Особливості створення математичних формул у Web

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ РЕСПУБЛІКИ БЕЛАРУСЬ.

Заснування освіти «Гродненський Державний університет імені Янкі Купалы».

Математичний факультет.

Кафедра теорії функції, функціонального аналізу та прикладної математики.

Особливості створення математичних формул в Web.

Курсова робота студента 2 курса.

Парахневича Юрія Николаевича.

Науковий керівник: доцент Вувуникян Ю.М.

Допущен до захисту 29 квітня 2002 р. Завкафедрою ТФФА і ЛМ Ровба Е.А.

Гродно, 2002.

1.

Введение

.

2. Мова математичної розмітки MathML.

3. Створення математичних формул в Web з допомогою MathBuilder.

4.

Заключение

.

5. Додаток 1: Вихідний код програми MathBuilder v1.01.

6. Додаток 2: Скриншоты.

В епоху розвитку інтернет технологій гостро виникло питання про створенні сайтів зі специфічним змістом, тобто що містить особливу розмітку, і специфічні картинки. Відмінність математики з інших наук полягає у використанні комплексу високо розвиненою системи символічних записів. Математичні ідеї, й записи, з допомогою що вони викладаються, існують незалежно друг від друга. Справді, багато положень елементарної математики можна записати, використовуючи звичайне слово. Проте вміння представляти ідеї на символьній формі є основним під час аналізу і оперуванні даними у математиці. У математиці домовленості про формі записів носять комплексний характер. Арифметичні висловлювання, наприклад, записуються з допомогою цифр, змінних і стандартного набору знаків для позначення арифметичних операцій. Проте, складно за будь-яких спроб надати письмовій формі навіть найпростіші з математичних висловів. Звідси слід необхідність створення символьних записів, яка б використовуватися в усьому мире.

Для розвитку форм математичної записи значний внесок внесла технологія зв’язку. У розвитку вони минули шлях від глиняних планшетів і папірусів до друкованого способу подання, а математичні записи велися з допомогою можливостей, наданих технологією зв’язку в різних тимчасових этапах.

Нині виникла нова середовище зв’язку, представлена ЕОМ з мережевий структурою. Це відкриває нові змогу передачі й уявлення математичної информации.

2. Мова математичної розмітки MahML.

Первоначально WWW призначалася науковцям. Але під час використання WWW з’ясувалося, що, передана з її каналам, представляє інтерес як спеціалістів. Але возможност ивключения математичних висловів в HTML були дуже обмеженими. Статті записувалися до закодованої формі, в основі якої становили набори символів ASCII.

Попри стала вельми поширеною Web, недолік підтримки наукової зв’язку обмежує сферу застосування сили. Проблеми, які під час записи математичних висловів, можна розділити на дві групи: проблеми кодування і проблеми реалізації. Проблеми, пов’язані з включенням у документ математичних записів як иллюстрационного матеріалу, ставляться до проблем реализации.

Останнім часом першорядної важливості набувають різні способи автоматичної обробки даних. Тому вирішення проблеми кодування математичних записів для Web важливіше, ніж розв’язання проблеми реалізації, але її не можна игнорировать.

Нині йде активний процес включення інтерактивних матеріалів навчальну програму. Проте суворі часові і технічні обмеження створюють труднощі під час використання інтерактивних матеріалів на занять із математичних дисциплін. Наприклад, здійснити перевірку екзаменаційних відповіді ПК неможливо без вміння записувати математичні висловлювання мовою, зрозумілому машині. Таким кроком використання нових технологій у галузі освіти є створення інтерактивних підручників. доповнення вищесказаного, MathML повинен узгоджуватися і з існуючої HTML средой.

Однією з способів узгодження є розвиток XML — спрощеного варіанта SGML, розробленого для Web. XML дозволяє вводити і використовувати нові позначки. У той самий час XML синтаксис старанно визначає структуру документа, що полегшує автоматичну обробку та супровід великих масивів данных.

XML адресований розмітки складних та спеціалізованих даних. З огляду на вищесказаного MathML можна з’ясувати, як XML прикладну програму. XML надає спосіб визначення структури та синтаксису. Механізми обробітку грунту і подання MathML вимагають детальної розробки. Для обробки даних MathML необхідно розширити можливості вікон просмотра.

Загальні принципи MathML:

Существует глибока зв’язок між математичними ідеями та його записью.

Математична запис, виконана з повним дотриманням правил, виключає двояке толкование.

У окремих випадках символічна і математична структура записи еквівалентні. У таких ситуаціях MathML пропонує використовувати позначки типу, і .

Розглянемо приклад: < (x + 2)^2 >.Використовуючи позначки MathML, може бути записати так :

(x.

).

На додачу до оцінкам уявлення MathML має ще приблизно 50 різних оцінок. Використовуючи ці позначки, попередній приклад можна закодувати так: x.

Розглянемо приклад: x ^ 2 + 4x + 4 = 0 x.

⁢ x.

=.

Тут слід звернути увагу до два аспекти: по-перше, в прикладі присутні позначки типу MI, MN, MO і «вкладені «позначки типу MSUP і MROW, а по-друге, позначки типу MROW йдуть на позначення умови, в тому випадку що був операндом «= «.

Відмітки, містять дані, свідчить про їх тип. Наприклад, позначка MI свідчить про ідентифікатор чи зміну, а позначка MN — на номер. Інші позначки позначають схему розміщення. Кожна схема розміщення містить певна кількість подвыражений в сторогом порядку. Например, MSUP схема повинна містити з точністю два подвыражения. x = (-b + - sqrt (b ^ 2 — 4ac)) / 2a: x.

=.

— b.

&PlusMinus b.

;

⁢ a.

⁢ c.

⁢ a.

У цьому вся прикладі слід звернути увагу, що знак «плюс/минус «- спеціальний якого об'єкт. MathML надає великий список імен математичних об'єктів. Елементи уявлення відповідають конструкціям традиційної математичної запису і дозволяють описувати синтаксичну структуру математичного висловлювання. Наприклад, структура This покращує якість математичної запису і у випадках, коли известена, наприклад, що дозволяє здатність монітора. Елементи уявлення можна розділити на два класу: лексеми і схеми розміщення. Існує й набір порожніх елементів, використовуваних разом із конкретної схемою розміщення. Усі лексеми (в синтаксичному смысле), включенные в математичне вираз, повинні бути позначені MathML оцінками лексем. Типи MathML лексем: ідентифікатори (перемінні, імена функцій тощо.), числа, оператори, заграждающие мітки (наприклад, круглі дужки) і строковые литералы. Для уявлення тексту нематема тического характеру використовуються елементи лексем. Схеми розміщення — конструктори висловів традиційних математичних записів. Лексеми :

ідентифікатори номер оператор загороджувальне мітка текст прогалину освітлений строки.

Загальна схема розміщення :

зміна стилю включення повідомлення про синтаксичної помилці за збереження розміру зміст стає невидимим. горизонтальна угруповання будь-якого числа подвыражений формування дробу з цих двох подвыражений формування знака квадратного кореня (радикала безиндекса) формування радикала з певним индексом.

Таблиці і матриці: таблиця чи матриця рядок в таблиці чи матриці одне входження у таблицю чи матрицу.

Механізми виконання операторів і заграждающих міток ідентичні і більше складні проти іншими маркерами.

Багато математичні символи типу інтегрального символу, знака «+ », круглих скобок тощо. мають задані за умовчанням атрибути, які можна включати у і схемы.

Чимало операторів у кожній конкретній формі можна використовувати порізного. Знак «+ », наприклад, залежно від цієї ситуації може бути як префіксом, і инфиксом. Якщо оператор є першою подвыражением у і його довжина перевищує одиницю, то використовується префиксная форма; Якщо ж оператор є останньою подвыражением в, то правилами передбачається використання постфиксной форми. Инфиксная форма для операторів, включених в схеми на кшталт, немає. Якщо виникає ситуація вибору однієї з кількох форм і дано ніяких додаткових указівок, то право її залишається поза користувачем. Існують чотири атрибута, регулюючі співвідношеннями між розмірами операторів, заграждающих міток та інших елементів: stretchy, symmetric, maxsize і minsize. Наприклад, для символу maxsize= «3 », це, що його розміри штрафів можуть перевищити стандартні трохи більше, ніж у три раза.

3. Створення математичних формул в Web з допомогою MathBuilder.

Програма MathBuilder (мал.1) є додаток до системи створення математичних формул MathType 5. При публікації математичних формул в web без використання мови математичної розмітки MathML, з допомогою уявлення формули в форматі *.bmp, (*.gif) виникають проблеми, що з неправильним розташуванням формули, (мал.2) цю проблему вирішити з допомогою деякого HTML коду, а именно.

Текст1.

Текст2.

Однак враховуючи обсяги формул, використовувані в математичної літературі, встає необхідність автоматизації цього процесу. Автоматизувати цей процес може MathBuilder. Сама програма має простий інтерфейс (мал.2), меню «Файл» і «Редагувати». Меню «Файл» містить у собі «Відкрити» (Відкриття файла в форматі *.txt), «Зберегти» (Збереження файла в форматі *.txt), «Експортувати» (Експорт файла в формат *.html), «Вихід» (Вихід із програми). Меню «Редагувати» містить у собі такі функції: «Перегляд» (Відкривається вікно браузери, у якому без збереження можна переглянути результат роботи), «Вставити малюнок» (дозволяє вставити заслання у файл на потрібний малюнок), «Гіперпосилання» (вставляє посилання інтернет документ, вміщуючи файл заслання на документ).

Сам набір документа нічим не відрізняється від набору текстового документа в редакторі «Блокнот». При натискання «вставити малюнок» програма пропонує вибрати файл малюнка (у разі математичну формулу) й у полі набору тексту з’являється запис Це означає що у HTML файл буде включена посилання картинку. Треба зазначити, що за збереження математичної формули, потрібно зберегти її до каталогу, де знаходиться сама програма MathBuilder. Цю процедуру варта коректного відображення картинки браузером, Адже якщо, приміром, зберегти їх у каталозі «мої документи» і зазначити програмі цей каталог то засланні на картинку пропишеться шлях у цей каталог. На сервері, де буде перебуває тій чи іншій документ, не буде цього каталогу, отже картинка відображатись нічого очікувати. Програма MathBuilder передбачає народних обранців і тому вона записує посилання картинку оскільки ніби перебуває у поточному каталозі. Якщо скориставшись вбудованим броузером картинка відображатись нічого очікувати, то це що потрібна математична формула не в каталозі з программой.

Під час розробки програми виникла одне питання: Якщо користувач, створивши математичну формулу з системі MathType збереже їх у форматі *.bmp (хоча MathType не пропонує збереження у тому форматі) те, як ні дивно файл збережеться в заданому форматі, навіть ярлик від цього файла буде таким, який уражає файлів з такою форматом, проте броузер Internet Explorer відображати цей малюнок нічого очікувати, т.к. справді MathType збереже файл з заданим розширенням (bmp) але у форматі gif. Отже, слід зберігати файл в форматі *.gif, тоді проблем такого типу нічого очікувати. Пояснення до коду программы:

procedure TForm1. N2Click (Sender: TObject); begin With OpenDialog1 do If Execute Then.

Begin.

memo1.lines.loadfromfile (Filename);

ExtractFilename (Filename);

SaveDialog1.FileName := Filename;

Filename := «» ;

End; end;

этот код забезпечує відкриття файла.

procedure TForm1. N3Click (Sender: TObject); begin.

Memo1.Lines.SaveToFile (SaveDialog1.FileName); // Збереження файла end;

procedure TForm1. N4Click (Sender: TObject); begin with SaveDialog1 do If execute Then.

Memo1.Lines.SaveToFile (SaveDialog1.FileName); // Меню «Зберегти как.».

End; //зараз йде опис найголовнішим частини програми procedure TForm1. N5Click (Sender: TObject); var list: TStringList; tmpString: string; i, CurrentSymbol, SeekSymbol, lastTag: integer; notFound: boolean; begin With SaveDialog2 do If execute then Begin list:=TStringList.Create; for i:=0 to memo1.Lines.Count-1 do list. Add (memo1.lines[i]); list. Insert (0, «»); list. Add («»);

// щодо них (дивіться вище) відбувається вставка тэгов // перед набраним оповіддю та після текста.

for i:=1 to memo1.Lines.Count do begin lastTag:=1; tmpString:= «»; for CurrentSymbol:=1 to Length (List[i]) — 9 do if Copy (List[i], CurrentSymbol, 9) = «.