maxima install folder
 

Während die Installation von Maxima unter Windows problemlos funktioniert, lässt sich dies leider seit einigen Jahren für eine Installation unter macOS nicht mehr sagen.

Seit der am 10.06.2020 erschienenen Version 5.44.0 ist nur noch eine relativ aufwändige Installation über MacPorts möglich. MacPorts ist eine Software, welche die Installation von Open-Source-Programmen auf dem Mac ermöglicht. Dies bedeutet, dass für die Installation von Maxima das Programm MacPorts auf dem Mac installiert sein muss. Dies könnte man vielleicht noch verschmerzen, aber um MacPorts installieren zu können, muss man das Programm XCode und die XCode Comman Line Tools installiert haben. Dies ist ein Tool für Programmierer und die Installation dieses über 12 GB(!) großen Tools alleine um Maxima installieren zu können, ist schon sehr grenzwertig! Der gesamte Installationsprozess ist trotzdem im Untermenüpunkt Installation über MacPorts beschrieben.

Wer diesen aufwändigen Weg nicht gehen will, ist mit der Version 5.43.0 vom 08.06.2019 besser bedient. Diese Version ist zwar mit dem Quarantäne-Flag behaftet, aber dieses lässt mit ein paar Kommandos im Terminal entfernen. Für unsere Zwecke ist diese ältere Version völlig ausreichend, daher dürfte der im Untermenü Installation eines .dmg-Files beschriebene Weg der bessere sein – zumindest bis es vielleicht irgendwann doch wieder eine komfortablere Installationsmethode von Maxima auf dem Mac geben wird.

Alle Installationsdateien von Maxima findet man über die Seite:

https://maxima.sourceforge.io/download.html

Egal welche Installationsmethode Sie verwenden: Wenn Sie Maxima erstmals installieren, dann müssen Sie nach erfolgter Maxima-Installation noch spezielle Schriftarten (Fonts) – und zwar die jsMath TeX fonts (TeX-fonts-10.zip) installieren. Diese erhalten Sie über den folgenden Link:

http://www.math.union.edu/~dpvc/jsMath/download/jsMath-fonts.html

Schließlich gibt es noch eine weitere Möglichkeit, mit Maxima auf einem Mac zu arbeiten: Die Installation von "Parallels Desktop for Mac" macht aus dem Mac einen Windows-Rechner, auf welchem dann Maxima in der Version für Windows problemlos installiert werden kann und – nach Auskunft meiner Studierenden – auch problemlos funktioniert.

Zunächst lädt man die Maxima-Installationsdatei Maxima-5.43.0-VTK-macOS.dmg in sein Download-Verzeichnis. Die Dateiendung .dmg steht für Disk-image und bezeichnet damit das Abbild einer Disk bzw. eines Teils davon, etwa eines Verzeichnisses. Jedenfalls enthält das Image-File alle zur Installaton von Maxima benötigten Dateien.

Das Problem ist, dass apple alle irgendwo aus dem Internet und nicht aus dem hauseigenen AppStore bezogenen Dateien "in Quarantäne" stellt, so dass diese nicht ohne weiteres verwedet werden können. Die Quarantäne-Kennzeichnung geschieht über ein Flag – also quasi einen kurzen Vermerk – welches an der Datei haftet. Dies kann man im Terminal sichtbar machen. Das Terminal ist eine App, welche sich im Ordner Dienstprogramme befindet und quasi ein Fenster in die UNIX-Ebene des Mac öffnet.

GIbt man den Befehl

ls -l@ $HOME/Downloads/*.dmg

in das Terminal ein und drückt die Eingabetaste, dann werden alle im Downloadverzeichnis enthaltenen .dmg-Dateien mitsamt deren Flags angezeigt. An der Maxima-Installationsdatei hängt mit ziemlicher Sicherheit – neben anderen – auch das Flag

com.apple.quarantine

Dieses Flag muss entfernt werden! Dies geschieht mit dem Befehl

xattr -d com.apple.quarantine $HOME/Downloads/Maxima-5.43.0-VTK-macOS.dmg

 quarantine flag

Ob es geklappt hat, kann man durch erneuten Aufruf des Befehls

ls -l@ $HOME/Downloads/*.dmg

überprüfen. Dabei reicht es aus, zweimal auf die Aufpfeiltaste zu drücken, da mit dieser Taste zuvor eingegebene Kommandos zurückgeholt werden können. Jedenfalls darf nun das Quarantäne-Flag nicht mehr an der Maxima-Installationsdatei hängen.

Jetzt kann man das Terminal verlassen (aber noch nicht schließen) und in den Finder gehen. Dort klickt man im Downloadverzeichnis doppelt auf die Maxima-Installationsdatei. Es sollte sich das folgende Fenster öffnen:

maxima installationsfenster 

Aus diesem Fenster kopiert man das Symbol Maxima.app in das Programmmverzeichnis auf seinem Mac. DIes geht ganz gut durch Ziehen mit der Maus, wenn man zuvor im Finder ein neues Fenster öffnet (Ablage / Neues Fenster) und dort das Programmverzeichnis darstellen lässt. Dann zieht man das Symbol mit der Maus vom einen in das andere Fenster.

Im obigen Fenster ist ein Verzeichnis Launchers enthalten. Dieses hat den folgenden Inhalt:

launchers

In diesem Fenster wählt man den in der Mitte der unteren Zeile dargestellten Launcher wxMaxima und zieht ihn ebenfalls in sein Programmverzeichnis. Es ist wichtig, Maxima hernach immer über dieses Symbol zu starten und nicht über das Symbol Maxima.app, da sonst die Grafikausgabe von Maxima i.d.R. nicht funktioniert!

Es kann allerdings sein, dass der Programmstart über diesen Launcher zunächst misslingt, weil auch dieses Startprogramm vom macOS "unter Quarantäne" gestellt wurde. Dies kann man im Terminal mit dem Befehl

ls -ld@ /Applications/wxMaxima

überprüfen. Hängt das Quarantäne-Flag an der Datei, so muss man es mit dem Befehl

sudo xattr -d -r com.apple.quarantine /Applications/wxMaxima

entfernen. Dabei wird das eigene Mac-Passwort abgefragt. Ob die Entfernung geklappt hat, kann man wieder mit dem vorletzten Befehl überprüfen.

quarantine flag 2

Wenn man Pech hat, muss man diese Prozedur nochmals für das eigentliche Maxima-Programm Maxima.app wiederholen:

ls -ld@ /Applications/Maxima.app

sudo xattr -d -r com.apple.quarantine /Applications/Maxima.app

ls -ld@ /Applications/Maxima.app

Dann aber sollte Maxima über den Launcher gestartet werden können. Es wird zunächst das Terminal-Fenster geöffnet, in welchem einige Befehle ausgeführt werden, danach öffnet sich das eigentliche Maxima-Fenster. Das Terminal-Fenster kann man sofort wieder schließen.

Zur Überprüfung, ob die Grafikausgabe korrekt funktioniert, startet man die Maxima-Datei

graph_test.wxm

und geht nach den dort enthaltenen Anweisungen vor. Das Herunterladen der Maxma-Datei hängt vom verwendeten Browser ab. Auf dem Mac klickt man mit der rechten Maustaste auf den Link und wählt im erscheinenden Kontextmenü die Option Verknüpfte Datei laden unter ... .

qt terminal

Meist ist es nötig das qt-Terminal ´zu verwenden. In diesem Fall ist es eine gute Idee, diesen Befehl in die Initierungsdatei von Maxima einzubinden, so dass dieser automatisch bei jedem Start von Maxima ausgeführt wird. Dies geschieht über die Menüoption "wxMaxima / Preferences". Im erscheinenden Fenster wählt man den Reiter ganz rechts (das nach rechts zeigende Dreieck) und gibt dort in den oberen Abschnitt den Befehl

set_draw_defaults(terminal=qt);

ein.

maxima init

 

Nachfolgend sind die im Buch aufgeführten Literaturangaben auf Quellen im Internet für einen direkten Zugriff angegeben:

Backhaus, Udo: Newton und die Kepler’schen Gesetze (Skript):
http://www.didaktik.physik.uni-due.de/~backhaus/Astro-Vorlesung/himmelsmWS0203.pdf (veraltet)

Blewitt, Geoffrey: GPS and Space-Based Geodetic Methods
http://www.nbmg.unr.edu/Staff/pdfs/Blewitt_Treatise_2nd_Edition.pdf

Borth, Jan-Hendrik: Positionsbestimmung per GPS (Seminararbeit Uni Koblenz/Landau):
http://userpages.uni-koblenz.de/~physik/informatik/Sensoren/gps.pdf (veraltet)

Braun, Matthias: Das GPS-System – Funktionsweise und Einsatzmöglichkeiten im Physikunterricht (Schriftliche Hausarbeit Uni Würzburg):
http://www.thomas-wilhelm.net/arbeiten/ZulaGPS.pdf

Embacher, Franz: Relativistische Korrektur des GPS:
https://homepage.univie.ac.at/franz.embacher/rel.html

GPS Directorate: NAVSTAR GPS Space Segment / Navigation User Segment Interfaces, IS-GPS-200M
https://www.gps.gov/technical/icwg/
Ältere Ausgaben finden sich unter:
https://www.gps.gov/technical/icwg/old-versions/
Die Version ICD-GPS-200C ist für unsere Zwecke völlig ausreichend.

Gurtner, Werner: RINEX – The Receiver Independent Exchange Format:
https://files.igs.org/pub/data/format/rinex301.pdf

Homrighausen, Carina: Das GPS-System. Eine theoretische Annäherung und Ansätze zur Anwendung im Physikunterricht (Masterarbeit Uni Bielefeld):
http://www.physik.uni-bielefeld.de/didaktik/Examensarbeiten/MasterarbeitHomrighausen.pdf

Korth, Wilfried: Studienhilfsmittel GPS-Code-Auswertung (Skript):

http://public.beuth-hochschule.de/~korth/gps_ausw.pdf (veraltet)

Lehmann, Rüdiger: Geodätisches Cloud Computing:
http://www.in-dubio-pro-geo.de

Natronics: The GPS PRN (Gold Codes):
http://natronics.github.io/blag/2014/gps-prn/

Richter, Thomas / Thomas Wick: Einführung in die numerische Mathematik:
https://ganymed.math.uni-heidelberg.de/~lehre/SS12/numerik0/gesamt.pdf

Reichle, Reinhold: Himmelsmechanik:
http://www.reinhold-reichle.de/media/bceac241c78c151affff8ac6ac144226.pdf

Sanz Subirana, J. / J.M. Juan Zornoza / M. Hernández_Pajares: GNSS DATA PROCESSING, Volume I: Fundamentals and Algorithms:
https://gssc.esa.int/navipedia/GNSS_Book/ESA_GNSS-Book_TM-23_Vol_I.pdf

Sanz Subirana, J. / J.M. Juan Zornoza / M. Hernández_Pajares: GNSS DATA PROCESSING, Volume II: Laboratory Exercises:
https://gssc.esa.int/navipedia/GNSS_Book/ESA_GNSS-Book_TM-23_Vol_II.pdf

Schulz, Klaus / Sarah Söhlemann: Lineare Gleichungssysteme und die Methode der kleinsten Quadrate:
http://www.cip.ifi.lmu.de/~kaumanns/matrixmethoden/res/ref_methode_der_kleinsten_quadrate.pdf

Sokolov AJ Daniel: GPS – Der “magische Kompass“ mit gewollter Ungenauigkeit:
https://www.heise.de/newsticker/meldung/GPS-Der-magische-Kompass-mit-eingebauer-Ungenauigkeit-4713291.html

Global Positioning System:
https://www.wikiwand.com/de/Global_Positioning_System

Global Positioning System Standard Positioning Service Signal Specification, 2nd edition 1995:
https://www.gps.gov/technical/ps/1995-SPS-signal-specification.pdf

GNSS – Globale Navigations-Satellitensysteme:
https://kompendium.infotip.de/id-1-historisches.html

Völkner, Daniel: Himmelsmechanik:
https://www.skywatch-blog.de/einfuehrung-himmelsmechanik/

Wiener, Markus: Didaktisch-methodische Ausarbeitung eines Lernmoduls zum Thema GPS mit Hilfe von Matlab im Rahmen eines Modellierungstages für Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe II. Schriftliche Hausarbeit im Rahmen der Ersten Staatsprüfung. 18.08.2015,
https://blog.rwth-aachen.de/cammp/files/2016/10/thesis-gps.pdf

Wikipedia (englische Seite): GPS-Signals
https://en.wikipedia.org/wiki/GPS_signals

Zogg, Jean-Marie: GPS und GNSS: Grundlagen der Ortung und Navigation mit Satelliten
https://www.zogg-jm.ch/Dateien/Update_Zogg_Deutsche_Version_Jan_09_Version_Z4x.pdf

Weitere hilfreiche Internetquellen:

Almanach-Sammlung und weitere GPS-Informationen
https://www.navcen.uscg.gov

Astronomische Berechnungen für Amateure:
http://de.wikibooks.org/wiki/Astronomische_Berechnungen_für_Amateure

CAMMP der RWTH Aachen
https://blog.rwth-aachen.de/cammp/

Darstellung von Satelliten-Orbits, Almanach-Daten:
http://www.celestrak.com

EASA navipedia:
https://gssc.esa.int/navipedia

GPS-Satelliten im Orbit
https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_GPS_satellites

Kalenderrechnung:
http://www.nabkal.de/kalrechJD.html oder 
http://www.fourmilab.ch/documents/calendar

Navilock, Hersteller des GPS-Empfängers:
http://www.navilock.de

Official U.S. Government information about the Global Positioning System (GPS) and related topics,
http://www.gps.gov

Physikalisch-Technische Bundesanstalt: Abteilung 4: Optik
https://www.ptb.de/cms/ptb/fachabteilungen/abt4/fb-44.html

SparkFun, Hersteller von Breakout-Boards mit ublox-GPS-Chips:
https://www.sparkfun.com/search/results?term=ublox

teqc-Bezugsquelle:
https://www.unavco.org/software/data-processing/teqc/teqc.html

Trimble GNSS Planning Online:
https://www.gnssplanning.com

ublox, Hersteller der verwendeten GPS-Chips:
http://www.u-blox.com/de/

Die folgenden Schritte müssen nur ausgeführt werden, wenn XCode nicht gestartet werden kann!
Man kann den nachfolgenden Befehl trotzdem im Terminal eingeben, dabei geht nix kaputt.

Der Befehl lautet:

sudo xcodebuild -license

Man gibt diesen genau so in das Terminalfenster ein und drückt die Eingabetaste. Danach wird man nach seinem Passwort auf dem Mac gefragt.

xcode license

Es folgen seitenlange(!) Lizenzvereinbarungen, die man entweder mit der Leertaste durchblättert oder aber die Anzeige durch Drücken der Taste "q" beendet. Auf jeden Fall müssendie Bedingungen schließlich durch Eingabe von

agree

angenommen werden. Das Terminalfenster kann man auf jeden Fall geöffnet lassen, dies wird noch mehrfach benötigt.

cinderella

Cinderella beziehen Sie in der benötigten Betriebssystemversion über die Seite

http://beta.cinderella.de

Sollten Sie auch noch die Lizenzdatei benötigen, so erhalten Sie diese über die Software-Seite des Instituts. Außerdem steht eine kleine und sicher nicht umfassende, aber doch hoffentlich hilfreiche Cinderella-Anleitung für Ihre ersten Schritte in Cinderella zur Verfügung. Das "offizielle" Handbuch zu Cinderella ist:

Richter-Gebert / Kortenkamp: The Cinderella.2-Manual: Working with The Interactive Geometry Software, Springer, 2012

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