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Topos Uranos
Deutsch

Erste Schritte: Einführung

Zusammenfassung

Diese Lektion eröffnet die erste Einheit des Kurses, die den ersten Schritten mit LaTeX gewidmet ist. Sie erklärt, wozu die Einheit dient: Menschen ohne jede LaTeX-Erfahrung so weit zu bringen, dass sie ein kurzes Dokument selbstständig schreiben, übersetzen und korrigieren können; sie stellt die vier Lektionen der Einheit vor und den Faden, der sie verbindet, von der Idee des Schriftsatzes bis zum Lesen der Fehlermeldungen; sie benennt das Wenige, das vorausgesetzt wird, nämlich den Umgang mit Dateien und Ordnern auf einem Computer; sie formuliert das Problem, das die Einheit löst: von einer leeren Datei zu einem gesetzten Dokument zu gelangen und, wenn etwas fehlschlägt, von der Meldung des Satzprogramms zu ihrer Ursache; und sie zeigt, dass derselbe Kreislauf einem Laborbericht ebenso dient wie einem philosophischen Essay oder der Edition eines lateinischen Textes.

Lernziele

  1. Den Aufbau der Inhalte der Einheit beschreiben und erklären, was jede Lektion zur nächsten beiträgt.
  2. Die Vorkenntnisse erkennen, die die Einheit voraussetzt, und den Computer dafür vorbereiten, insbesondere die Anzeige der Dateiendungen.
  3. An einem Beispiel erklären, warum ein LaTeX-Dokument kein Ergebnis liefern kann und warum ein Fehler nicht immer dort gemeldet wird, wo er steht.
  4. In anderen Fächern und in den folgenden Einheiten den Kreislauf aus Schreiben, Übersetzen und Korrigieren wiedererkennen, den die Einheit aufbaut.

Eingangstest

Bevor man die Einheit durcharbeitet, lohnt es sich, den Ausgangspunkt zu bestimmen. Dieser Test ist eine Selbsteinschätzung: Er wird nicht benotet, und sein einziger Zweck ist es, das Lernen zu lenken. Seine acht Fragen behandeln, je zwei und der Reihe nach, die vier Lektionen der Einheit; wer LaTeX noch nie benutzt hat, sollte nicht erwarten, sie richtig zu beantworten, und das schadet nicht: Jede Antwort, ob richtig oder falsch, erklärt den Punkt und nennt die Lektion, die ihn behandelt. Dieselben Fertigkeiten werden am Ende, in der Lektion zur Zusammenfassung, erneut geprüft; da dies die erste Einheit des Kurses ist, gibt es keine Fragen zu früheren Einheiten.

Eingangstest

Miss vor Beginn der Einheit deinen Ausgangspunkt. Es ist eine kurze Selbsteinschätzung: Sie wird nicht benotet, und das Ergebnis wird nur in deinem Browser gespeichert.

  1. Frage 1Eine Forscherin schreibt auf Deutsch einen Aufsatz, der Passagen in polytonischem Griechisch zitiert, und die Zeitschrift verlangt eine OpenType-Schrift, die auf ihrem Computer installiert ist. Mit welchem Satzprogramm sollte sie ihn nach dem Maßstab dieses Kurses übersetzen?

  2. Frage 2Was druckt die Zeile Bestanden haben 70 % der Studierenden., wenn sie unverändert im Textteil eines Dokuments steht?

  3. Frage 3Der Ordner einer Dissertation enthält diss.tex, diss.aux, diss.log, diss.toc, diss.pdf und karte.png, eine Abbildung, die die Dissertation einbindet. Eine mitwirkende Person wird die Dissertation auf ihrem eigenen Computer übersetzen. Was muss sie mindestens erhalten?

  4. Frage 4Ein Student korrigiert seinen Quelltext und übersetzt, aber das PDF im Betrachter ändert sich nicht. Die Protokolldatei endet mit der Zeile Fatal error occurred, no output PDF file produced!. Welches PDF sieht er?

  5. Frage 5Im Textteil eines Dokuments schreibt der Autor nach mehreren Absätzen \usepackage{amsmath}. Was geschieht beim Übersetzen?

  6. Frage 6Im Textteil eines Dokuments steht unverändert der Satz Speichern Sie die Datei als bericht_final.tex. Was geschieht beim Übersetzen?

  7. Frage 7Die Protokolldatei eines Laufs enthält den Fehler ! Undefined control sequence. und darunter die Zeile l.7 \sectoin. Was zeigt sie an?

  8. Frage 8Die Übersetzung erzeugt das PDF, aber die Protokolldatei enthält die Zeile Overfull \hbox (3.21451pt too wide) in paragraph at lines 20--24. Was bedeutet das?

Die Inhalte der Einheit

Diese Einheit dient dem ersten Kursziel, Dokumente zu erstellen und zu übersetzen und dabei ihre Fehler zu diagnostizieren und zu beheben, und sie ist die Voraussetzung aller übrigen: Texte in mehreren Sprachen und Schriften setzen, lange Dokumente gliedern, Mathematik und Logik schreiben, Tabellen und Abbildungen darstellen, die Bibliografie verwalten und die passende Klasse für jede akademische Textsorte wählen setzen voraus, dass der Kreislauf aus Schreiben, Übersetzen und Korrigieren keine Schwierigkeit mehr bereitet. Ihr Ziel ist, dass jemand, der LaTeX nie benutzt hat, am Ende ein kurzes Dokument aus einer leeren Datei schreiben, es mit LuaLaTeX in Texmaker oder in Overleaf übersetzen und, wenn es sich nicht übersetzen lässt, die Ursache selbstständig finden und beheben kann. Ihre vier Lektionen bilden eine Kette, in der jede auf den vorangehenden aufbaut.

  1. Was LaTeX ist. Sie erklärt den Schriftsatz, vergleicht die Auszeichnungssprache mit der Textverarbeitung, erzählt die Entstehung von TeX und LaTeX und ihr Prinzip, Inhalt und Form zu trennen, begründet die Wahl von LuaLaTeX und zeigt, wie aus einem Quelltext ein PDF wird. Sie legt den Wortschatz der ganzen Einheit fest: Quelltext, Satzprogramm, Übersetzung, Präambel, Textteil und Protokolldatei.
  2. Die Arbeitsumgebung. Sie installiert, was die erste Lektion beschrieben hat: eine TeX-Distribution mit ihrer Paketverwaltung und den Editor Texmaker, eingerichtet für das Übersetzen mit LuaLaTeX und das Speichern in UTF-8; sie stellt Overleaf als Alternative im Browser vor und erklärt, welche Dateien die Übersetzung hinterlässt und welche man aufbewahrt. Sie schließt mit zwei Testdokumenten, die die Installation prüfen.
  3. Anatomie eines Dokuments. Sie zerlegt den Quelltext in seine Bestandteile: Präambel und Textteil, die Befehle mit ihren Argumenten, die Gruppen, die den Gültigkeitsbereich von Deklarationen begrenzen, die Umgebungen, die zehn reservierten Zeichen, die Kommentare, die Pakete und die Klasse. Mit ihr hört das Minimaldokument der ersten Lektion auf, ein Rezept zu sein, und wird zu einem Aufbau, den man Stück für Stück versteht.
  4. Übersetzen und Fehler beheben. Sie lehrt, die Protokolldatei zu lesen: Fehler von Warnungen zu unterscheiden, jeden Fehler im Quelltext zu finden, die häufigsten Meldungen zu erkennen und die Ursache einzugrenzen, wenn die Meldung nicht ausreicht. Sie führt das Vorige zusammen, denn fast jeder Fehler ist der Verstoß gegen eine Regel der Anatomie des Quelltextes, und seine Diagnose stützt sich auf die Arbeitsumgebung.

Die Einheit endet mit der Lektion Zusammenfassung und Herausforderungen, die das Erreichte in einer Kette von Begriffen und Verfahren zusammenführt, in ihrem Abschlusstest die Fertigkeiten des Eingangstests wiederholt und Aufgaben stellt, die mehrere Lektionen verbinden.

Was vorausgesetzt wird

Die Einheit beginnt fast bei null. Sie setzt nicht voraus, dass man LaTeX benutzt hat, programmieren kann oder Mathematik beherrscht; ebenso wenig setzt sie Englischkenntnisse voraus, obwohl die Meldungen des Satzprogramms in dieser Sprache sind, denn der Kurs erklärt jede, die er vorstellt. Sie setzt nur den gewöhnlichen Umgang mit einem Computer voraus: einen Ordner anlegen, eine Datei unter einem bestimmten Namen in einem bestimmten Ordner speichern, sie später wiederfinden, Dateien kopieren, verschieben und löschen und ein Programm installieren, oder aber über einen Browser und ein Konto bei Overleaf verfügen.

Daraus folgt eine einzige Vorbereitung, die man am besten vor der Lektion über die Arbeitsumgebung erledigt. Ein Dateiname besteht aus einem Stamm und einer Endung, dem Teil nach dem letzten Punkt: In bericht.tex ist bericht der Stamm und tex die Endung. Nun blenden der Datei-Explorer von Windows und der Finder von macOS bekannte Endungen standardmäßig aus, sodass bericht.tex und bericht.pdf beide als bericht erscheinen und die Hilfsdateien der Übersetzung, die sich nur durch ihre Endung unterscheiden, ununterscheidbar werden. Daher sollte man die Option einschalten, die die Endungen anzeigt: unter Windows im Menü Ansicht des Datei-Explorers; unter macOS in den erweiterten Einstellungen des Finders. Unter Linux zeigen die Dateimanager sie standardmäßig an.

Das Problem, das die Einheit löst

Wer in einer Textverarbeitung schreibt, sieht das Ergebnis schon beim Schreiben. Bei LaTeX steht zwischen dem Quelltext und der Seite ein Programm, das den Quelltext buchstabengetreu liest, und das Ergebnis erscheint erst beim Übersetzen. Daraus ergeben sich zwei Probleme, die die Probleme der Einheit sind. Das erste ist, wie man von einer leeren Datei zu einem gesetzten Dokument gelangt: was zu installieren ist, was der Quelltext mindestens enthalten muss und was das Satzprogramm damit macht. Das zweite ist, was zu tun ist, wenn das Dokument nicht entsteht oder anders ausfällt als beabsichtigt: Das Satzprogramm zeigt den Fehler nicht auf der Seite, sondern beschreibt ihn in der Protokolldatei, in einer eigenen Sprache, und meldet ihn mitunter fern der Stelle, an der er begangen wurde. Das folgende Beispiel zeigt beide Probleme in einem Dokument von fünfzehn Zeilen.

BeispielEine fehlende Klammer

Der folgende Quelltext ist ein vollständiges Dokument: Er deklariert die Klasse, lädt die Pakete (mit der Option ngerman von babel für die neue deutsche Rechtschreibung), speichert den Titel, den Autor und ein leeres Datum und setzt zwei Abschnitte. Mit LuaLaTeX übersetzt, liefert er dieses Ergebnis.

LaTeX-Code
\documentclass{article}\usepackage{fontspec}\usepackage[ngerman]{babel}\title{Lektürebericht}\author{Anna Weber}\date{}​\begin{document}\maketitle\section{Die Frage}Der Text prüft eine \emph{Hypothese} über 40\,\% der Fälle.​\section{Die Antwort}Die Antwort stützt sich auf den vorigen Abschnitt.\end{document}
Ergebnis
Ergebnis

Lässt man in der elften Zeile die geschweifte Klammer weg, die das Argument von \emph schließt, erzeugt das Satzprogramm kein PDF, und die Protokolldatei enthält unter anderem diese Zeilen.

Kompilierungsprotokoll
Runaway argument?{Hypothese über 40\,\% der Fälle. \par \section {Die Antwort} Die A\ETC.! File ended while scanning use of \emph ....!  ==> Fatal error occurred, no output PDF file produced!

Der Fehler wird nicht in der elften Zeile gemeldet, sondern am Ende der Datei: Das Satzprogramm hat das Argument von \emph durch den Absatz, den folgenden Abschnitt und \end{document} hindurch weitergelesen, bis die Datei zu Ende war. Nun liefert die Protokolldatei den fehlenden Hinweis: Die Zeile nach „Runaway argument?“ gibt das durchgegangene Argument von seinem Anfang an wieder, und dieser Anfang, die Klammer vor „Hypothese“, ist genau die Stelle des Fehlers. Die Protokolldatei so zu lesen, lehrt die Lektion über das Übersetzen und das Beheben von Fehlern; zu verstehen, warum eine nicht geschlossene Klammer alles Folgende mitreißt, lehrt die über die Anatomie eines Dokuments.

Die Antwort der Einheit auf diese beiden Probleme hat also zwei Teile. Für das erste eine installierte und geprüfte Umgebung und einen Quelltext, dessen Aufbau man Stück für Stück versteht, sodass nichts darin eine Zauberformel ist. Für das zweite eine Methode: die Protokolldatei vom ersten Fehler an lesen, den Fehler im Quelltext verorten, die verletzte Regel erkennen und, wenn die Meldung nicht ausreicht, die Ursache eingrenzen, indem man Teile des Quelltextes deaktiviert. Keiner der beiden Teile verlangt, Befehle auswendig zu lernen; beide verlangen, den Quelltext so zu lesen, wie das Satzprogramm ihn liest.

Die Einheit in den Fächern

Der Kreislauf, den die Einheit lehrt, ist in allen Fächern derselbe, und was sich von einem zum anderen ändert, ist nur das, was man schreibt. Ein Laborbericht in Chemie, ein philosophischer Essay mit hundert Fußnoten, ein Kommentar zu einer Cicero-Stelle mit dem lateinischen Text und seiner Übersetzung, eine volkswirtschaftliche Hausarbeit mit Tabellen, eine historische Dissertation mit Archivdokumenten und ein mathematischer Aufsatz mit Sätzen beginnen gleich: ein Ordner, eine Quelldatei mit Präambel und Textteil, ein Übersetzungslauf und das Lesen seiner Protokolldatei. Ebenso treten die Fehler dieser Einheit, eine nicht geschlossene Klammer, ein unverändert geschriebenes reserviertes Zeichen, ein an falscher Stelle geladenes Paket, in jedem dieser Dokumente auf, unabhängig vom Fach.

Deshalb wird, was die Einheit lehrt, in den anderen Kursen der Website gebraucht. Arbeiten und Mitschriften in Aristotelische Logik oder in Grundlagen der Mechanik lassen sich von der ersten Woche an in LaTeX schreiben; in Datenanalyse mit R werden die Ergebnisse einer Analyse in ein gesetztes Dokument eingebunden; und in Programmieren in C++ I ist der Kreislauf im Wesentlichen derselbe: Man schreibt einen Quelltext, ein Compiler liest ihn, und seine Meldungen, die auf Zeilennummern verweisen, liest man mit der Methode, die diese Einheit lehrt.

Wohin sie führt

Am Ende der Einheit wird das Minimaldokument ein vertrauter Ausgangspunkt sein, und die folgenden Einheiten bauen darauf auf. Die zweite befasst sich mit dem Text selbst: den Sprachen und Schriften, darunter Griechisch und Latein, den Schriftarten, den Fußnoten und den langen Zitaten. Die dritte mit dem Aufbau langer Dokumente, mit ihren Kapiteln, ihrem Inhaltsverzeichnis und ihren Querverweisen, verteilt auf mehrere Dateien. Die vierte mit dem Schreiben von Mathematik und Logik in ihrer korrekten Notation; die fünfte mit Tabellen und Abbildungen; die sechste mit der Bibliografie und den Zitierkonventionen jedes Fachs; und die siebte mit den Dokumentklassen, die zu jeder akademischen Textsorte passen, von Präsentationen bis zu Briefen und Postern. In allen wird jeder neue Befehl geschrieben, übersetzt und, wenn er fehlschlägt, mit dem korrigiert, was man in dieser Einheit gelernt hat.