Основы работы в системе LATEX. Для направления ИВТ (Чебарыкуов М. Учебное пособие для студентов направления "Информатика и вычислительная техника"
 Скачать 497.57 Kb.
|
1 2 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Рубцовский индустриальный институт (филиал) ГОУ ВПО "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" М.С. Чебарыков Основы работы в системе L A TEX Учебное пособие для студентов направления "Информатика и вычислительная техника" Рубцовск 2014 УДК 004.915 Чебарыков М.С. Основы работы в системе L A TEX: Учебное пособие для студентов направления "Информатика и вычислительная техника"/ Рубцов- ский индустриальный институт. - Рубцовск, 2014. - 49 с. Учебное пособие посвящено изложению основ работы в системе ком- пьютерной верстки L A TEX. Особое внимание уделено оформлению матема- тических статей и формул. Описаны элементы программирования в системе L A TEX. Изложение материала учитывает уровень подготовки студентов вто- рого курса. Рассмотрено и одобрено на заседании НМС РИИ Протокол №9 от 25.12.14 г. Рецензент: к.т.н., доцент А.В. Шашок ©Рубцовский индустриальный институт, 2014 Содержание ВВЕДЕНИЕ: TEX, LATEX, MIKTEX 5 1 Основные понятия 6 1.1 Исходный файл . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2 Спецсимволы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3 Команды и их задание в тексте . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.4 Структура исходного текста . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.5 Группы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.6 Окружения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.7 Параметры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.8 Единицы длины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2 Преамбула документа 11 2.1 Основные команды преамбулы документа . . . . . . . . . . . . . 11 2.2 Стили и параметры страницы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 3 Простейшее оформление тела документа 14 3.1 Заголовок документа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3.2 Разделы, главы, абзацы, примечания . . . . . . . . . . . . . . . 15 3.3 Разрывы, интервалы, переносы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.4 Шрифты, размеры, специальные и национальные символы . . . 18 3.5 Колонки, цитаты, блоки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 4 Оформление различных элементов текста 21 4.1 Списки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.2 Ссылки и нумерация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 4.3 Плавающие объекты: рисунки и таблицы . . . . . . . . . . . . . 23 4.3.1 Рисование в L A TEX’е . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 4.3.2 Включение графических файлов . . . . . . . . . . . . . . 24 4.3.3 Верстка таблиц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 4.4 Оглавления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 4.5 Библиография . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 5 Набор математических выражений в L A TEX ’е 30 5.1 Оформление формул . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 5.2 Таблицы спецзнаков в формулах . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 5.2.1 Операции, отношения и просто значки . . . . . . . . . . . 31 5.2.2 Пунктуация, акцентирование и интервалы . . . . . . . . 33 5.2.3 Степени, индексы, разделители . . . . . . . . . . . . . . . 34 5.3 Математические операторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 5.4 Операции с пределами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 5.5 Применение скобок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 5.6 Шрифты и текст в формулах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 5.7 Один элемент над другим . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 5.8 Набор матриц . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 6 Программирование в системе L A TEX 44 6.1 Создание собственных команд и окружений . . . . . . . . . . . . 44 6.2 Работа со счетчиками . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 7 Компиляция файла и обработка ошибок 47 Список литературы 49 4 ВВЕДЕНИЕ: TEX, LATEX, MIKTEX TEX – система компьютерной верстки, разработанная американским про- фессором информатики Дональдом Кнутом в целях создания компьютерной типографии. В нее входят средства для секционирования документов, для работы с перекрестными ссылками. В отличие от обыкновенных текстовых процессоров и систем компью- терной верстки, построенных по принципу WYSIWYG – What You See Is What You Get («что видишь, то и получишь»), в TEX’е пользователь лишь задает текст и его структуру, а TEX самостоятельно на основе выбранного пользователем шаблона форматирует документ, заменяя при этом дизайнера и верстальщика. Документы набираются на собственном языке разметки в виде обычных ASCII-файлов, содержащих информацию о форматировании текста или вы- воде изображений. Эти файлы (обычно имеющие расширение «.tex») транс- лируются специальной программой в файлы «.dvi» (device independent – «неза- висимые от устройства»), которые могут быть отображены на экране или на- печатаны. DVI-файлы можно специальными программами преобразовать в PostScript, PDF или другой электронный формат. Ядро TEX’а представляет собой язык низкоуровневой разметки, содер- жащий команды отступа и смены шрифта. Огромные возможности в TEX’е предоставляют готовые наборы макросов и расширений. Наиболее распро- страненным расширением стандартного TEX’а (наборы шаблонов, стилей и т. д) является созданный Лесли Лэмпортом L A TEX. Пакет позволяет автома- тизировать многие задачи набора текста и подготовки статей, включая набор текста на нескольких языках, нумерацию разделов и формул, перекрестные ссылки, размещение иллюстраций и таблиц на странице, создание списка ис- пользуемой литературы и др. MiKTeX – открытый дистрибутив TEX для платформы Windows. В на- стоящее время в состав MiKTeX включены: • текстовый редактор TeXworks; • компиляторы TeX, pdfTeX, XeTeX и LuaTeX; • различные варианты TEX: e-TeX, Omega, NTS; • программы преобразования dvi-файлов в формат PDF; • полный набор наиболее часто используемых макропакетов, включая L A TEX; • программа просмотра dvi-файлов – Yap; • другие инструменты и утилиты. 5 1 Основные понятия 1.1 Исходный файл Исходный файл с расширением .tex для системы L A TEX содержит непо- средственно текст документа вместе со спецсимволами и командами оформле- ния текста. Этот файл можно создать любым текстовым редактором, вклю- чая редактор TeXworks, свободно распространяемый вместе с MiKTeX’ом. Текстовый файл не должен содержать шрифтовых выделений, разбивки на страницы, переносов (TEX сделает их сам) и т. п. Слова отделяются друг от друга пробелами, соседние абзацы – пустыми строками, при этом TEX не различает, сколько именно стоит пробелов или пустых строк. 1.2 Спецсимволы Большинство символов в исходном тексте прямо обозначает то, что будет напечатано. Следующие 10 символов: { }$ & # % _ ^ \ имеют особый статус. Печатное изображение знаков, соответствующих пер- вым семи из них, можно получить, если в исходном тексте поставить перед соответствующим символом без пробела знак \ (по-английски он называется «backslash»). Ниже приведем пример. фрагмент исходного текста: после компиляции в L A TEX’е: 5 \% , \$ 200. 5 % , $ 210. Назначение части из этих спецсимволов указано в таблице ниже. Символ Назначение % символ комментария – все символы, рас- положенные в строке после него, TEX иг- норирует (в том числе сам %) {} ограничивают группы в исходном файле $ ограничивает математические формулы _, ^, \, <, >, | употребляются при записи математиче- ских выражений \ с этого символа начинаются все команды TEX 1.3 Команды и их задание в тексте Структура команды TEX предельно проста: команда начинается с сим- вола \, после без пробела пишутся имя команды и ее аргументы, если они необходимы. В фигурных скобках в большинстве команд указывается список обязательных аргументов , в квадратных скобках – список необязательных аргументов, называемых опциями. 6 С точки зрения записи в исходном тексте, команды принято делить на два типа. Первый тип – команды, начинающиеся со знака \ и одного символа после него, не являющегося буквой. Именно к этому типу относятся команды \{, \}, \% . У команд второго типа имя состоит из последовательности букв. Например, команды \TeX, \LaTeX и \LaTeXe генерируют эмблемы систем TEX, L A TEX и L A TEX 2ε. Имя команды второго типа нельзя разрывать при переносе на другую строку. В именах команд прописные и строчные буквы различаются. На- пример, \large, \Large и \LARGE – это три разные команды, они задают различные размеры шрифта. После команды первого типа (из \ и не-буквы) пробел в исходном тексте ставится или не ставится в зависимости от того, что вы хотите получить на печати. После команды второго типа в исходном тексте обязательно должен стоять пробел либо символ, не являющийся буквой (он указывает компиля- тору L A TEX’а на конец имени команды). В качестве такого символа можно использовать фигурные скобки {}. Если после команды из \ и букв в исходном тексте следуют пробелы, то при трансляции они игнорируются. Чтобы заставить TEX все-таки «увидеть» пробел после команды в исходном тексте (например, чтобы сгенерированное с помощью команды слово не сливалось с последующим текстом), надо этот пробел специально организовать. Один из возможных способов — поставить после команды пару из открывающей и закрывающей фигурных скобок (так что TEX будет знать, что имя команды кончилось), и уже после них сделать пробел, если нужно. Иногда можно также поставить команду \ (backslash с пробелом после него), генерирующую пробел. Вот пример: фрагмент исходного текста: после компиляции в L A TEX: Освоить \LaTeX\ проще, чем \TeX. Человека, который знает систему \TeX{} и любит ее, можно назвать \TeX ником. Освоить L A TEX проще, чем TEX. Человека, который знает систе- му TEX и любит ее, можно на- звать TEXником. В последней строке этого примера мы не создали пробела после команды TEX, чтобы эмблема TEX’а слилась с последующим текстом. Необязательных аргументов в командах может быть несколько; иногда они должны располагаться до обязательных, иногда после. В любом случае порядок, в котором должны идти аргументы команды, надо строго соблю- дать. Между скобками, в которые заключены обязательные аргументы, мо- гут быть пробелы, но не должно быть пустых строк. Некоторые команды имеют альтернативную форму, которая использу- ется, если после имени команды указать символ * («звездочка»). Например, 7 1.5 Группы Важным понятием TEX’а является понятие группы – части текста, за- ключенной в фигурные скобки. Как правило, задаваемые командами TEX’а изменения различных пара- метров действуют в пределах той группы, внутри которой была дана соот- ветствующая команда; по окончании группы все эти изменения отменяются и восстанавливается тот режим, который был до начала группы. Рассмотрим это на примере команды вывода полужирного шрифта \bf: фрагмент исходного текста: после компиляции в L A TEX’е: Часть текста набрана {\bf полу- жирным шрифтом} ; далее текст снова обычный. Часть текста набрана полу- жирным шрифтом; далее текст снова обычный. Группы могут быть вложены друг в друга. Фигурные скобки в исходном тексте должны быть сбалансированы: каждой открывающей скобке должна соответствовать закрывающая. Некоторые команды, называемые глобальны- ми, сохраняют свое действие и за пределами той группы, где они были упо- треблены. 1.6 Окружения Еще одна важная конструкция L A TEX’а – это окружение (environment). Окружение — это фрагмент файла, начинающийся с текста: \begin{имя_окружения} , где имя _ окружения представляет собой первый обязательный (и, возможно, не единственный) аргумент команды \begin. Заканчивается окружение командой \end{имя_окружения} (команда \end имеет только один аргумент – имя завершаемого ею окружения). Каждой ко- манде \begin, открывающей окружение, должна соответствовать закрываю- щая его команда \end (с тем же именем окружения в качестве аргумента). Важным свойством окружений является то, что они действуют и как фигурные скобки: часть файла, находящаяся внутри окружения, образует группу. 1.7 Параметры TEX в каждый момент обработки исходного текста учитывает значения различных параметров, таких, как величина абзацного отступа, ширина и высота страницы, расстояние по вертикали между соседними абзацами и т.д. Параметры TEX’а обозначаются аналогично командам: с помощью сим- вола \ («backslash»), за которым следует либо последовательность букв, либо одна не-буква. Чтобы изменить параметр, надо написать его обозначение, а затем, после знака равенства, значение, которое мы «присваиваем» этому параметру: \имя_параметра=величина. 9 Например, \parindent обозначает в TEX’е величину абзацного отступа; чтобы абзацный отступ равнялся двум сантиметрам, можно написать так: \parindent=2cm Это изменение распространяется на текущую группу, если указано в теле одной из групп документа, но может быть применено ко всему документу, если указано в преамбуле. Для изменения параметров также можно использовать следующие две команды: \setlength{parameter}{length} \addtolength{parameter}{length} Первая команда присваивает величине parameter значение length, а вто- рая добавляет к величине parameter значение length. Например, для того чтобы увеличить абзацный отступ на 1 см, необходимо выполнить следую- щую команду: \addtolength{\parindent}{1cm} 1.8 Единицы длины В зависимости от назначения параметра в качестве величины может быть просто число или число с указаниями единицы измерения, часть из которых приведена в таблице ниже: pt пункт ≈ 0.35 миллиметра pc пика=12pt mm миллиметр cm сантиметр=10mm in дюйм=25,4mm dd пункт Дидо ≈ 1,07pt cc цицеро=12dd Можно задавать размеры с помощью любой из этих единиц; при записи дробного числа можно использовать как десятичную запятую, так и деся- тичную точку; прописные и строчные буквы в обозначениях единиц длины не различаются. Даже если длина, которую вы указываете TEX’у, равна нулю, все равно необходимо указать при этом нуле какую-нибудь из используемых TEX’ом единиц длины. Кроме перечисленных, в TEX’е используются еще две «относительные» единицы длины, размер которых зависит от текущего шрифта. Это em, при- близительно равная ширине буквы «М» текущего шрифта, и ex, приблизи- тельно равная высоте буквы «x» текущего шрифта. Эти единицы удобно ис- пользовать в командах, которые должны работать единообразно для шриф- тов разных размеров. 10 2 Преамбула документа 2.1 Основные команды преамбулы документа Теперь подробней остановимся на командах, которые могут стоять в пре- амбуле документа. Начнем с первой строки входного файла – команды: \documentclass[options]{class} Напомним, что эта команда специфицирует, какой документ должен быть в результате получен: аргумент в фигурных скобках class определяет класс документа, а аргумент в квадратных скобках (options) управляет его харак- теристиками. Кроме стандартных классов (см. пункт 1.4) могут применяться и классы, задаваемые пользователем, а также классы и стили различных издательств и редакций. Например, для того, чтобы использовать в документе класс ста- тьи Американского математического общества, документ должен начинаться командой: \documentclass{amsart} Параметры (options) команды \documentclass приведены в табл. 2 Таблица 2 Параметры стандартных классов документов Параметр Описание 10pt, 11pt, 12pt Размер основного шрифта документа (по умолчанию – 10 pt) a4paper, letterpaper, b5paper Размер бумаги для печати документа (по умолчанию – letterpaper) Fleqn Отображает формулы с выравниванием влево вместо центрирования leqno Размещает номера формул слева вместо размещения справа landscape, portrait Задает альбомную или портретную ориентацию бумаги (по умолчанию – portrait) titlepage, notitlepage Определяет, начинать ли текст после заголовка доку- мента с новой страницы или нет twocolumn |
1.4
Структура исходного текста
Текст исходного tex-файла можно разделить на две основных части: пре- амбулу
, где приводятся команды, относящиеся ко всему документу, и тело документа
, где находится непосредственно текст документа.
Команды преамбулы указывают класс документа, подключаемые паке- ты, глобальные параметры оформления страницы, величины отступов и ин- тервалов и т.д. Преамбула, как и сам L
A
TEX-файл, должна начинаться с ко- манды documentclass{класс_документа}, задающей класс оформления до- кумента.
Существует четыре класса документов (класс_документа), которые мо- гут быть присвоены по умолчанию (табл. 1).
Таблица 1
Стандартные классы документов в системе L
A
TEX
Класс Описание article Статья для научных журналов, короткие доклады, письма и пр.
report
Документ, состоящий из нескольких глав (диссертация, небольшая книга)
book
Книга slide
Слайды для проектора. В этом случае текст выводится большими буквами
Можно создавать и новые классы. Каждый класс определяет свой стиль оформления по умолчанию. Если часть параметров, относящихся ко всему документу (например, величину абзацного отступа), необходимо изменить, то соответствующие команды следует указывать после команды \documentclass,
до начала тела документа.
Тело документа начинается командой \begin{document}. Только после этой команды может идти собственно текст. Заканчиваться файл должен командой \end{document}. Любой текст после этой команды компилятор
L
A
TEX’а просто проигнорирует.
Пример простейшего L
A
TEX-файла, составленный по всем правилам:
\documentclass {article}
\begin{document}
Привет, мир!
\end{document}
8