Bachelorarbeit, Masterarbeit und Facharbeit mit LaTeX schreiben

Jeder Schüler oder Student muss irgendwann mindestens eine längere Arbeit schreiben, zum Beispiel die Facharbeit in der Oberstufe in der Schule, verschiedene Hausarbeiten oder Seminararbeiten im Studium, Studienarbeiten, Diplomarbeiten, Magisterarbeiten und in letzter Zeit die Bachelorarbeiten und Masterarbeiten. Wenn die wissenschaftliche Ausbildung sich dann noch fortsetzt, kommen weitere wissenschaftliche Veröffentlichungen und abschließend die Dissertaion hinzu. Beim Anfertigen dieser Arbeit investiert der Schreibende viel Zeit und Mühe und möchte neben der geforderten Qualität des Inhaltes auch ein ansprechenden Layout haben.
Auf dieser Seite möchte in Grundlegendes zu LaTeX einführen, wie man sich mit LaTeX für eine Arbeit wappnet und was es zu beachten gilt. Ich stelle Vorlagen bereit, mit denen sofort losgearbeitet werden kann.
Was viele vor LaTeX abschreckt, ist die Tatsache, dass nicht mit dem sonst häufig benutzten MS Word gearbeitet werden kann. Auch LibreOffice Writer ist wie MS Word ein WYSIWYG-Textverarbeitungs-Programm, bei dem sofort das Layout des Textes ersichtlich ist. Auch die vielen Hiobsbotschaften von Arbeiten, die von MS Word verunstaltet oder zerstört worden sind, bewegt nicht alle, ihr Programm zu wechseln. Schon ein Wechsel zu LibreOffice Writer wäre wegen der Stabilität, des Preises und des PDF-Exports ein Fortschritt.

LaTeX hat im Gegensatz zu Textverarbeitungen wie MS Word und auch LibreOffice Writer verschiedene Vorteile:

Nachteile von LaTeX sind:

Ich will nun in wenigen Punkten darstellen, wie man sich und effektiv in LaTeX einarbeiten kann. Man kann sich zwar von Anfang an mit Learning-by-Doing einarbeiten, lernst dann aber erst später Dinge kennen, die man doch schon vorher besser gewusst hätte. Ich versuche hier möglichst viel Wissen weiterzugeben, die ich in der Zeit des Schreibens meiner Diplomarbeit erlangt habe. Dabei sind auch Gedanken und Probleme von Freunden eingeflossen

Arbeitsschritte

Zunächst ist das Verstehen der einzelnen Arbeitsschritte wichtig:

  1. Man bearbeitet eine normale Textdatei (der LaTeX-Quelltext mit der Dateiendung .tex), zeichnet besonderes Teile wie Überschriften mit Befehlen aus.
    Hierfür benötigt man wenigstens einen Text-Editor, noch besser eine besonderen LaTeX-Editor wie TeXworks. In diesen werden die verschiedenen Vorgänge mit Schaltflächen und Tastaturkürzeln für häufig benutzte Funktionen vereinfacht.
  2. Man startet ein LaTeX-Programm, dass die Textdatei durcharbeitet. Als Ergebnis gibt es eine PDF-Datei (eine PS- oder DVI-Datei sind auch möglich)
    Dieses LaTeX-Programm heißt in der Regel pdflatex und ist zusammen vielen anderen Dateien Bestandteil einer LaTeX-Distribution: Für Windows wird MiKTeX gerne eingesetzt, für Linux und die Unices TeX Live.
  3. In dieser PDF-Datei ist das endgültige Layout zu sehen. Deshalb kann man diese PDF-Datei einem PDF-Betrachter angeschaut werden. Da diese PDF-Datei nicht in der ursprünglichen Form verändert werden kann, schreibt man die Änderungen in der .tex-Datei (siehe in Schritt 1) usw.
    Der Adobe Reader ist von dem PDF-Entwickler Adobe der wohl am häufigsten benutzte PDF-Betrachter und besitzt die beste Unterstützung des PDF. Viele Funktionen werden durch Plugins ermöglichst die das Starten des Adobe Reader verlangsamen. Für das Betrachten einer normalen von pdflatex erzeugten PDF-Datei ist der Adobe Reader nicht nötig. Schneller sind unter Windows der Foxit Reader und unter Linux Evince oder Okular. Evince und Okular laden beispielsweise die betrachtete PDF-Datei nach, wenn sie sich geändert hat, so dass Okular kontinuierlich laufen kann und auch immer die zuletzt von pdflatex erstellte Version der PDF-Datei anzeigt.

LaTeX-Editor TeXworks

Die Arbeitsschritte klingen kompliziert, werden aber durch einen auf LaTeX ausgerichten Editor wie TeXworks stark vereinfacht. Dieser kann gleichzeitig den LaTeX-Quelltext anzeigen, den man schreibt, und die Ausgabe der PDF-Datei. Diese beiden Anzeigen sind miteinander verkünpft, so dass mit einem Klick der LaTeX-Quelltext zu einem Bereich in der PDF-Datei gewechselt werden kann.

TeXworks


Vorlagen

Ich habe basierend auf meiner Diplomarbeit eine um den eigentlichen Inhalt gekürzte Version mit Beispielen von den häufig verwendeten Elementen wie Bilder, Tabelle, Fußnoten, Bibliographie-Anzeige, Quelltext-Anzeige verfügbar gemacht. Auf Basis dieser Vorlage kannst du sofort losarbeiten oder herumprobieren:

Ich habe die tex-Dateien in eine Präambel mit den Einstellungen und der eigentlichen tex-Datei mit dem Inhalt aufgeteilt. Somit sind Layout und Inhalt voneinenader getrennt. Viele teilen ihren Inhalt kapitelweise in mehrere tex-Dateien auf, was der Übersicht dienen soll. Ich finde das zu kompliziert und sehe folgende Vorteile bei nur einer tex-Datei mit dem Inhalt:

LaTeX-Grundlagen

Bevor man anfängt, richtig an der Arbeit zu schreiben, sollte man eine Einführung zu LaTeX gelesen haben; ich empfehle hierfür die LaTeX-Kurzbeschreibung (PDF, ca. 400 kB). Nach dieser Lektüre sollte man für die normale Textauszeichnung notwendigen Befehle \chapter, \section, \subsection, \subsubsection, \textbf, \textit, \cite, \footnote, \label, \autoref und \pageref und deren Bedeutung kennen, die sich auch aus dem Befehlsnamen ergeben. Diese Befehle sind die wichtigsten und am häufigsten gebrauchten. Für das Einbinden von Bildern, Tabellen und mathematischen Ausdrücken schaut man in den entsprechenden Rubriken nach.
Für diejenigen, die mathematische Ausdrücke benutzen, empfehle ich zusätzlich Short Math Guide for LaTeX (PDF, ca. 550 kB) der American Mathematical Society in der viele Symbole und mathematischen Symbole aufgezeigt sind.

Erstellen von Abbildungen

Vor dem Erstellen sollte man sich auch klar darüber sein, womit man die Abbildungen erstellt. Mit Abbildungen meine ich Visualisierungen von Ideen, Strukturen, Versuchsaufbauten o.Ä. Für solche Zwecke eignen sich Vektorgraphikprogramme, Rastergraphikprogramme (in der Regel Bildverarbeitungsprogramme wie Photoshop oder GIMP) hingegen überhaupt nicht. Mit Vektorgraphikprogrammen kann man beliebige Formen erstellen und untereinander in Beziehung setzen. Wichtig ist hierbei, dass das genutzte Vektorgraphikprogramm in einem von LaTeX gut unterstütztem Dateiformat speichern kann: PDF und EPS. Andere Vektorgraphik-Dateiformate wie SVG und WMF sind nach meiner Erfahrung problematisch und nicht einfach in das PDF konvertierbar. Gängige Rastergraphiken wie PNG oder JPEG lassen sich natürlich auch mit LaTeX einbinden, sie haben aber eben den Nachteil, dass sie nicht verlustfrei skalierbar sind; dafür lassen sich Abbildungen aber in der Regel mit jedem Programm in solch einem Format speichern.
Ich habe als Vektorgraphikprogramm unter Linux und Windows Ipe benutzt. Dieses Programm ist eigentlich ein Frontend für LaTeX und setzt somit das ja sowieso benötigte LaTeX voraus. Der Vorteil von Ipe ist, dass es alle Möglichkeiten von LaTeX hat (also zum Beispiel komplexe mathematische Ausdrücke darzustellen). Das natives Dateiformat von Ipe ist PDF, das LaTeX sehr gut unterstützt. Diese PDF-Dateien sind natürlich mit Ipe weiter bearbeitbar. Ein für diesen Zweck häufig genutztes Programm ist XFIG, das eine eigentümliche graphische Oberfläche hat. Dafür hat es den Vorteile, dass es die Dateien als EPS speichert und die Schriftart der Schrift-Teile der Graphik erst in LaTeX interpretiert werden und sich so immer an die im LaTeX-Dokument anpassen, was der große Vorteil von XFIG gegenüber Ipe ist. Wenn man sich vorher über die Schriftart in der Arbeit sicher ist, kann ich aber Ipe nur wärmstens empfehlen.
Andere Vektorzeichenprogramme, die PDF oder EPS erstellen können, sind Inkscape und LibreOffice Draw.

Bei der PDF- oder EPS-Ausgabe sind zwei Dinge zu beachten:

Literaturverwaltung

Beim Recherchieren in der Literatur und dem darauf aufbauenden Verweisen auf diese ist es ratsam, sie sofort in einer Literaturdatenbank zu speichern. LaTeX arbeiten hier mit dem Programm BibTeX zusammen. In einer Textdatei mit der Dateieindung .bib werden die die Literatureintragungen gespeichert. Diese Eintragungen können manuell aber auch mit dem Frontend wie JabRef gemacht werden. Das Darstellen der Literatur kann an die verschiedenen Zitierweisen angepasst werden; diese Anpassungen sind in Dateien mit den Dateiendungen .bst gespeichert.

Sicherheitskopien

Ich rate jedem, wichtige digitale Daten auf verschiedenen Datenträgern zu sichern. Auf der Festplatte des Rechners sind natürlich die jeweils aktuellen Daten zu finden. Allerdings können diese durch Fehlbedienung des Menschen, Ausfall der Festplatte, Virenbefall der Software verloren gehen. Auch ist es möglich durch Feuer oder Wasserschäden die Daten zu verlieren, auch wenn spezialisierte Rettungsfirmen gegen ein entsprechend hohes Honorar die Daten möglicherweise retten können.
Deshalb solltest du die deine Daten regelmäßig - das heißt zum Beispiel täglich - auf anderen Datenträgern sichern. Als Datenträger bieten sich USB-Sticks, CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW, die du auch bei Freunden und Familie auslagern solltest. Es können auch Online-Datensicherungs-Dienste verwendet werden. Dabei sollte aber nicht vergessen werden, dass diese auch von Zeit zu Zeit ausfallen können. E-Mail-Zugänge von Gmail und GMX bieten einen Speicherplatz von 1 GB und mehr; an die E-Mail-Adressen kann man notfalls auch die Daten schicken. Bei GMX hat man sogar mit Webdav direkten Schreib- und Lesezugriff auf Dateien und kann wie auf einen lokalen Datenträger zugreifen.

Vortrag

Bei einigen Arbeiten muss auch abschließend ein Vortrag über das Thema gehalten werden. Normalerweise wird hierfür MS Powerpoint benutzt. Ich hatte bei einem anderen Vortrag LibreOffice Impress benutzt, die Präsentation als PDF-Datei exportiert und den Vortrag mit dem Adobe Reader im Vollbildmodus gehalten. Somit musste ich nur eine kleine PDF-Datei von 50 kB mitnehmen und hatte keine Probleme mit nicht vorhandenen Schriftarten oder Video-Codecs auf dem dem Präsentationsrechner.
Auch mit LaTeX kann man Präsentationen erstellen und erhält als Ausgabe-Datei eine PDF-Datei. Mit LaTeX-Beamer habe ich den Vortrag für meine Diplomarbeit gehalten. Die Vorteile sind, dass man die die Inhalte aus der eigentlichen Arbeit wie Formeln, Tabellen und Abbildungen wiederverwenden kann. Die Satzqualität ist dementsprechend gut. Das Aussehen des Vortrags kann sehr einfach mit verschiedenen Stilen geändert werden und es stehen viele Möglichkeiten für das Aufdecken einzelner Punkte zur Verfügung. Es ist auch möglich, Videos direkt in der Präsentation abzuspielen, was allerdings nur mit AVI-Dateien mit dem Cinepak-Codec unter Windows mit dem Adobe Reader 7 und den Multimedia-Plugins geschafft habe. Der Adobe Reader 7 unter Linux hat die Videos leider nicht angezeigt. Die vielfältigen Möglichkeiten von LaTeX-Beamer sind in der ausführlichen Anleitung niedergeschrieben.

Unterstützung bei weiteren Fragen oder Problemen

Ich habe auf dieser Seite eine Heranführung an das Erstellen einer Arbeit mit LaTeX geschrieben. Es werden schon jetzt oder während des Schreibens einige Fragen auftreten. Ich bitte dich, die Antworten auf diese Fragen selber zu suchen. Google ist dafür immer noch die erste Anlaufadresse: Die Suchbegriffe sollten in der Art "LaTeX Problem" sein.
In webbasierten Foren wie TeX.sx können Fragen gestellt und beantwortet werden.
Mit Google kann man auch in Newsgroups suchen, die häufig bessere bessere Ergebnisse bei speziellen Fragen liefern. http://groups.google.com/group/de.comp.text.tex zeigt den Inhalt der Newsgroup de.comp.text.tex an. Hier kann man auch nach speziellen Begriffen suchen und muss nicht mehr "LaTeX" als Suchbegriff angeben. Wenn du selber Fragen hast, kannst du das auch über Goolge Groups machen, aber ich empfehle einen Newsreader. Die Newsgroup de.comp.text.tex lesen sehr viele LaTeX-Experten, die auch an LaTeX bzw. den Erweiterungen (den packages) mitgewirkt haben. Vor dem Stellen einer Frage sollte aber zunächst die FAQ konsultiert werden.