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Identität und Geschichte der Informationswissenschaft

Open Source Bewegung - Überblick

3. Satzsoftware Tex und Latex

Open Source und Freie Software

Projekt im Rahmen des Proseminars Webpublishing WS 02/03

Dozent: Dr. H.-D. Luckhardt
Autoren: Tobias Maurer und Andreas Martin

Unter Tex bzw. Latex versteht man ein flexibles und rechnerunabhängiges Satzsystem, das zur Erstellung von Dokumenten in Buchdruckqualität dient. Die Möglichkeiten reichen hierbei von einem einfachen Brief und Folien bis hin zu wissenschaftlichen Abhandlungen und kompletten Büchern. Besonders im technischen und wissenschaftlichen Bereich wird Latex genutzt aufgrund seiner besonderen Fähigkeiten im Umgang mit mathematischen Formeln.


Abb.5: TEX-Löwe, Logo des Satzsystems TEX

Im Jahr 1977 begann Donald E. Knuth an der Stanford Universität mit der Entwicklung des Satzsystems TeX, das die Erstellung von „Büchern mit schönem Layout“, insbesondere mathematischer ermöglichen sollte. Auslöser zu diesem Schritt war der Umstand, dass er die Druckfahnen eines digital gesetzten Buches sah und sich darüber wunderte, wie wenig es nach „echtem“ Buchsatz aussah. Zunächst glaubte er, die Arbeit würde lediglich ein Forschungsjahr andauern und er könnte Aufgaben teilweise seinen Assistenten überlassen, doch nach und nach entwickelte sich das TeX-Projekt zu einer immer größeren und komplizierteren Arbeit, zu deren Fertigstellung mehr als zehn Jahre gebraucht wurden. Der Begriff TeX (wobei das X wie ein griechisches chi ausgesprochen wird, man also Tech sagt) soll durch seine griechische Herkunft, die sowohl Kunst als auch Technik bedeutet, die enge Verbindung von Kunst und Wissenschaft betonen.

Die ersten Ergebnisse, Tex78 und METAFONT78 zum Entwurf ganzer Schriftfamilien, erwiesen sich als reine Vorarbeit zu dem eigentlichen Ziel. Knuth setzte sich mit entsprechenden Fachleuten über Schrift und Buchdruck zusammen und beschäfitge sich mit allen wichtigen Erkenntnissen zu diesem Thema seit Erfindung von Gutenbergs Buchdruck. In TeX sollten alle relevanten Aspekte dieses Themas einfließen. Unterstützung fand Knuth in der TeX User Group (TUG) , die sich im Februar 1980 zum erstenmal zusammenfand. Da der Begriff „tug“ im englischen „schleppen“ bedeutet, nannte man später die hauseigene Zeitschrift auch TUGboat (Schleppkahn).

Im Mai 1986 wurden die neuen Systeme TeX82 und METAFONT82 fertiggestellt zusammen mit einer über 2000 Seiten starken Dokumentation „Computer & Typesetting“. In dieser wurden der Quellcode und die theoretischen Grundlagen bis ins kleinste Detail erklärt. Trotz ihres teilweise sehr speziellen und schwierigen Inhalts wurden die Bücher von zahllosen Informatikern studiert, was TeX zu einer der am meisten „durchleuchteten“ Software macht.

Das System war so konzipiert, dass es rechnerunabhängig sowohl auf Mikrocomputern als auch Mainfraimes benutzt werden konnte. Duch den offenen Umgang mit dem Sourcecode wurde TeX auf alle wichtigen Rechnerplattformen portiert. Das größte Problem der TeX Software bestand jedoch darin, dass ihre Benutzung recht kompliziert war, was den Einsatz auf den wissenschaftlichen Bereich begrenzte. Daher wurde Anfang 1980 von Leslie Lamport das Makropaket LaTeX geschaffen, das die bisherige Bedienung vereinfachen sollte. Er entwickelte funktionelle Hilfsprogramme zur Erstellung von Indizes, Literaturverzeichnissen, Querverweisen und verschiedenes mehr.

Knuth erklärte die Entwicklung von TeX und METAFONT Ende der 80er Jahre für vollendet, d.h. alle erforderlichen Features waren vorhanden und Änderung bestanden nur noch in der Behebung von Fehlern. Dies sollen auch die neuen Versionsnummern von TeX82 und METAFONT anzeigen, die sich einmal den Nachkommastellen der irrationalen Zahl PI (3.1415…) und der Eulerschen Konstanten (2,7182…) nähern und es keine großen Versionssprünge mehr gibt. Die Zuverlässigkeit wurde durch eine spezielle Software geprüft, die versucht, geziehlt Schwachstellen aufzuzeigen und das System in einen instabilen Zustand zu bringen. Der Erfinder ging sogar so weit, zu sagen, dass sein Projekt zuverlässiger laufen würde als die Werkzeuge, mit denen es erstellt wurde, und dass der letzte Fehler am 27. November 1985 entdeckt worden sei. Er unterstrich diese Aussage mit dem Angebot, für jeden weiteren entdeckten Bug einen Betrag von 20,48 US-Dollar zu zahlen und den Betrag jährlich zu verdoppeln. Nachdem er aber fünf mal einen Betrag von 81,92 Dollar zahlen musste, kündigte er sicherheitshalber an, im Jahre 1998 keinen Betrag von 83886,08 Dollar auszuzahlen. Die Belohnung beläuft sich auch heute noch auf 327,68 Dollar pro Fehler und hat dazu geführt, dass sich TeX zu einem der stabilsten Pakete in der Informatik überhaupt entwickelt hat.


Abb.6: Die Meta, das Metafont-Maskottchen

Im Laufe der Jahre kamen zum LaTeX Projekt etliche Pakete hinzu, was zum einem die Möglichkeiten der Textgestaltung erweiterte, aber auch zu Inkompatiblitäten führte. Um die Aufspaltung in verschiedene Dialekte zu verhindern, wurde Ende 1993 LaTeX2e (das e ist ein epsilon) geschaffen, das die letzte LaTeX Version und einige Erweiterungspakete zusammenfasste. Seit Juni 94 gilt dieses Paket als Standard, wobei die Kompatibilät zu bisher erstellten Dokumenten aber erhalten blieb.

Seit 1989 läuft ebenfalls die Arbeit am Projekt LaTeX3, das von Leslie Lamport in die Hände eines internationalen Konsortiums gelegt wurde. Dies soll aus einem effizienteren Kern bestehen, der die Basiskommandos zur Textgestaltung enthält und zusätzlich eine Reihe verschiedener Pakete bietet, die das Layout spezieller Bereiche betreffen wie Tabellen, Grafiken oder Formeln.

TeX und LaTeX waren von Anfang an als Open Source Software frei verfügbar und stellen eines der wichtigsten freien Projekte dar. Aufgrund des langen „Reifens“ der Software wird behauptet, dass sie keine Programmierfehler mehr enthält. Zur Veröffentlichung von eigener Software auf TeXbasis hat sich mittlerweile sogar ein eigene Lizenz herausgebildet, die sogenannte „LaTeX Project Public License“