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Computers and Typesetting: Tools and Techniques for Computer Typesetting
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am 31. Oktober 2014
Danald E. Knuth ist Autor von "The Art of Computer Programming", der Professor der Stanford Universität ließ sich vorzeitig emeritieren, um die weiteren Bände schreiben zu können.

Nachdem der erste Band auf traditionelle Weise herausgegeben und gedruckt worden war, sollte der zweite mittels eines electronic publishing Verfahren hergestellt werden, der Qualitätsunterschied war so fatal, dass der Autor über digital typesetting nachzudenken begann, er wollte sein sabbatical year 1978 dafür verwenden, ein Textsatz System für wissenschaftliche Publikationen zu entwerfen.

Der harmonische Eindruck einer Druckseite hängt von scheinbaren Kleinigkeit ab, etwa dem gleichmäßigen Füllgrad von aufeinander folgenden Zeilen, dem regelmäßigen Zeilenabstand, Ligaturen aufeinander folgender Zeichen, oder dem 'richtigen' Einzug zu Beginn eines Paragraphen; wie professionelle Setzer, die ihr Handwerk noch von Grund auf gelernt haben, wissen, bereits minimale Abweichungen, können das Auge irritieren und den Gesamteindruck zerstören.

Knuth ersann ein Boxen-Modell in dem jedem Zeichen eines Textfonts eine Box mit bestimmen Abmessungen und zusätzlichen Parametern, wie Ober- und Unterlängen oder Neigungen, zugeordnet ist; diese Boxen werden zu größeren Boxen, zunächst Zeilen, dann Paragraphen und schließlich Seiten, arrangiert. Damit das Schriftbild harmonisch werden kann, kommt zwischen den einzelnen Boxen noch ein 'glue' zum Einsatz – einem elastischer Leerraum, der in gewissen Maße gedehnt oder gestaucht werden kann. Algorithmen haben nun die Aufgabe, die glue-Maße, die Zeilen- und Seiten- Umbrüche, so zu wählen, das die Aufteilung möglichst optimal ist, dabei wird Optimalität an Hand von Strafpunkt Methoden festgelegt, immer wenn z.B. ein glue über die maßen gedehnt werden muss, um etwa eine Zeile zu füllen, gibt es Strafpunkte.

Aus diesem Geflecht vom Algorithmen schuf der Autor mit TeX und METAFONT zwei extrem komplexe Programme, deren Fertigstellung bis 1982 dauerte; er entschied sich für eine Implementierung in Pascal, da Pascal Compiler zu dieser Zeit im universitären Umfeld weit verbreitet war und für eine Vielzahl von Platformen zur Verfügung standen. Um aber der Komplexität der Programme gerechte schuf er WEB als Entwicklungs- Werkzeug, eine Art flexibler Präprozessor, der es erlaubt, den Code in eine Vielzahl logischer Abschnitte zu gliedern; zwei Hilfsprogramme tangle und weave erzeugen daraus einerseits den Pascal-Code und eine schön formatierte Dokumentation (natürlich in TeX) andererseits - diesen Ansatz fasste der Autor in dem Begriff literate programming zusammen.

Die vorliegende Box Edition enthält das vollständige Dokumentations- Set für TeX und METAFONT: Volume A ist „The TeXbook“, das ultimativen TeX Manual, Volume B präsentierte den kompletten (ge-weave-ten) WEB Code des TeX- Programms: Volume C und D leisten das gleiche für METAFONT und Volume E beschreibt die Designe Grundlagen für die Computer Modern Typfaces, d.h. die Erzeugung der Standard TeX Fonts.

Donald Knuth hat die sich selbst auferlegte Mammut Programmier- Aufgabe mit Bravur bewältigt, dabei bleibt der eigentliche Programm Entwurf eher schlicht, besondere Pascal- Features, die ggf. nicht von allen Implementationen unterstützt werden, werden nicht benutzt, vermöge der WEB Sicht steht die klare Struktur der Algorithmen im Vordergrund. Programm Designe Puristen sei TeX als Lehrstück empfohlen, sie werden finden, dass es auch ohne 'geheiligte' Paradigmen geht.

Die Macro Sprache ist in der Lage auch komplexeste mathematische Formeln druckreif zu formatieren, TeX passt etwa die Größen von (möglicherweise iterierten) Indices oder Exponenten automatisch an, ebenso richten sich Klammerpaare am eingeschlossenen Ausdruck aus, analoges gilt für (große) Summen-, Produkt- und Integralzeichen.

Damit dürfte Knuth's TeX das einflussreichste Stück Software sein, das sich auf die Art und Weise, Mathematik zu publizieren und zu kommunizieren, ausgewirkt hat. Mittlerweile ist TeX zum Quasi Standard für mathematische und physikalische Publikationen geworden, das sicherlich auch dank der Macropaket Erweiterungen von Leslie Lamport (LaTeX) und der Vielzahl der dafür verfügbaren Style-Files; viele Mathematik/Physik Verlage stellen heute ihren Autoren einen solchen Style zur Verfügung, der die Formatierung eines Mongraphie Manuskripts oder eines Sammelband Artikels erledigt.
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Donald Knuth ist schon jemand Besonderes, das muss man ihm lassen.

TeX ist atemberaubend gut, es hat praktisch keine Bugs. Und wenn man diese Bücher gelesen hat, wird einem auch klar, warum:
Knuth ist ein Genie, der jede einzelne Codezeile seiner Programme exakt geplant und durchberechnet hat. Und dementsprechend sind auch seine Resultate perfekt, in jeder Hinsicht.

Jeder, der sich für TeX(tsatz[systeme]) interessiert, sollte auf jeden Fall diese Reihe gelesen haben!
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