstaw stworzyć własny system składu tekstu. Pierwsza wersja systemu Knutha pojawiała się już rok później, a w 1989 roku został on uznany na gotowy. System TeX (bo o nim mowa) umożliwiał tworzenie dokumentu na podstawie pliku źródłowego zawierającego szereg fundamentalnych instrukcji (makr), które następnie kompilowano do formy dokumentu wyjściowego. Już kilka lat po udostępnieniu pierwszej wersji TeXa, Leslie Lamport opublikował bogaty zbiór makr, nazwany na jego cześć LaTeXem. System LaTeX jest edytorem typu WYSIWYM (what you see is what you mean), co oznacza że autor definiuje logiczny układ i zawartość przygotowywanego dokumentu, natomiast system LaTeX ma za zadanie zatroszczyć się o optymalne rozmieszczenie elementów (rysunków, wzorów, tabel) na stronie. Innymi słowy, autor definiuje treść dokumentu w pliku źródłowym nie skupiając się na jego wyglądzie, kompilator dba o zachowanie logicznej zawartości dokumentu. Alternatywnymi systemami składu tekstu są edytory WYSIWYG (what you see is what you get) do których należy omawiany na wcześniejszych zajęciach Word. Programy tego typu generują dokument wyjściowy dokładnie według tego co napisze twórca. Pracujemy bezpośrednio na dokumencie wyjściowym, nie ma konieczności kompilacji kodu źródłowego w celu otrzymania finalnego dokumentu Instalacja na komputerze studenta W pracowni komputerowej oprogramowanie zostało zainstalowane i poprawnie skonfigurowane, poniższe instrukcje mają służyć jedynie jako pomoc podczas instalacji pakietu LaTeX na komputerze studenta w domu. Do poprawnego działania LaTeX a wymagana jest instalacja pakietu MiKTeX (dystrybucja TeX dla systemów Windows) oraz edytora w którym będą tworzone dokumenty: TeXstudio. Jako pierwszy instalujemy pakiet MiKTeX (do pobrania ze strony ważny jest wybór pliku instalacyjnego kompatybilnego z systemem operacyjnym 32 lub 64 bity). Po instalacji z Menu Start uruchamiamy MiKTeX Settings (Admin), w zakładce General zgadzamy się na instalację on-the-fly brakujących pakietów oraz odświeżamy bibliotekę FNDB; w zakładce Packages zaznaczamy pakiet Language support/polish, aby dodać obsługę polskich znaków, następnie wskazujemy repozytorium (źródło) brakujących pakietów: Change, a następnie wybieramy Internet jako ich lokalizację, w kolejnym oknie wybieramy jeden z serwerów ftp. Po skonfigurowaniu 3

4 MiKTeX a przystępujemy do instalacji edytora TeXstudio (do pobrania ze strony wygenerowane dokumenty będziemy podglądać w programie TeXstudio lub za pomocą zewnętrznej przeglądarki plików pdf Podstawowe skróty klawiaturowe w programie TeXstudio Alt+Del Alt+P Ctrl+T Crtl+U Ctrl+Shivt+V Ctrl+: F5 F6 F7 F8 F9 Usuń słowo/polecenie/otoczenie Podejrzyj zaznaczenie/nawiasy Zaznacz jako komentarz Odkomentuj Wklej jako LaTeX Sprawdź pisownię Kompiluj i podejrzyj efekt Kompiluj Podejrzyj Bibliografia Glosariusz Poza skrótami umieszczonymi w tabeli powyżej program TeXstudio oferuje szereg skrótów do funkcji i poleceń które są dostępne w menu LaTeX oraz Matematyczne. Dodatkowo zalecane jest włączenie opcji Panel boczny (Rys. 1.) ukazującej strukturę naszego dokumentu oraz zawierającej skróty do zakładek, symboli operatorów matematycznych, relacji, strzałek, nawiasów, alfabetu greckiego i cyrylicy czy akcentów literowych Podstawowe pojęcia makro polecenie tekstowe (instrukcja) w systemach TeX i LaTeX pakiet zbiór makr, dołączany w dokumencie za pomocą formuły \usepackage{pakiet} preambuła część dokumentu źródłowego rozpoczynająca się od polecenia \documentclass{...} a kończąca się poleceniem \begin{document}, w jej obrębie deklarujemy rodzaj dokumentu, dodajemy pakiety część główna część dokumentu źródłowego pomiędzy poleceniami \begin{document} oraz \end{document}, w tej cześć znajduje się treść dokumentu, polecenia tworzące wzory, tabele, wstawiające grafikę otoczenie zbiór reguł, zasad składu które umozliwiają umieszczenie tabeli, rysunku, równania, rozpoczyna się do polecenia \begin{otocznie}, a kończy poleceniem \end{otoczenie}. Sam dokument również jest otoczeniem. 4

5 kompilacja proces generowania dokumentu wyjściowego na podstawie kodu źródłowego 1.3. Wiadomości praktyczne Pierwszy dokument w środowisku LaTeX Po pobraniu szablonu (ze strony internetowej kursu) i jego otwarciu w programie TeXstudio okno programu powinno wyglądać podobnie do zrzutu ekranowego przedstawionego na Rys. 1. Składa się ono z okna głównego, w którym piszemy kod źródłowy oraz panelu bocznego (przyciskiem oznaczonym 1 włączamy panel boczny). Po skompilowaniu kodu (przycisk 2) możemy podejrzeć efekt naszej pracy naciskając przycisk 3, skutkuje to pojawieniem się po prawej stronie podglądu dokumentu. Naciśnięcie przycisku 4 spowoduje włączenie podglądu dokumentu w zewnętrznej przeglądarce plików pdf (np. Acrobat Reader). Rys. 1. Okno główne programu TeXstudio, z włączonym panelem bocznym oraz oknem podglądu dokumentu. Każdy dokument pisany w LaTeX u zawiera definicję stylu (rodzaju) dokumentu, listę dodatkowych pakietów dołączanych do realizowanego projektu czy definicję umieszczająca obrazek lub tabele. Poniżej opisano poszczególne fragmenty kodu. \documentclass[opcje]{klasa} [OPCJE] - szereg poleceń za pomocą których definiujemy m. in. rozmiar papieru (a4paper), druk jedno/dwustronny (oneside/twoside), rozmiar czcionki (9pt, 5

6 10pt, 12pt...) czy ilość kolumn na jakie podzielony zostanie pisany tekst (onecolumn, twocolumn). {KLASA} - określa rodzaj tworzonego dokumentu, przykładowe opcje: article (artykuł), IEEEtran (artykuł w szablonie IEEE), proc (materiały konferencyjne), report(raport), book (ksiażka), mwbk (polska wersja dokumentu book), letter (list), beamer (prezentacja). \usepackage[opcje]{pakiet} polecenie służące dołączaniu pakietów do naszego dokumentu [OPCJE] zestaw opcji indywidualnych dla każdego z pakietów {PAKIET} są to zestawy dodatków i modyfikacji które rozszerzają możliwości LaTeX a o wstawianie grafiki, dużych tabel, stron w orientacji horyzontalnej czy kolorowania tekstu. Pakiety można zainstalować ręcznie (MiKTeX -> Package Menager). Poniżej kilka popularnych pakietów: {amsmath} umożliwia składanie złożonych formuł matamatycznych niemieszczących się w jednej linii, {babel} umożliwia skład tekstów wielojęzycznych, {booktabs} dodatkowe opcje przy tworzeniu tabel, {caption} umożliwia modyfikacje opisów rysunków i tabel, {cite} umożliwia zaawansowaną edycję odwołań do bibliografii, {color} kolorowanie tekstu, {fancyhdr} pozwala na edycje stopki i nagłówka, {geometry} ustawienia marginesów, {graphics} oraz {graphicx} pakiety służace dołączaniu plików graficznych (obsługują różne formaty graficzne) do dokumentu, {hyperref} umożliwia wstawianie hiperłączy w dokumencie wyjściowym, {inputenc} wybór systemu kodowania (utf8, cp1250), {listings} pozwala umieścić tekst w formie kodu źródłowego programu, {lscape} umożliwa wstawienie strony w układzie horyzontalnym, {polski} pakiet języka polskiego, {rotating} pozwala obracać obiekty. \begin{document} polecenie rozpoczynające nasz dokument (dokument kończymy komendą \end{document}) Tekst umieszczony po znaku % uznawany jest za komentarz, nie jest brany pod uwagę przez kompilator. 6

7 Sekcje dokumentu Redakcja tekstu często wiąże się z koniecznością jego podziału na sekcje (częsci). W LaTeXu (dostępność opcji zależna jest od klasy dokumentu) dostępny jest podział na następujące sekcje: part część, sekcja stosowana w bardzo obszernych dokumentach np. książkach chapter rozdział section paragraf subsection podparagraf paragraph akapit subparagraph podakapit W edytorze TeXstudio dostępny jest skrót (oznaczny cyfrą 5 na Rys. 1) służący wstawianiu sekcji dokumentu. Deklaracja sekcji dokumentu wygląda w sposób następujący: \section{nazwa sekcji} Warto zwrócić uwagę, że subsection zawiera się w section, natomiast deklaracja dwóch nastepujacych po sobie section spowoduje wygenerowanie dwóch równoważnych z punktu widzenia spisu treści punktów dokumentu. Spis treści tworzy się automatycznie dzieki dodaniu komendy (jako nazwy elementów spisu wystapią zadeklarowane nazwy poszczegółnych sekcji): \tableofcontents %komenda powinna być umieszczona przed pierwszym paragrafem dokumentu właściwego Grafika LaTeX umożliwia umieszczanie zewnętrznych plików graficznych w tworzonym dokumencie. Aby dołączyć grafikę do naszego dokumentu należy w folderze w którym zapisaliśmy nasz projekt umieścić plik graficzny, a w kodzie źródłowym dodać odpowiedni pakiet obsługujacy umieszczanie grafiki, może to być np. : \usepackage{graphicx} umieszczony w preambule dokumenty Wstawienie samej grafiki odbywa się przez zastosowanie otoczenia figure, składnia tego polecenia jest następująca: \begin{figure} [h] %[h]-here, sugestia dla kompilatora by umieścił grafikę dokładnie w tym miejscu; [t]-top / [b]-bottom góra/dół strony \centering %wycentrowanie obrazka \includegraphics[width=10cm]{grafika.jpg} %dołączenie pliku graficznego, znajdującego się w tym samym katalogu co plik źródłowy, deklaracja 7

8 wymiarów obrazka: [szerokość (width), wysokość (height) lub skala (scale) rysunku] {nazwa pliku graficznego.rozszerzenie} \captionsetup{justification=justified} %opcje podpisu obrazka, wyśrodkowanie podpisu \caption{przykładowy rysunek} %podpis do rysunku \label{fig:rys1} %etykieta rysunku, przydatna przy powoływaniu się na niego \end{figure} %zakończenie otoczenia figure Dysponując już rysunkiem możemy się na niego powołać, przy okazji opisywania jego zawartości. Aby to zrobić wykorzystujemy nadaną mu etykietę (\label{fig:rys1}) oraz polecenie \ref{fig:rys1}, w praktyce wygląda to tak: Zależność temperatury cieczy od czasu ogrzewania przedstawiona została na rysunku \ref{fig:rys1} Tabele Tabelę w LaTeXu można wstawić używając otoczeń table i tabular. \begin{table}[ht!] \footnotesize %rozmiar czcionki \centering %wycentrowanie \captionsetup{singlelinecheck=off,justification=justified} %opcje podpisu tebeli, wyjustowanie tabeli \caption {Taka tabelka z losową zawartością na potrzeby zajęć z Technologii Informacyjnych} %podpis tabeli \begin{tabular}{c c c} % deklaracja liczby kolumn następuje przez umieszczenie odpowiedniej ilości liter w drugim nawiasie klamrowym, c oznacza wyśrodkowaną zawartość kolumny, l wyrównaną do lewej, r wyrównaną do prawej, pomiędzy symbolami l, c, r można wstawić, wtedy uzyskamy pionową linę oddzielającą kolumny \hline \hline %linia pozioma oddzielająca wiersze \textbf {Kolumna1} &\textbf { Kolumna2} & \textbf{ Kolumna3} \\ %nazwy poszczególnych kolumn (Kolumna1, Kolumna2 ) napisane pogrubiona czcionką (\textbf{}) \hline %pozioma linia oddzielająca wiersze {aaaaaaa} & {1,61} & {test}\\ %zawartość poszczególnych komórek w pierwszym wierszu piszemy w nawiasach klamrowych (ilość nawiasów {} musi odpowiadać ilości kolumn zadeklarowanej w otoczeniu tabular), \\ oznacza przejście do nowego wiersza {bbb} & {2,18} & {Ala}\\ {ccc} & {1,81} & {jabłko}\\ {ddd} & {1,78} & {kopytko}\\ \hline \hline \end{tabular} \label{tab:etykieta-tabeli} 8

9 \end{table} Analogicznie jak w wypadku rysunku do tabeli odwołujemy się za pomocą polecenia \ref{tab:etykieta-tabeli} Wzory matematyczne LaTeX umożliwia umieszczenie złożonych wyrażeń matematycznych za pomocą co najmniej kilku otoczeń. W trakcie realizacji zadania laboratoryjnego zapoznamy się z dwoma: ${symbol matematyczny lub równanie}$ oraz \begin{equation} treść równania \label{eq:etykieta-równania} \end{equation} Różnica pomiędzy nimi jest taka, że zastosowanie ${symbol}$ spowoduje umieszczenie w dokumencie wyjściowym sybolu matematycznego lub wzoru w linijce z tekstem, lub nowej linii (jeśli symbole $$ poprzedziliśmy enterem). Dodatkowo wygenerowany obiekt matematyczny pozbawiony będzie numeracji. Użycie otoczenia equation spowoduje umieszczenie obiektu matematycznego w nowej linii, wycentrowanego wraz z numeracją równania. Polecenie służące generacji indeksów dolnego, górnego oraz ułamka są następujace (działają w obrębioe tryby matematycznego, a więc pomiędzy znaczkami $$ lub wewnątrz otoczenia equation), przykładowo: indeks dolny $I_{th}$ indeks górny $e^x$ ułamek $x=\frac{3}{7}$ Polecenia oznaczone cyfrą 6 na Rys. 1 służą dopasowaniu wielkości nawiasów otwierajacego i zamykającego do rozmiaru wyrażenia matematycznego. W generowanym dokumencie, w sekcji 3 (Równanie Shockleya) proszę wygenerować następujący wzór wraz z odwołaniem (\ref{eq:etykieta-równania}). Rys. 2. Równanie wraz z opisem wyjaśniającym znaczenie poszczególnych symboli do wygenerowania w trakcie zajęć laboratoryjnych.. 9

10 1.4. Uwagi ogólne Przy kompilacji kodu źródłowego LaTeX bierze pod uwagę nawiasy oraz ich kolejność, możliwe jest zagnieżdżanie nawiasów w celu uzyskania złożonego efektu przykładowo przy redakcji wzorów matematycznych Tekst po znaku % jest ignorowany przez kompilator (komentarz) 2. Zadanie do wykonania Korzystając z szablonu dostępnego na stronie internetowej kursu, należy dokonać kolejnych modyfikacji kodu źródłowego według wskazówek zawartych w instrukcji. Jako plik graficzny należy wykorzystać obraz wygenerowany na poprzednich zajęciach w programie Origin. Realizację ćwiczenia najlepiej zacząć od wykonania modyfikacji na ocenę 3.0. Wykonanie zadania będzie oceniane wg. poniższej listy: na 3.0 : dokument z szablonu uzupełniony o dane studenta + utworzenie 3 sekcji (paragrafów) dokumentu (Rysunek, Tabelka, Równanie Shockleya) wraz ze spisem treści na 3.5 : j.w. + umieszczenie w dokumencie, w paragrafie Rysunek rysunku z poprzednich zajęć wraz z podpisem na 4.0 : j.w. + tabela o 4 kolumnach z dowolną zawartością (kolumna pierwsza wyrównana do lewej, 2 kolumny z wyśrodkowaną zawartości i ostatnia kolumna z zawartością wyrównaną do prawej) wraz z podpisem umieszczona w paragrafie Tabelka na 5.0 : j.w. + wzór matematyczny (otoczenie equation) wraz z wyjaśnieniem symboli w nim występujących (${symbol}$), umieszczony w paragrafie Równanie Shockleya. Prowadzący może poprosić o taką modyfikację dokumentu, aby sprawdzić, czy wprowadzone automatyczne formatowanie i numeracje są przygotowane i działają prawidłowo. 10