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Scientific Workplace – Features von Scientific Workplace

Features von Scientific Workplace

Natürliche mathematische Notation

In Scientific Workplace, Scientific Word und Scientific Notebook können durch die Verwendung natürlicher Notation bei der Eingabe ansprechende Ergebnisse erzielt werden, ohne dass eine Vielzahl von Befehlen oder komplexe Syntax erlernt werden muss.

Mathematische Sachverhalte als Formeln oder Gleichungen können mittels Maus oder per Tastaturkürzel eingegeben werden. Des Weiteren können auch die TeX-Namen von mathematischen Objekten und Symbolen zur Eingabe verwendet werden, z. B. wird durch Drücken der Strg-Taste und Tastatureingabe von "int" ein Integral erzeugt.

Folgendes Beispiel zeigt die Erstellung des Integrals Integraldarstellung sowohl mit der Maus als auch mit der Tastatur:

Schritt Maus Tastatur Ergebnis
1 Integralsymbol anklicken Strg + i Integralzeichen
2 Bruchsymbol anklicken Strg + f Bruchdarstellung
3 'x' eintippen
Potenzsymbol anklicken,
'2' eintippen

x,
Strg + ↑,
2

Potenzdarstellung
4 Platzhalter für den Nenner anklicken,
auf Wurzelsymbol klicken
Leertaste (Cursor aus Exponent bewegen),
Tab (Cursor in den Nenner bewegen),
Strg + r
Wurzeldarstellung
5 Schritt 3 wiederholen, auf die rechte Seite des Ausdrucks klicken Schritt 3 und 4 wiederholen Integraldarstellung
6 Leertaste,
'-9' eintippen,
auf die rechte Seite des Ausdrucks klicken
Leertaste,
'-9' eintippen
Integraldarstellung
7 'dx' eintippen 2 Mal Leertaste (Cursor aus Wurzel und aus Bruch bewegen),
'dx' eintippen
Integraldarstellung

Alle Symbole der Haupt-TeX-Schriftarten sind in Scientific Workplace, Scientific Word und Scientific Notebook enthalten, so dass mathematische Formeln und Zeichen für eine Vielzahl an Anwendungsfällen zur Verfügung stehen.

Logisches Design – Trennung von Inhalt und Gestaltung

Scientific Workplace, Scientific Word und Scientific Notebook wurden so aufgebaut, dass der kreative Prozess des Schreibens vom mechanischen Prozess des Formatierens getrennt ist. Dadurch wird die Produktivität von Autoren technischer Dokumente mit mathematischem Inhalt erhöht. Scientific Workplace, Scientific Word und Scientific Notebook eignen sich daher für alle technischen Bereiche wie Mathematik, Physik, Ingenieurswissenschaften, Chemie, Informatik, Wirtschaft, Finanzwesen, Statistik, medizinische Forschung, Operations Research, Logik usw.

Die Trennung von Inhalt und Gestaltung erfolgt dadurch, dass Textelementen so genannte Tags zugewiesen werden, die festlegen, was der Text logisch darstellt, z. B. Titel, Kapitelüberschrift, Formel, …. Die Software übernimmt dann aufgrund der Tags den Satz und die Formatierung.

Der logische Aufbau der Dokumente führt zu mehr Konsistenz und ansprechenderem Aussehen, da Schriftarten, Abstände, Hervorhebungen und andere Formate automatisch auf alle Elemente angewendet werden. Scientific Workplace, Scientific Word und Scientific Notebook bringen bereits vordefinierte Dokumentformatvorlagen mit.

Im Gegensatz zu einem WYSIWIG-System, bei dem Textelemente ausgewählt und durch Ändern z. B. der Schriftart, -größe oder Ausrichtung visuell angepasst werden, werden in einem logischen System, wie bei den MacKichan-Produkten, die Formatierungsanweisungen durch Anweisungen, welche die logische Struktur des Inhalts beschreiben, ersetzt. Das Format der einzelnen Elemente wird dabei durch die Eigenschaften der den Elementen zugeordneten Tags bestimmt. In Scientific Workplace und Scientific Word werden die Tag-Eigenschaften durch die Schriftsatz-Spezifikationen des Dokuments (Sammlung von Befehlen, die das Aussehen des Dokuments bei Erzeugung mit LaTeX-Schriftsatz definieren) und durch den Stil (Sammlung von Befehlen, die das Aussehen des Dokuments bei Erzeugung für die Bildschirmausgabe oder ohne LaTeX-Schriftsatz definieren) bestimmt. Die herkömmliche Art, Dokumente in Seiten für den Druck zu unterteilen, spielt bei logischen Systemen keine Rolle.

In Scientific Workplace und Scientific Word können Dokumente mittels LaTeX-Satz für qualitätiv hochwertige Drucke erzeugt werden. Allerdings ist aber auch die schnelle und einfache Ausgabe ohne LaTeX-Satz möglich. Letztere Variante ist die einzige Ausgabemöglichkeit in Scientifc Notebook.

Schriftsatz

Scientific Workplace und Scientific Word setzen Dokumente auf Grundlage von LaTeX und bieten somit Formatierungsoptionen für Ränder, Silbentrennung, Kerning, Ligaturen und viele weitere Schriftsatzoptionen. Des Weiteren können Elemente eines Dokuments wie Titelseite, Inhaltsverzeichnis, Fuß- und Randnoten, Kopf- und Fußzeilen, Indizes und  Literaturverzeichnis automatisch erzeugt werden.

Bei der Erstellung der Dokumente übernehmen Scientific Workplace und Scientific Word die Kommunikation mit LaTeX, d. h. der Anwender muss keine LaTeX-Kenntnisse besitzen und kann sich auf den Inhalt des Dokuments konzentrieren. Selbstverständlich können aber auch TeX- und LaTeX-Anweisungen eingegeben werden.

  • Formatierungsvielfalt mit vordefinierten Dokumentvorlagen
    Sowohl Scientific Workplace als auch Scientific Word bringen vordefinierte Dokumentvorlagen mit, die jeweils eine andere Formatierung haben, die bereits die Vorgaben verschiedener Verlage und akademischer Institutionen erfüllen. Die Dokumentvorlagen können jedoch auch jederzeit  noch an die eigenen Bedürfnisse angepasst werden – auch nach Erstellung des Dokuments.
  • Kontrolle über den Schriftsatz
    Jede Dokumentvorlage besitzt eine LaTeX-Dokumentenklasse und kann auch LaTeX-Packages beinhalten. Sowohl die Klasse als auch die Packages besitzen Optionen und Einstellmöglichkeiten, die eine feinere Einstellung des Schriftsatzes ermöglichen. Die erhältlichen Optionen und Packages basieren auf der Vorlage, enthalten aber üblicherweise die Möglichkeit die Format- und Schriftsatz-Einstellungen, wie beispielsweise Seitengröße, - orientierung, unterschiedliche Schriftarten oder Ausgabequalität, anzupassen.
  • Einfache Erzeugung von Titelei und Nachspann
    Inhaltsverzeichnisse können durch das Hinzufügen des entsprechenden Befehls in der Titelei automatisch aus den Kapitelüberschriften erzeugt werden. Auf ähnliche Weise werden auch Indizes erzeugt. Dazu werden im Dokument Indexeinträge definiert, die LaTeX dann zur Erzeugung der Indexseiten verwendet.
  • Automatische Nummerierung von Theoremen, Lemmas und weiteren
    Theoreme, Lemmas, Sätze, Behauptungen können auf vielfältige Arten nummeriert werden: durchgehend, je nach Art oder auch kapitel- und abschnittsweise.
  • Automatische Querverweise
    Automatische Querverweise können für Gleichungen, Tabellen, Abbildungen, Seiten und andere numerierte Objekte überall im Dokument erzeugt werden.
  • Automatische Erzeugung von Literaturverzeichnissen
    Scientific Workplace und Scientific Word enthalten BibTeX zur automatischen Erzeugung von Literaturverzeichnissen. Dabei werden die Referenzen aus denen in der BibTeX-Datenbank enthaltenen Referenzen  ausgewählt und BibTeX formatiert diese dann entsprechend der ausgewählten Formatvorlage.

Computeralgebrasysteme

Ein Computeralgebrasystem, kurz CAS, ist eine Mathematik-Engine und führt symbolische Berechnungen, die grundlegend für mathematische Aufgaben im Bereich Algebra, Trigonometrie und Differenzial-/Integralrechnung sind, durch. Scientific WorkPlace® und Scientific Notebook® (nach Version 4.1 Build 2347) bieten Zugriff auf den Kernel des deutschen Computeralgebrasystems MuPAD®.
Mit MuPAD® können Anwender Terme und Ausdrücke, die ganze Zahlen, Brüche sowie reele und komplexe Zahlen enthalten, auswerten, faktorisieren, kombinieren, erweitern und vereinfachen, wie in der einfachen Arithmetik und Algebra erforderlich. Darüber hinaus können sie Integrale und Ableitungen auswerten, Matrix- und Vektoroperationen ausführen, Standardabweichungen suchen und viele weitere komplexere Berechnungen durchführen, die für Differenzial-/Integralrechnung, Lineare Algebra, Differenzialgleichungen sowie Statistik benötigt werden. Anwender haben die Möglichkeit,  2D- und 3D-Diagramme auf Grundlage von polynomialen, trigonometrischen sowie exponentiellen Funktionen zu erstellen und animierte 2D- und 3D-Diagramme zu erzeugen bzw. zu untersuchen.

Funktionen von MuPAD

MacKichan hat eine Schnittstelle zum Kernel von MuPAD entwickelt, um dessen Verwendung mit Scientific WorkPlace und Scientific Notebook zu vereinfachen. Zusätzlich akzeptiert das System Eingaben und erstellt Ausgaben mit Hilfe der sogenannten natürlichen mathematischen Notation, die Grundlage für den Prozessor zur Interpretation von technischen und wissenschaftlichen Dokumenten. Das Durchführen von Berechnungen in Scientific WorkPlace und Scientific Notebook ist einfach.

  • Rechenfunktionen
    Scientific WorkPlace und Scientific Notebook bieten eine große Auswahl an grafischen, numerischen und symbolischen Rechenfunktionen, die über MuPAD zur Verfügung stehen. Die Programme stellen eine umfangreiche Funktionalität sowohl für einfache als auch für anspruchsvolle mathematische Berechnungen zur Verfügung, u.a. in den Bereichen Differenzial-/Integralrechung, ODE, Matrixbearbeitung, Statistik, Lineare Algebra sowie 2D- und 3D-Diagramme. Außerdem haben Anwender durch MuPAD Zugriff auf zusätzliche Funktionen, auch wenn diese nicht als Optionen im Menü "Compute" angezeigt werden. Verwendet wird dafür das Menüelement "Define MuPAD Name".
  • Animierte Diagramme
    Mit MuPAD können eine Vielzahl von animierten Diagrammen erzeugt werden: animierte 2D-Diagramme in polaren Koordinaten, animierte 2D- und 3D-Diagramme in rechteckigen Koordinaten, animierte implizite 2D- und 3D-Diagramme sowie animierte 3D-Tubeplots in Zylinder- und Kugelkoordinaten sowie Vektorfeldern. Es ist möglich, 3D-Diagramme zu drehen, zu verschieben, zu vergrößern/verkleinern und durch sie "hindurchzufliegen".
  • Benutzerdefinierte Funktionen
    Mit Hilfe eines ASCII-Editors können mit MuPAD benutzerdefinierte Funktionen (.mu-Dateien) erstellt werden, auch wenn kein Zugriff auf eine volle MuPAD-Installation besteht. Die Dateien sind einfach zu bearbeiten und stellen für an Programmierung interessierten Anwender leistungsstarke Werkzeuge dar. Während der Arbeit an einem Scientific WorkPlace- oder Scientific Notebook-Dokument kann die Funktion über den Befehl "Define MuPAD Name" aufgerufen werden.
  • Verfügbare Funktionen
    Obwohl Scientific WorkPlace und Scientific Notebook viele Funktionen bieten, die über MuPAD verfügbar sind, ist nicht die gesamte Funktionalität integriert. Programmierungspakete, bestimmte Diagrammtypen und -optionen sowie die Bearbeitung der Position von Highlights und Schatten in 3D-Diagrammen stehen nicht zur Verfügung. Mit Scientific Notebook können keine impliziten 3D-Diagramme erstellt werden, unabhängig vom CAS. Außerdem bestehen einige Einschränkungen hinsichtlich der Positionierung von Text auf Diagrammen und der Verwendung von verschiedenen Diagrammtypen auf der gleichen Grafik.
    Iterations- und Bedingungsbefehle (wie as if, elif, else, fi, for, while, do und od) sind ebenfalls nicht verfügbar.

Webveröffentlichungen

Zur Veröffentlichung eines Dokuments im Internet kann einfach die Option "Export to Web" im Menü "File" verwendet werden. Das Dokument, jegliche Grafikdateien, die Bezug auf das Dokument haben, von ihm verwendete CSS-Dateien (verantwortlich für die Bildschirmanzeige des Dokuments) und alle weiteren erforderlichen Dateien werden damit in einer einzigen zip-Datei gespeichert. Die zip-Datei kann dann auf dem Webserver entpackt werden.
Es stehen mehrere Optionen für den Export eines Dokuments zur Verfügung.

  • Seitdem der Basissatz von CSS-Dateien, die in MacKichan-Programmen verwendet werden, in den Programmen integriert und nicht veränderbar ist, können Anwender diese CSS-Dateien durch Verweise auf Dateien auf der Webseite mackickan.com ersetzen. Dadurch wird die Größe der Webseite des Anwenders geringfügig reduziert, gleichzeitig hat es jedoch zur Folge, dass die Dateien des Anwenders ohne eine Internetverbindung nicht mehr zu lesen sind.
  • Die gesamte Darstellung von Mathematik in dem Dokument beruht auf MATH ML. Dies wird vollständig im Firefox-Browser unterstützt, da es Teil der Spezifikation von HTML5 ist. Dementsprechend können Leser des Dokuments entweder einen Browser verwenden, der MATH ML nativ unterstützt, oder der Bereitsteller des Dokuments muss einen Verweis auf MathJax mit einbinden. MathJax ist eine JavaScript-Bibliothek, die es jedem Browser ermöglicht, MATH ML zu rendern. Das Dokument wird auf diese Weise in jedem Browser lesbar, allerdings gestaltet sich das Rendering der Mathematik langsamer als mit Firefox.

Ebenso ist es möglich, Dokumente im PDF-Format zu veröffentlichen. Anwender können diese im Allgemeinen in jedem beliebigen Webbrowser anzeigen und den Links, wie in einer HTML-Datei auch, folgen.

Rechtschreibprüfung

Rechtschreibprüfung

Bei Verwendung der Windows®-Plattform wird eine Rechtschreibprüfung in Echtzeit durch die Inline-Rechtschreibprüfung von MySpell bereit gestellt. MySpell bietet ein kostenfreies Open-Source-Wörterbuch für über 40 Sprachen. Wörter, die falsch geschrieben wurden, werden mit einer roten Wellenlinie unterstrichen angezeigt.

Es gibt auch einen Dialog zur Rechtschreibprüfung, in dem das falsch geschriebene Wort ersetzt oder die vorgeschlagenen Korrekturen ignoriert werden können. Außerdem kann die zu verwendende Sprache festgelegt werden.
Mac® verwendet die Rechtschreibprüfung des OS X®-Wörterbuchs.

 

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