Die Studenten holen Bücher und Fachartikel aus Uni-Bibliotheken, brüten im Lesesaal über den Texten und machen sich Notizen in Karteikarten – das ist ein Bild aus der Vergangenheit; PCs und das Internet haben den Alltag im Studium verändert. Der moderne Student ist mit einem Linux-Rechner gut bedient.

Wer studiert, muss recherchieren, sich mit Mitstudenten vernetzen, Kontakt zu Dozenten und Experten aufnehmen, eigene Texte schreiben, eine Literaturdatenbank aufbauen und vieles mehr: All diese Tätigkeiten kann man heute am leichtesten computergestützt erledigen, und dabei helfen zahlreiche Programme aus der Freie-Software- und Open-Source-Welt. Wir stellen beliebte Anwendungen vor, die beim Studium unterstützen. Beispielhaft besprechen wir dazu einige Studienfächer, der Großteil des Artikels ist aber allgemeingültig und passt damit zu jedem Fach.

Studienfach Informatik

Haken wir direkt am Anfang den offensichtlichen Kandidaten ab: In Studiengängen, die “Informatik” im Namen tragen, kann Linux eine große Rolle spielen, muss es aber nicht. Speziell bei den Wirtschaftsinformatikern herrscht hier oft Nachholbedarf, da diese sich im Studium weniger mit technischen Grundlagen und Softwareentwicklung beschäftigen, sondern sich mehr auf eine künftige Rolle als Manager von IT-Prozessen vorbereiten. Der Umfang der eher technischen Inhalte ist aber von einer Hochschule zur anderen sehr unterschiedlich.

Die Informatiker nutzen Rechner nicht nur für die üblichen Büro- und Internetaktivitäten, sondern auch als Entwicklungsplattform. Die exzellente Verfügbarkeit von Compilern und Interpretern für sämtliche (auch seltener genutzte) Programmiersprachen und brauchbare Entwicklungsumgebungen oder Quellcode-Editoren mit Syntax Highlighting und Automatisierung des “Build-Prozess” machen Linux zur ersten Wahl für Entwickler.

Bei den Entwicklungsumgebungen haben Linux-Benutzer freie Wahl: Speziell für KDE gibt es mit KDevelop [1] ein Programm, das sich schön in den Desktop integriert und durch Plug-ins noch erweiterbar ist (Abbildung 1); wer auch unter Windows an Softwareprojekten arbeitet, bevorzugt meist das Programm Eclipse [2], das für alle wichtigen Betriebssysteme erhältlich ist und eine deutlich größere Auswahl an Plug-ins bietet.

Abbildung 1: KDevelop ist eine integrierte Entwicklungsumgebung, die zahlreiche Programmiersprachen unterstützt.

Bei den Programmiersprachen ist wirklich alles dabei (Abbildung 2):

• Assembler für Maschinensprache verschiedener Architekturen,
• prozedurale Sprachen wie C, Pascal, Fortran, Cobol, Basic,
• objektorientierte Sprachen (C++, C#, Java),
• funktionale und logische Sprachen (Haskell, Lisp, Clojure, Prolog),
• und Skriptsprachen (Python, Perl)

bis hin zu obskuren Sprachen wie Intercal, die nicht zum ernsthaften Gebrauch einladen.

Abbildung 2: In der Paketgruppe “Development / Languages / Other” finden sich auch seltener genutzte Programmiersprachen.

Studienfach Physik

Physiker arbeiten oft mit mathematischen Simulationen von Experimenten – die zu beschreiben, ist sehr komplex, und die Berechnung des Experimentausgangs erfordert viel Rechenzeit. Darum laufen solche Berechnungen oft auf speziellen Computer-Clustern, die für High Performance Computing (HPC, deutsch: Hochleistungsrechnen) geeignet sind. Die “TOP500” listet die 500 schnellsten HPC-Systeme auf; ein Großteil dieser Installationen steht in Universitätsrechenzentren. Im Juni wurde die 47. Liste veröffentlicht [3], und fast alle HPC-Systeme laufen mit Linux – für Physiker, die solche Simulationen durchführen möchten, bedeutet das, Linux-Programme zu schreiben.

Eine Ubuntu-Seite listet Programmpakete auf, die besonders interessant für Physikstudenten sind [4]; darunter das Programm Light Speed [5], das Auswirkungen der Relativität auf Objekte in Bewegung verdeutlicht (Abbildung 3).

Abbildung 3: Light Speed macht für Physikstudenten die Wirkung der Relativität anschaulich. (Copyright: Daniel Richard G., Light-Speed-Projekt)

Geisteswissenschaften

Studenten der Sprach-, Literatur- und Geschichtswissenschaften erstellen häufig bearbeitete Fassungen historischer Texte, so genannte Editionen: Sie “edieren” einen Text. Für eine digitale Edition ist es wichtig, den Text so originalgetreu wie möglich wiederzugeben; in einigen Fällen liegen unvollständige oder stellenweise abweichende Fragmente mehrerer Exemplare eines Textes vor, dann geht es auch darum, Unterschiede in den Exemplaren festzuhalten.

Zwei Open-Source-Anwendungen unterstützen bei dieser Arbeit:

• TextGridLab [6] enthält u. a. einen Text-Bild-Link-Editor, mit dem sich Zusammenhänge zwischen Fotos der Originaldokumente und den am Rechner erfassten Texten verwalten lassen.
• TUSTEP [7], das “Tuebinger System von Textverarbeitungsprogrammen”, ist ein komplexes Programm mit einem über 1000 Seiten starken Handbuch, das für die Erfassung, Bearbeitung und Analyse von Texten nutzbar ist.

Beide Programme sind sehr komplex und nur nach einer umfassenden Einarbeitung nutzbar; dafür gibt es Workshops – im Netz und teilweise auch direkt an den Hochschulen im Rahmen von Lehrveranstaltungen.

Statistik-Software

Wer Umfragen durchführt, Messdaten in Experimenten erhebt oder auf andere Weise Daten sammelt, muss diese oft mit statistischen Verfahren auswerten. Das setzt voraus, dass man an einer Einführung in die Grundlagen der Statistik teilgenommen hat und weiß, in welcher Situation welches Verfahren anwendbar ist. Damit ist die schwerste Hürde aber bereits genommen, das Ausrechnen übernimmt Software.

In der Welt der kommerziellen Software ist SPSS (ursprünglich: Statistical Package for the Social Sciences) [8] von IBM das Standardprogramm, doch mit PSPP [9] steht eine Alternative unter freier Lizenz zur Verfügung

Ein weiteres Statistikprogramm ist R: Das ist eigentlich eine Programmiersprache für statistische Berechnungen, das R-Projekt [10] bietet aber eine vollständige Entwicklungsumgebung für R. Eine kleine Beispielsitzung in R sieht wie folgt aus:

bash$ R
> werte <- c(1.9, 2.1, 2.0, 1.8, 1.7, 1.0, 1.8, 2.2, 1.9, 2.0)
> mean(werte); sd(werte); var(werte)
[1] 1.84
[1] 0.3306559
[1] 0.1093333
> plot (werte); abline (h=mean(werte))

Die ersten Befehle in R erzeugen eine Werteliste, welche zehn Messwerte enthält, und geben den Mittelwert (mean), die Standardabweichung (sd) und die Varianz (var) aus. Die letzten zwei Kommandos (plot und abline) öffnen ein grafisches Fenster, das die Messwerte als Punkte und den Mittelwert als horizontale Linie enthält (Abbildung 4).

Abbildung 4: Das Statistikprogramm R kann Daten auch visualisieren.

Derart elementare Berechnungen beherrscht auch die Tabellenkalkulation Calc von LibreOffice, R spielt seine Stärken bei speziellen statistischen Verfahren aus, für die es Funktionen enthält – eine Einführung wäre für diesen Artikel aber zu lang.

Berechnungen in R können auch in LaTeX-Dokumente integriert werden, so dass eine Ausarbeitung zu statistischen Fragen automatisch Berechnungen aus R samt erzeugten Diagrammen integriert: Dafür ist Sweave [11] zuständig.

Literaturverwaltung

Für wissenschaftliche Arbeiten ist korrektes und einheitliches Zitieren sehr wichtig, das klappt aber nur, wenn man eine Literaturdatenbank pflegt. Wer mit LaTeX eine Ausarbeitung schreibt, kommt automatisch mit dem BibTeX-Format in Kontakt: BibTeX-Dateien (mit Endung .bib) speichern Literatursammlungen in einem einfachen Textformat. Darum ist es möglich, die Einträge mit einem beliebigen Editor anzulegen; gerade Einsteiger ziehen es aber oft vor, ein grafisches Tool zu verwenden, das die Literaturliste übersichtlich anzeigt und beim Anlegen neuer Einträge hilft.

Für Linux sind gleich mehrere solche Tools erhältlich, darunter das KDE-Programm KBibTeX [12] (Abbildung 5) und das auch unter Windows und OS X laufende Java-Programm JabRef [13].

Abbildung 5: KBibTeX ist ein KDE-Programm für die Literaturverwaltung.

Zotero [14] ist ein Firefox-Plug-in, das eine Literaturverwaltung in den Browser integriert: Damit können Sie bei der Onlinerecherche gefundene Beiträge direkt in Ihre persönliche Literaturliste übernehmen (Abbildung 6). Es ist auch möglich, auf der Projektwebseite ein Konto anzulegen: Dann speichert Zotero Ihre Liste auf dem Server, und Sie haben von jedem Rechner (mit Zotero-Plug-in) aus Zugriff.

Abbildung 6: Mit dem Firefox-Plug-in Zotero tragen Sie interessante Webseiten direkt in die Literaturliste ein.

Texte schreiben

Früher oder später steht im Studium die erste Haus- oder Seminararbeit an, als krönender Abschluss dann die Bachelor- oder Masterarbeit. Hier haben Sie als Linux-Anwender die Wahl zwischen einer Textverarbeitung (etwa LibreOffice Writer) und dem professionellen Textsatzprogramm LaTeX. Letzteres erfordert ein wenig Einarbeitung, weil Sie Ihren Text in einem Editor eingeben und über Auszeichnungsbefehle festlegen, wie das Dokument gestaltet wird – aber dafür sind die Ergebnisse, die LaTeX liefert, denen von Writer (und auch von Microsoft Word) weit überlegen. Wir haben LaTeX zuletzt in Ausgabe 04/2015 gegen Writer antreten lassen [15], und im nächsten Heft gibt es einen einführenden Workshop.

Mit TeXstudio [16] steht eine komfortable Anwendung für die Arbeit mit LaTeX zur Verfügung (Abbildung 7), die an integrierte Entwicklungsumgebungen für Programmierer erinnert; das Prinzip, einen Quellcode zu schreiben, der erst in das fertige Produkt verwandelt wird, teilen sich LaTeX und Programmiersprachen.

Abbildung 7: Wer professionell mit LaTeX Dokumente erstellen möchte, greift gern auf TeXstudio zurück.

Besondere Stärken kann LaTeX im mathematischen Formelsatz und in der Literaturverwaltung (BibTeX, siehe oben) ausspielen; auch beim Erstellen von Inhaltsverzeichnis, Index, Glossar und anderen Elementen, die man in umfangreicheren Texten findet, ist das Textsatzsystem nicht zu schlagen.

Präsentieren

Eine Präsentation im Seminar steht an? Da denken die meisten gleich an PowerPoint bzw. unter Linux an das LibreOffice-Modul Impress. Das reicht für die meisten Fälle völlig aus, zumal PowerPoint-Vorkenntnisse aus Windows-Zeiten die Einarbeitungszeit in Impress senken. Auch wer auf SoftMaker Office oder die Gratisversion FreeOffice (siehe den Artikel ab Seite 96) setzt, findet dort ein PowerPoint-ähnliches Programm.

Doch neben den klassischen Präsentierern aus den Officepaketen gibt es noch weitere Ansätze. So bringt etwa LaTeX (siehe oben) auch Dokumentklassen für Vortragsfolien mit, und wer ein wenig programmieren kann, baut in LaTeX-basierte Präsentationen interessante Automatismen ein; Statistikberechnungen in R (siehe oben) und mathematische Formeln sehen damit auch in der Präsentation aus wie gedruckt, Inhalte aus Protokolldateien kann man tagesaktuell zu Folien verarbeiten.

Das Programm Impressive [17] zeigt als PDF-Dokument gespeicherte Präsentationen an und bietet dabei Zusatzfunktionen wie das Hervorheben von Textstellen und hübsche Folienwechsel. MagicPoint (mgp) [18] nimmt Textdateien mit einfachen Markup-Befehlen und präsentiert die Inhalte (ohne sie vorher ins PDF-Format zu konvertieren); es kann dabei auch externe Befehle ausführen und deren Ausgabe in die Anzeige integrieren. Listing 1 zeigt ein Beispiel für den Aufbau einer MagicPoint-Quelldatei (im Listing fehlen ein paar Befehle, welche das Layout beeinflussen), Abbildung 8 die daraus entstehende Folie.

Abbildung 8: Präsentation mal anders erstellen – z. B. mit MagicPoint, das einfache Textdateien verarbeitet.

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Filter
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Mit "mgp" kann man Texte durch Filter (externe Programme) jagen: "cal 7 2016"
%font "typewriter"
%filter "cal 7 2016"
%endfilter
%font "standard"
Noch ein Beispiel: echo "Das ist EasyLinux" | rev
%font "typewriter"
%filter "rev"
Das ist EasyLinux
%endfilter

In Verbindung bleiben

Um in Kontakt zu bleiben, reichen meist Telefonnummern, Mail-Adressen und die Freundschaftsanfrage auf Facebook. Doch auch andere Kommunikationswege sind beliebt: Gruppenchats sind z. B. in einem klassischen Chatnetzwerk wie IRC (Internet Relay Chat) [19] viel bequemer als über Chatwebseiten, und die Programme brauchen nur sehr wenig Arbeitsspeicher und Rechenzeit. Ein seit Jahren sehr beliebter IRC-Client ist X-Chat [20] (Abbildung 9) – das Programm wird zwar seit 2009 nicht mehr weiter entwickelt, ist aber weiterhin für Linux und Windows erhältlich.

Abbildung 9: Chatten ohne den Browser zu belasten: Das geht z. B. mit X-Chat.

Distributionen für die Uni

UberStudent und der Ubuntu-Ableger Edubuntu sind zwei auf den “Education”-Bereich spezialisierte Linux-Distributionen: Bei der Software-Auswahl haben die Teams einen Fokus auf Programme gelegt, die besonders für Schüler und Studenten interessant sind. Ein Teil der Anwendungen richtet sich allerdings an so junge Schüler, dass sie für den Hochschulbereich nicht interessant sind.

UberStudent [21] ist laut Entwicklerangaben eine auf Debian und Ubuntu basierende Distribution, die den Schwerpunkt in der Software-Auswahl nicht auf fachlichen Awendungen (etwa für Mathematik oder Physik), sondern auf Produktivitätstools, die im Schul- und Hochschulumfeld nützlich sind, legt. Das Team pflegt ein eigenes Repository, aus dem sich Software nachinstallieren lässt.

Version 4.3 ist im Dezember 2015 erschienen. Es gibt ISO-Images für 32- und 64-Bit-Systeme, die jeweils 2,9 GByte groß sind. Die DVDs booten ein aufgeräumtes Live-System mit Xfce-Desktop, in dem sich alle Programme testen lassen. Ein Installer ist hier auch verfügbar. Über ein klassisches Menü (Abbildung 10) sind die vorinstallierten Anwendungen komfortabel erreichbar, dabei hilft es, dass UberStudent hier ein hierarchisches Startmenü nutzt.

Abbildung 10: UberStudent hat die vorinstallierte Software übersichtlich in ein hierarchisches Startmenü eingetragen.

Edubuntu [22] setzt in der Voreinstellung auf die grafische Oberfläche Unity (wie auch das reguläre Ubuntu). Für ein Linux-System, das sehr viele potenziell unbekannte Anwendungen (aus dem Umfeld der Lernsoftware) enthält, ist das leider keine gute Wahl, da Unity kein hierarchisches Startmenü besitzt. Zur enthaltenen Software gehören die mathematischen Funktionsplotter KmPlot und Lybniz, das Globusprogramm Marble, der Gleichungslöser KAlgebra, Chemtool (zum Zeichnen von Molekülen), Kalzium (eine Darstellung des Periodensystems), KStars (ein Planetarium) und Rocs (hilft Mathematikern dabei, Konzepte der Graphentheorie darzustellen).

Eine etwas ausführlichere Beschreibung von UberStudent und Edubuntu finden Sie in einem älteren EasyLinux-Artikel [23].

Fazit

Planen Sie ein Studium oder stecken Sie schon mittendrin? Dann finden Sie unter Linux zahlreiche Tools, die das Lernen und das Bearbeiten von Übungen leichter machen. Viele Themengebiete konnten wir in dieser Übersicht nicht mal streifen, so fehlen u. a. die Themenbereiche Mindmap (zum provisorischen Gliedern komplexer Themengebiete) und Projektmanagement, zu denen für Linux auch einige Tools verfügbar sind.