Новости
09.05.2023
с Днём Победы!
07.03.2023
Поздравляем с Международным женским днем!
23.02.2023
Поздравляем с Днем защитника Отечества!
Оплата онлайн
При оплате онлайн будет
удержана комиссия 3,5-5,5%








Способ оплаты:

С банковской карты (3,5%)
Сбербанк онлайн (3,5%)
Со счета в Яндекс.Деньгах (5,5%)
Наличными через терминал (3,5%)

АНАЛИЗ СПОСОБОВ ПОДГОТОВКИ ПЕЧАТНЫХ НАУЧНЫХ И МАТЕМАТИЧЕСКИХ ТЕКСТОВ НА ПК

Авторы:
Город:
Ставрополь
ВУЗ:
Дата:
24 апреля 2016г.

На современном этапе развития науки и технологий возникает необходимость в наличии специализированного программного обеспечения, с помощью которого бы можно было подготовить к изданию тексты любой сложности, включающие сложные формулы, различные графические объекты: диаграммы, изображения, схемы. Наука и технологии в современном мире развиваются с разительной быстротой, что, к тому же приводит к распространению научных трудов также и в электронном виде, поэтому возникает потребность в кроссплатформенном программном обеспечении или же в кроссплатформенном формате хранения информации.

Электронный способ хранения документов предполагает наличие в таких документах различных объектов мультимедиа, таких как аудио- и видео-файлы.

Нами был проведен анализ возможностей различных текстовых процессоров и редакторов по подготовке печатных документов и их электронных версий с целью выявления наиболее мощного и удобного программного обеспечения, предназначенного для этого. Анализ был построен на сравнении ряда характеристик и ключевых возможностей, наиболее необходимых при верстке документов. Основные из них следующие:

· постраничное разделение документа;

· многоколоночная вёрстка;

· вставка формул любой сложности;

· вставка/создание графических объектов;

· наличие в таблице символов типографских знаков;

· вёрстка документа типографского качества;

· независимость готового документа от платформы.

В качестве еще одной важной функциональной возможности можно назвать возможность включения в документ мультимедиа объектов, но эту возможность мы выделим отдельным пунктом.

Сразу оговоримся, что  наряду с анализом  текстовых процессоров был проведен и анализ текстовых редакторов с целью подтвердить, что последние имеют недостаточно возможностей по подготовке солидных научных текстов к изданию. Поэтому результаты анализа именно текстовых редакторов мы опустим в статье. Скажем только то, что такие редакторы, как Bred3 компании Gladiators Software, WordPad компании Microsoft, при небольшом объеме, довольно функциональны и применимы в качестве программ для подготовки небольших документов, но все же не типографского качества. Текстовый редактор Bred3 может быть полезен тем, что в нем организована возможность открытия и редактирования документов различного формата, в том числе программ на языках C++, C#, HTML, XML, Pascal и TeX, что может быть очень полезно.

Приведем результаты проведенного анализа текстовых процессоров. Мы анализировали следующие наиболее известные процессоры:

· Лексикон;

· AbiWord;

· MS Office Word;

· Apache OpenOffice.org Writer;

· LaTeX (издательская система на базе TeX’а).

Сравнение процессора Лексикон с остальными процессорами выявило, что он уступает по сути лишь в одном, наиболее важном, моменте: в нем нет возможности верстать формулы любой сложности. В остальном данный текстовый процессор довольно функционален, однако формат хранения документов не кроссплатформенный.

Практически то же самое можно сказать и о процессоре AbiWord за исключением того, что в нем есть небольшой набор типографских символов, чего нет в Лексиконе.

Два процессора MS Office Word и Apache OpenOffice.org Writer очень схожи и по функциональным возможностям и по интерфейсу, но есть небольшие различия. Они не столь важны при рассмотрении вопроса подготовки научных публикаций и математических текстов. Оба процессора действительно обладают довольно мощными средствами для подготовки публикаций. Есть небольшой набор типографских знаков, возможность вставки формул практически любой сложности. Подготовка печатного документа затрудняется, когда объем достигает ста и более страниц. К тому же, формат, в котором сохраняются документы, не кроссплатформенный, хотя данные текстовые процессоры наиболее популярны и установлены практически у каждого пользователя ПК [1].

Рассмотренные выше текстовые процессоры работают по принципу WYSIWYG, иначе говоря, документ создается путем визуального проектирования. Визуальное проектирование обладает рядом недостатков:

· Человеческий фактор — возможны опечатки и ошибки при наборе;

· Большие временные затраты на редактирование;

· Отсутствие типографского качества у документов.

Этих недостатков нет у процессоров логического проектирования. Настольно-издательская система LaTeX на основе TeX’а– система подготовки печатных документов, работающая по принципу логического проектирования [2]. В 1977 году Дональд Кнут крайне заинтересовался цифровой типографией и решил разработать типографическую систему. Так появилась идея создания TeX’а. Он планировал завершить систему в 1978 года, но финальная версия языка появилась на свет лишь в 1979 году. В 1978 году Д. Кнут начал писать первую версию языка TeX. Первая версия TeX’а была написана на языке программирования SAIL и работала на мейнфрейме PDP-10 под операционной системой WAITS. Далее Кнут создал язык программирования, названный им WEB, который производил программы на Паскале. WEB был использован для следующих версий TeX’а.

Следующая версия TeX’а была создана в 1982 году и названа TeX82. Основным изменением была замена алгоритма переноса на новый. Чтобы обеспечить воспроизводимость результата на различном оборудовании, вместо арифметики с плавающей запятой TeX82 использовал арифметику с фиксированной запятой. Помимо этого, в TeX82 появился настоящий язык программирования.

Через семь лет Дональд Кнут разработал новые версии систем TeX и METAFONT. В этой версии TeX’а 3.0, главным изменением была возможность работать с 8-битными входными данными, что позволяло использовать 256 различных символов (вместо 128 символов).

С момента выпуска версии 3.0 и в настоящее время TeX не претерпевает значительных изменений: все изменения – это исправления ошибок. В силу этого Кнут ввел оригинальную нумерацию версий: добавление одной десятичной цифры после каждого обновления, что приближает версию системы TeX к числу 𝜋[3].

Стоит сказать, что LaTeX обладает всеми возможностями перечисленных ранее процессоров, при этом,

имея свои особенности, еще большие возможности и некоторые преимущества. Логическое проектирование предполагает структурированную разметку документа, поэтому в LaTeX исходный документ – это размеченный с помощью специальных команд текст, а выходной документ – это уже результат верстки – электронная версия документа в формате PDF, готовая к печати и распространению по сети. PDF - это межплатформенный формат электронных документов, разработанный фирмой Adobe Systems с использованием ряда возможностей языка PostScript. Данный формат обладает рядом преимуществ:

– совместимость;

– универсальность;

– компактность;

– безопасность.

LaTeX позволяет верстать тексты типографского качества, формулы любой сложности и имеет огромный набор типографских знаков. Что касается набора формул, то тут возможности системы LaTeX намного шире и помимо этого, формулу можно набирать абсолютно непрерывно, что удобно и намного быстрее, нежели, например, в известном процессоре MS Word, в котором каждый раз необходимо вызывать редактора формул. К тому же LaTeX расширяем, не требует установки дополнительных плагинов как известные текстовые процессоры для расширения функциональных возможностей. Существует огромное количество свободно распространяемых пакетов для LaTeX, которые достаточно скачать и добавить к основным пакетам LaTeX. Это пакеты графики, формул, символов, таблиц переносов по слогам и т. д. К тому же, существуют специальные сервисы, предоставляющие возможности по подготовке печатных документов в режиме онлайн. Примером такого сервиса является writelatex.com, который также позволяет поделиться готовым документом двумя способами: для редактирования или только для чтения; дает возможность скачать готовый документ в формате PDF, предоставляет возможность опубликовать документ с помощью различных средств. В LaTeX автоматизированы процессы нумерации формул, таблиц, графических объектов, создания списка литературы.

С помощью настольной редакционно-издательской системы LaTeX можно подготавливать презентации. Наиболее удобный и функциональный пакет, который надо подключить для подготовки презентаций в этой системе, это пакет beamer. Данный пакет включает в себя стилевой файл multimedia. Стилевой файл multimedia предоставляет возможности по включению в документ таких мультимедийных ресурсов как звук и видео. Это осуществляется с помощью команд \sound{}{} и \movie{}{} соответственно.

У команды \sound{}{} два обязательных аргумента, первый из которых при наличии отображает кнопку с текстом, заданным в качестве этого аргумента, по нажатию на которую, осуществляется воспроизведение файла. Этот параметр можно оставить пустым, но фигурные скобки должны присутствовать. Второй обязательный параметр — это имя звукового файла с указанием расширения. У команды \sound{}{} есть и необязательный параметр, указываемый в квадратных скобках перед обязательными. Он представляет собой набор настраиваемых опций. Например, указав в качестве необязательного аргумента autostart, можно добиться автоматического воспроизведения файла при достижении слайда, на котором он расположен. Также можно настроить битрейт, продолжительность воспроизведения, количество каналов (моно или стерео) и т. д. Можно указать несколько опций через запятую.

У команды \movie{}{} также два обязательных аргумента. Причём они аналогичны рассмотренным выше аргументам команды вставки аудиофайла. Поддерживаются многие известные форматы видеофайлов, в том числе AVI, MPG и WAV. Необязательный аргумент аналогичен аргументу команды \sound{}{} по назначению.

Опции, которые могут быть указаны в нём, практически совпадают с опциями необязательного аргумента команды \sound{}{}.

Из настольных редакционно-издательских систем можно назвать еще QuarkXPress и Adobe PageMaker. Это системы, работающие по принципу WYSIWYG. То есть репродуцируемый оригинал-макет создается вручную путем, визуального проектирования. Данные системы обладают большим рядом возможностей по подготовке печатных документов. Однако их пользовательский интерфейс первоначально пугает количеством инструментов и функций. Недостатки технологии WYSIWYG начинают проявляться, когда размер документа достигает нескольких десятков, и уж тем более сотен страниц. Необходимость редактирования, сопровождения фактически каждой страницы отдельно, делают процесс вёрстки очень трудоёмким, долгим и утомительным и особенно неудобным при возникновении необходимости изменения, например, стиля всего документа.

Приведём примеры программ на LaTeX и результаты их вёрстки. Все примеры написаны на языке LaTeX

версии 2𝜀.

Пример 1. Фрагмент текста со сложной формулой.

Исходный код:

\documentclass[a4paper]{extreport}

\usepackage[14pt]{extsizes}

\usepackage[cp1251]{inputenc}

\usepackage[english, russian]{babel}

\usepackage{amsmath, amssymb, textcomp, latexsym, amsopn, amsthm, amscd}

\usepackage{cmap}

\usepackage{setspace}

\onehalfspacing

\usepackage[left=30mm, right=10mm, top=20mm, bottom=20mm]{geometry}

\usepackage{indentfirst}

\setlength\parindent{1.25cm}

\frenchspacing

\clubpenalty=9999

\widowpenalty=9999

\sloppy

\begin{document}

Вычислить тройной интеграл от функции $x^2 \sinh(xy)$ по области, ограниченной плоскостями: $x=2, y=\cfrac{x}{2}, y=0, z=0, z=1$.

Здесь $V$ представляет собой прямую призму. Сечение тела $V$ плостькостью $z=const$ представляет собой        треугольник        с        границами        $x=2.        y=        x/2,        y=0$.        Тогда,        применяя        формулу

$\iiint\limits_V{f(x,y,z)}dV=\int\limits_a^b{F(z)}dz=\int\limits_a^b(\iint\limits_{S_Z}{f(x,y,z)}dxdy)dz$,        получаем

\begin{equation*}

\begin{split}

&\iiint\limits_V{x^2\sinh(xy)dxdydz}=\int\limits_0^1{dz}\iint\limits_S{x^2\sinh(xy)}dxdy={}\\

&=\int\limits_0^1{dz}\int\limits_0^2{x^2dx}\int\limits_0^{x/2}{\sinh(xy)}dy=z|_1^0\cdot\int\limits_0^2{x^2\left

.\left(\cfrac{cosh(xy)}{x}\right)\right|_0^{x/2}}dx={}\\

&=\int\limits_0^2{x\cosh\left(\cfrac{x^2}{2}\right)}dx=\sinh{\left.\cfrac{x^2}{2}\right|_0^2}=\sinh2-1.

\end{split}

\end{equation*}

\end{document}



Результат вёрстки:


Пример 2. Полный граф из теории графов Исходный код:

\documentclass[a4paper]{extreport}

\usepackage{tikz}

\usetikzlibrary[topaths]

\newcount\mycount

\usepackage{euscript}

\usepackage[all]{xy}

\usepackage{pgfplots}

\usepackage{graphicx}

\begin{document}

\begin{tikzpicture}[transform shape]

\foreach \number in {1,...,8}{

% Computer angle:

\mycount=\number

\advance\mycount by -1

\multiply\mycount by 45

\advance\mycount by 0

\node[draw,circle,inner sep=0.25cm] (N-\number) at (\the\mycount:5.4cm) {};

}

\foreach \number in {9,...,16}{

% Computer angle:

\mycount=\number

\advance\mycount by -1

\multiply\mycount by 45

\advance\mycount by 22.5

\node[draw,circle,inner sep=0.25cm] (N-\number) at (\the\mycount:5.4cm) {};

}

\foreach \number in {1,...,15}{



\mycount=\number

\advance\mycount by 1

\foreach \numbera in {\the\mycount,...,16}{

\path (N-\number) edge[->,bend right=3] (N-\numbera) edge[<-,bend

left=3] (N-\numbera);

}

}

\end{tikzpicture}

\end{document} Результат вёрстки:


Результатом нашего анализа способов подготовки печатных научных и математических текстов с использованием современных информационных технологий являются следующие выводы:

1.     При подготовке документов сложного форматирования стоит отдавать предпочтение логическому проектированию.

2.     Система компьютерной вёрстки LaTeX позволяет подготовить документ любой сложности и типографского качества.

3.     Система компьютерной вёрстки LaTeX превосходит другие настольные редакционно-издательские системы. Отличается от таких систем как QuarkXPress и Adobe PageMaker удобством, меньшим количеством потребляемых ресурсов и большей гибкостью.

 

Список литературы

1.     Возможности текстового процессора Microsoft Word: [Электронный ресурс] // Компьютерные технологии в обучении. URL:http://256.ru/computer/word6.php. (Дата обращения: 10.01.2016).

2.     Львовский С. М. Набор и вёрстка в системе LATEX. / Львовский С. М. — 3-е изд., испр. и доп. — М.: МЦНМО, 2003. — 448 с.

3.     Knuth Ervin Donald. The TEXbook. / D. E. Knuth. — ADDISON-WESLEY PUBLISHING COMPANY, 1991.— 494 c.