TeX-ladontajärjestelmä

Sisällys

Mikä, miksi

TeX on tekstinkäsittely- ja ladontaohjelma, joka sopii erityisesti matemaattisia lausekkeita, eri kirjasinlajeja ja erikoissymboleja sisältävien julkaisujen tuottamiseen. Tavanomaiseen tekstinkäsittelyyn sopivat yleensä paremmin mikrojen tekstinkäsittelyohjelmat kuten Microsoft Word ja WordPerfect. Niilläkin saa aikaan varsin monipuolista muotoilua, ja niiden käytön oppii olennaisesti nopeammin kuin TeXin käytön. Jos kuitenkin on tarvetta tehdä laajoja, kirjankokoisia dokumentteja, voi TeXin opettelu olla hyvinkin kannattavaa. Sama koskee pieniäkin dokumentteja, jos niissä on paljon matemaattisia kaavoja. Itse asiassa ei taida juuri olla muita vaihtoehtoja vaativien matemaattisten kaavojen kunnolliseksi latomiseksi kuin TeX-pohjaiset ratkaisut.

On sanottu, että TeX on parasta, mitä matematiikan kirjoittamiselle on tapahtunut sitten Gutenbergin. On myös sanottu, että TeXin matematiikkajälki voittaa useimmat muut julkaisuohjelmat, myös kaupalliset.
Antti-Juhani Kaijanaho: Vastauksia aloittelijalle (TeX-asioista)

Hyviä syitä TeXin käyttöön voivat olla myös seuraavat:

Yleensä kannattaa perus-TeXin asemesta käyttää LaTeXia. Tällöin monet asiat voidaan tehdä puuttumatta teknisiin yksityiskohtiin. Kun esimerkiksi haluan aloittaa tekstissäni uuden luvun, voin LaTeXia käyttäessäni kirjoittaa vain esim.
\section{Yleisiä periaatteita}
ja antaa LaTeXin huolehtia siitä, että otsikko Yleisiä periaatteita tulostuu näyttävästi, saa eteensä luvun numeron, tulee mukaan sisällysluetteloon jne. Toisaalta ongelmaksi voi muodostua se, että LaTeX tämäntapaisia asioita tehdessään toimii joidenkin oletusarvojen mukaan, joista en ihan pidä tai joista pitäisi jossakin erityisessä tilanteessa poiketa. LaTeXin toimintatapaa tällaisissa suhteissa voidaan kyllä usein muokata melko helpostikin, mutta voi käydä niinkin, että muokkaaminen vaatiikin paljon selvittelyä, teknistä osaamista ja työtä. Ongelmaa voi pahentaa se, että TeXin ja LaTeXin dokumentaatio on osittain varsin sekava mm. sen takia, että monet asiat ovat erillisissä "paketeissa" eivätkä perusohjelmistossa.

Toimintaperiaate

Mikrojen tekstinkäsittelyohjelmia käytettäessä teksti yleensä näkyy ruudulla periaatteessa sellaisena, kuin se tulostuu paperille, eli ne ovat niinsanottuja WYSIWYG-ohjelmia (What You See Is What You Get). Sen sijaan TeX on eräajotyyppinen:
  1. Teksti kirjoitetaan jollakin editorilla (esim. Emacsilla) tiedostoon siten, että varsinaisen tekstin seassa on ohjausmerkintöjä, jotka säätelevät mm. tekstin ulkoasua. Tekstissä voi olla esimerkiksi merkintä {\it Homo sapiens}, joka aiheuttaa sen, että sanat Homo sapiens tulostuvat kursiivilla (engl. italics): Homo sapiens. Varsinkin makropaketteja (esim. LaTeX) käytettäessä ohjausmerkinnät yleensä kuvaavat dokumentin osien loogisen aseman (esim. kappaleen otsikko), ei niiden ulkoasua, ja erikseen voidaan sitten säädellä sitä, missä asussa erityyppiset rakenteet tulostuvat. - Tiedostolle annetaan nimi, joka loppuu merkkeihin .tex, jotta ohjelmat tunnistaisivat sen TeX-tiedostoksi.
  2. Edellä mainittu tiedosto, "TeX-raakateksti", annetaan syöttötiedoksi TeX-ohjelmalle, joka tuottaa siitä niinsanotun DVI-tiedoston. Se ei ole ihmisen suoraan luettavissa, vaan se on TeXin käyttämässä erityisessä esitysasussa, laiteriippumattomana (device independent) muodossa.
  3. Näin saatu DVI-tiedosto voidaan eri ohjelmilla tulostaa erilaisille laitteille. Esimerkiksi Unix-koneissa se voidaan yhdellä ohjelmalla (xdvi) tulostaa X-päätteen tai työaseman kuvaruudulle. DVI-tiedosto voidaan myös muuntaa toiseen muotoon; esimerkiksi dvips-ohjelmalla siitä voidaan tuottaa ns. PostScript-tiedosto, joka taas voidaan (esim. Unixissa usein lpr-komennolla) suoraan lähettää jollekin PostScript-tulostimelle.
Tästä toimintaperiaatteesta seuraa, että jos käyttäjä huomaa, ettei paperille tulostetun dokumentin asu olekaan haluttu, hän joutuu toistamaan edellä kuvatut vaiheet. Tietenkään hän ei 1. vaiheessa kirjoita tekstiä uudestaan vaan editoi sitä. Sekä paperin että oman ajan säästämiseksi kannattaakin yleensä työskennellä sellaisessa laiteympäristössä (esim. X-päätteellä tai mikrolla), jossa oikovedokset voi ottaa kuvaruudulle.

Missä?

TeX on saatavissa varsin monenlaisiin tietokoneisiin, sekä mikroihin että mm. Unix-koneisiin. TeX (ja LaTeX ym.) on saatavissa useista FTP-palvelimista eri puolilla maailmaa.

Windows-koneisiin saatavissa olevia TeX-toteutuksia ovat mm. seuraavat:

Aiemmin käytettiin paljon DOS-tilassa toimivaa emTeXiä (saatavissa osoitteesta ftp://ftp.funet.fi/pub/TeX/CTAN/systems/msdos/emtex/) mutta Simo Kivelä on arvioinut: "emTeX alkaa olla vanhentunut. En suosittele enää sen käyttöä ainakaan henkilölle, joka aloittaa TeXin käytön nyt."

Käyttöesimerkki

Käyttäjä on kirjoittanut Unix-koneessa yksinkertaisen esimerkkitiedoston, jonka nimi on exa.tex. Tiedoston sisältö on perus-TeXin (plain TeX) mukainen. Käyttö näyttää voisi olla seuraavannäköistä:

beta softa 51 % use tex

LaTeX
Suositus/Recommended use:

  use tex
  emacs   hellurei.tex
  lacheck hellurei
  latex   hellurei
  xdvi    hellurei
  dvips   hellurei | lpr -Pprinter

[tex is now in use]
beta softa 52 %	tex exa.tex
This is TeX, Version 3.14159 (C version 6.1)
(exa.tex
Hyphenation patterns for english, finnish, swedish, german, francais, loaded.
[1] )
Output written on exa.dvi (1 page, 2104 bytes).
Transcript written on exa.log.
beta softa 53 %	dvips exa.dvi | > exa.ps
This is dvipsk 5.58f Copyright 1986, 1994 Radical Eye Software
' TeX output 1996.11.29:1239' -> 
<tex.pro>. [1] 
beta softa 54 %
Komento tex exa.tex loi tiedoston exa.dvi, ja syntynyttä tulosta voisi katsella esim. X-päätteen ruudulla antamalla komennon xdvi exa.dvi. Komento dvips exa.dvi >exa.ps puolestaan tuotti tiedoston exa.ps, ja tulosta voisi katsella ruudulla antamalla komennon gs exa.ps taikka sen voisi lähettää kirjoittimelle komennolla lpr exa.ps. On myös mahdollista ohjata dvips-komennon tulostus suoraan kirjoittimelle tyyliin dvips exa.dvi | lpr (ks. Unix-oppaan kohtaa Syötön ja tulostuksen ohjaus).

Alkeisesimerkki matemaattisista kaavoista

Kuten edellä mainittiin, TeX sopii erityisen hyvin käytettäväksi silloin, kun dokumentti sisältää paljon matemaattisia kaavoja. Seuraava alkeellinen esimerkki esittää kaavojen käytön perusperiaatteita. Esimerkki on tehty LaTeXilla.
\documentclass[a4paper,finnish]{article}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage[latin1]{inputenc}
\usepackage{babel}
\begin{document}
\section{Johdanto}
Tämä on erittäin yksinkertainen esimerkki
LaTeXilla tehdystä dokumentista, jossa
on matemaattisia kaavoja.
\section{Kaava tekstin osana}
Matemaattinen kaava kirjoitetaan tekstin sisään
dollarimerkkien \$ väliin ja käyttäen TeXin
matemaattisia merkintätapoja. Esimerkiksi potenssiin korotus
ilmaistaan sirkumfleksilla \^{}.

Tämä tapa sopii sellaisille kaavoille kuin
$a^2+b^2=c^2$, jotka kohtuullisen hyvin mahtuvat
tavalliselle tekstiriville.
\section{Kaava omana kokonaisuutenaan}
Jos matemaattinen kaava kirjoitetaan tekstin sisään merkkiparien
\textbackslash[ ja \textbackslash] väliin, se tulee dokumenttiin
omalle rivilleen.

Tämä tapa sopii edellä mainittua tapaa paremmin
sellaisille kaavoille kuin
\[c=\sqrt{a^2+b^2}\]
jotka vievät tavallista tekstiriviä enemmän tilaa
pystysuunnassa tai jotka muista syistä halutaan omiksi
kokonaisuuksikseen.
\end{document}
Saatava tulostus on, hyvällä kirjoittimella tulostettuna, riittävän laadukas paino-originaaliksi matemaattiseen julkaisuun.

LaTeX

Kuten edellä mainittiin, LaTeX on TeXin päälle rakennettu makropaketti, käytännössä järjestelmä, jolla varsinkin isoja dokumentteja voi tuottaa joustavammin kuin pelkällä TeXillä. Seuraavassa on alkeellinen esimerkki, joka toivottavasti hiukan valaisee LaTeX-dokumenttien rakennetta:
\documentclass[a4paper,finnish]{article}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage[latin1]{inputenc}
\usepackage{babel}
\begin{document}
\section{Johdanto}
Tämä on erittäin yksinkertainen esimerkki
LaTeXilla tehdystä dokumentista.
\section{Asiaa}
\subsection{Hiukan asiaa}
No oikeastaan asiaa tässä ei ole.
\subsection{Lisää asiaa}
Tässä on vain esimerkkejä dokumentin lukujen (sections)
ja niiden osien (subsections) käytöstä.
\end{document}
Kun tiedosto, joka sisältää ylläolevan, käsitellään latex-ohjelmalla, saadaan .dvi-tiedosto, josta voidaan edelleen tuottaa PostScript-tiedosto, joka sisältää dokumentin luettavassa muodossa. LaTeX-tiedostolle siis tehdään samat toimenpiteet kuin TeX-tiedostolle, mutta tex-komennon asemesta käytetään latex-komentoa.

Lisäksi on huomattava, että latex-komennon jälkeen on usein annettava sama komento uudestaan; tästä saatetaan saada kehotus ensimmäisen komennon suorituksen lopuksi. Syynä on se, että ensimmäinen käsittely tuottaa eräitä aputiedostoja, joissa on tietoja mm. sivunumeroista, ja vasta toinen käsittely panee nämä numerot dokumenttiin asianmukaisiin paikkoihin.

LaTeX2e:ssä yksi keskeinen ero aiempiin versioihin on, että vanhassa LaTeXissa käytettiin documentstyle-makroa, uudessa käytetään documentclass-makroa. LaTeXin uusin versio tunnetaan nimellä

Uusi LaTeX tukee kahdeksanbittistä merkistöä (ISO-Latin-1). Uudessa LaTeXissa tarvitaan seuraavat:

\documentclass[a4paper]{xxx}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage[latin1]{inputenc}
taikka, jos teksti on suomea,
\documentclass[a4paper,finnish]{xxx}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage[latin1]{inputenc}
\usepackage{babel}
Jos teksti on ruotsia, menettely on vastaava, mutta sanan finnish tilalla on swedish. Edellä xxx tarkoittaa haluttua dokumenttityyppiä, esim. article.

LaTeXin käytön opettelun avuksi on tehty erillinen dokumentti Johdatus LaTeXiin.

Neuvoja, apua

TeX Users Group (TUG) on toimiva yhteisö, joka jakaa hyödyllistä ja ajankohtaista informaatiota TeXistä ja LaTeXista. Se myös julkaisee TUGboat-lehteä.

TeXin ns. FAQ-listassa TeX Frequently Asked Questions on runsaasti vastauksia usein esitettyihin kysymyksiin (myös LaTeXia koskeviin).

Runsaasti erilaisia TeXiin liittyviä ohjelmia ja dokumentteja on CTANissa (Complete TeX Archive Network), johon pääsee esim. ftp.funet.fi:n kautta:
ftp://ftp.funet.fi/pub/TeX/CTAN/
jossa on hakemistossa systems eri järjestelmille tehtyjä ohjelmia.

LaTeXille on oma WWW-sivunsa http://www.tex.ac.uk/CTAN/latex/, jonka takaa löytyy monenlaista tietoa.

Katso myös Simo Kivelän kokoamaa kommentoitua linkkilistaa Ladonta- ja julkaisujärjestelmät matematiikan julkaisemiseen, jossa on runsaasti TeXiä koskevia tietoja.

Neuvoja voi kysyä muilta TeXin käyttäjiltä esim. nyyseissä (Usenet news)

Kirjallisuutta

Johdatus LaTeXiin. Lyhyt suomenkielinen ohje WWW:ssä.

Juha Haataja on laatinut koosteen Ohjeita LaTeXin käyttöön, joka on PDF-muotoinen kokoelma @CSC-lehdessä julkaistuja artikkeleita.

First Grade TeX. A Beginner's TeX Manual. Ohjeita (34 sivua) perus-TeXin käyttöön.

Jyväskylän yliopiston atk-keskuksen julkaisema LaTeX ja AMS-LaTeX: opus asiatekstin ladonnasta (Käyttäjän opas n:o 43, 30.9.1998). Oppaan Web-sivulta löytyvät mm. oppaan esipuhe, sisällysluettelo ja errata. Sama yksikkö on aiemmin julkaissut seuraavat oppaat, jotka nyt ovat osittain huomattavastikin vanhentuneita: TeX-alkeisopas, PCTeX-opas ja LaTeX-opas.

Tobias Oetiker on kirjoittanut keskipitkän (n. 80 sivua) johdatuksen LaTeX2e:hen. Sen alkuperäinen englanninkielinen versio The Not So Short Introduction to LaTeX2e, Or LaTeX2e in 69 minutes) löytyy eri muodoissa (LaTeX, DVI, PostScript, PDF) lähimmästä CTAN-mirrorista, esimerkiksi
ftp://ftp.funet.fi/pub/TeX/CTAN/info/lshort/index.html
Kyseinen dokumentti melko laaja esitys, jota kuitenkin on huomattavasti helpompi lukea ja ymmärtää kuin jäljempänä mainittavia varsinaisia LaTeX-kirjoja. Siitä on tehty myös suomennettu ja Suomen oloihin mukautettu versio Pitkänpuoleinen johdanto LaTeX2e:n käyttöön.

AMS TeX Resources. American Mathematical Societyn tarjoamia välineitä erityisesti matemaattisten tekstien tuottamiseen.

Varsinaisia kirjoja:

Donald E. Knuth, The TeXbook, Addison-Wesley, 1986, ISBN 0-201-13447-0.

Helmut Kopka and Patric W. Daly, A Guide to LaTeX2e, Second edition, Addison-Wesley, 1995 ISBN 0-201-42777-X

Leslie Lamport, LaTeX - A Document Preparation System, Second edition, Addison-Wesley, 1995, ISBN 0-201-15790-X.

Goossens, Mittelbach, Samarin: The LaTeX Companion, Addison-Wesley, 1994, ISBN 0-201-54199-8.

Michael Spivak, The Joy of TeX, 2nd edition, Addison-Wesley, 1990, ISBN 0- 8218-2997-1.

Goossens, Rahtz, Mittelbach: The LaTeX Graphics Companion, Addison-Wesley, 1997, ISBN 0-201-85469-4.