Smalltalk ist die Sprache, die den Begriff der objektorientierten Programmierung prägte: Alan Kay entwickelte sie ab 1972 am Xerox PARC, die standardisierte Version Smalltalk-80 erschien 1980 (mit Adele Goldberg und Dan Ingalls, inspiriert vom Dynabook-Konzept). Zwei Prinzipien sind radikal: alles ist ein Objekt und alles ist Nachrichtenaustausch (Message Passing). Auch das Model-View-Controller-Muster (MVC) stammt aus der Smalltalk-Welt.

Grundprinzip

Ein Programm besteht aus Objekten, die sich gegenseitig Nachrichten senden. Selbst Rechenoperationen sind Nachrichten:

"Hallo Welt" printString
3 + 4          "Nachricht + an die Zahl 3"
'abc' asUppercase

Zuweisung :=, Rückgabe ^, temporäre Variablen | x |, Blöcke [ :param | … ] (Funktionen), Symbole #name und Zeichen $c als Literale. Mehrere Nachrichten an dasselbe Objekt werden mit ; verkettet (Kaskade).

Die Umgebung als Befehlssatz

• Playground/Workspace: Code ausprobieren — doIt führt aus, printIt zeigt das Ergebnis, inspectIt öffnet den Inspektor
• Transcript: Ausgabekonsole — Transcript show: 'Hallo'
• System Browser: Klassen und Methoden durchsuchen, Smalltalk system als Einstieg
• Paketverwaltung: Monticello und Metacello, Start über den Pharo Launcher
• Reflection: class, instVarNames, methods liefern Metainformationen zur Laufzeit

Wichtige Implementierungen

• Squeak (1996, offen, Basis vieler Lernumgebungen wie Scratch)
• Pharo (2008, Abspaltung von Squeak, moderne IDE und aktive Community)
• GNU Smalltalk und VisualWorks (kommerziell, Cincom)
• SUnit (Kent Beck) — Urvater aller xUnit-Testframeworks

Verwandte Grundlagen: Objective-C-Befehle, Ruby-Befehle, Java-Befehle, Tcl-Befehle, Haxe-Befehle.

TeX ist das Textsatzsystem von Donald E. Knuth (Stanford University), das er zwischen 1977 und 1982 entwickelte. TeX ist eine vollständige Programmiersprache: Jede Ausgabe entsteht aus Befehlen, Makros und Boxen. Die von Knuth direkt eingebauten Grundbefehle heißen Primitive.

Die wichtigsten Primitive

• def: definiert ein eigenes Makro
• hbox, vbox: horizontale und vertikale Boxen
• catcode: legt die Kategorie eines Zeichens fest
• count, dimen: Register für Zahlen und Längen
• if ... fi: Bedingungen in Makros

Boxmodell

TeX setzt Text in Boxen, die sich zu Zeilen, Absätzen und Seiten zusammensetzen. hbox fasst Inhalte horizontal zusammen, vbox vertikal — aus diesen Bausteinen entsteht jede Seitenaufteilung.

Makros und Formate

Rohe Primitive sind für den Alltag mühsam; deshalb liegen darüber Makro-Ebenen. Das verbreitetste Format ist LaTeX von Leslie Lamport; plainTeX von Knuth selbst ist die schlanke Variante.

Literate Programming

TeX entstand in WEB, Knuths Methode des Literate Programming: Quellcode und Dokumentation stehen in einer Datei. Die Versionsnummer nähert sich asymptotisch der Kreiszahl Pi (3.14159).

Für die Druckausgabe wird TeX über dvips nach PostScript gewandelt.

PostScript ist eine Seitenbeschreibungssprache von Adobe (John Warnock und Charles Geschke), die 1982 entwickelt und 1985 mit dem LaserWriter bekannt wurde. PostScript beschreibt Text, Grafik und Bilder auf einer Seite — geräteunabhängig und als vollwertige Programmiersprache mit Stack und Postfix-Notation.

Stack-Prinzip

Operanden werden zuerst auf den Stack gelegt, dann folgt der Operator. 100 200 moveto legt erst die Koordinaten ab und bewegt dann den Stift.

Grafikbefehle

newpath
100 100 moveto
200 100 lineto
200 200 lineto
closepath
stroke
showpage

Wichtige Operatoren: newpath, moveto, lineto, curveto, closepath, stroke, fill und showpage.

Text und Zustand

• show: Text ausgeben; findfont, scalefont, setfont: Schrift wählen
• gsave/grestore: Grafikzustand sichern und wiederherstellen
• translate, rotate, scale: Koordinatentransformationen
• setlinewidth, setrgbcolor: Linienbreite und Farbe

Verbreitung

EPS (Encapsulated PostScript) ist das Austauschformat für eingebettete Grafiken; Ghostscript rendert PostScript auf jedem System. Aus TeX- und LaTeX-Dokumenten erzeugt dvips PostScript-Ausgabe.

LaTeX ist ein Makro-Paket über dem Textsatzsystem TeX, das Anfang der 1980er Jahre von Leslie Lamport entwickelt wurde (erste Version 1984). LaTeX erleichtert das Schreiben wissenschaftlicher Dokumente: Überschriften, Querverweise, Literaturverzeichnisse und Formeln werden über klar benannte Befehle gesteuert, statt dass man jede Formatierung von Hand setzt.

Aufbau eines LaTeX-Dokuments

Ein Dokument beginnt mit der Dokumentklasse und einer Präambel; der eigentliche Inhalt steht zwischen den Befehlen egin{document} und end{document}:

documentclass{article}
usepackage[utf8]{inputenc}
usepackage[T1]{fontenc}

egin{document}
section{Einleitung}
Hier steht der Text.
end{document}

Die wichtigsten Klassen sind article, report und book; die KOMA-Script-Varianten heißen scrartcl, scrreprt und scrbook.

Wichtige Grundbefehle

• section{...}, subsection{...}: Überschriften mit automatischer Nummerierung
• extbf{...}, emph{...}: Fett- und Kursivauszeichnung
• label{...}, ef{...}: Querverweise innerhalb des Dokuments
• cite{...}: Literaturzitate, verwaltet über BibTeX
• item: Listeneinträge in den Umgebungen itemize und enumerate

Umgebungen

Mit Umgebungen werden ganze Blöcke formatiert: itemize für Aufzählungen, equation für nummerierte Formeln sowie figure und table für schwebende Objekte mit Beschriftung.

Kompilieren

Aus der .tex-Datei erzeugt pdflatex direkt PDF; der klassische Weg führt über DVI und PostScript (dvips). Ein hilfreiches Werkzeug für wiederholte Läufe ist latexmk.

Verwandte Grundlagen: TeX-Befehle, Markdown-Referenz.