operations_research/README.md
dschlueter 35cc0da166 Achter Fund (Uebung-Verweise) und Phase 8.3: Dockerfile
Zwei Dinge in einem Commit, weil beide den Plan abschliessen.

ACHTER FUND: sieben Saetze der Bauart "Uebung 8.5 laesst Sie diese Balance
untersuchen" - und sechs davon standen in alter Zaehlung. "8" war in Version
03 das QP/NLP-Kapitel, heute ist es Kapitel 11. Dieselbe Familie wie die
Denkfehler-Verweise aus 6.1a, nur mit einem Wort, das keine der bestehenden
Pruefungen kannte.

Aufgaben haben kein eigenes Label, ein {ref:} auf eine einzelne Aufgabe ist
also nicht moeglich. Verwiesen wird stattdessen auf Abschnitt plus
Aufgabentitel - und der ist stabil. Jedes Ziel wurde einzeln ueber die alte
Zaehlung bestimmt und am Zusammenhang geprueft.

Ein Fall war knifflig: "Uebung 6.7 (Wochendienstplan)" meinte die siebte
CP-SAT-Aufgabe der alten Zaehlung, also "Eigener Dienstplan" - die heute an
achter Stelle steht, weil in Phase 6.3 eine Aufgabe davor eingefuegt wurde.
Wer nur die Kapitelnummer angepasst haette, waere bei der falschen Aufgabe
gelandet.

--check kennt jetzt auch "Uebung"/"Übung". Gegengetestet.

PHASE 8.3: Dockerfile, zweistufig. Die erste Stufe uebersetzt die
Abhaengigkeiten in eine virtuelle Umgebung und braucht dafuer einen
Compiler, die zweite kopiert nur /opt/venv. Installiert werden die Gruppen
finance, large-scale, api und dev aus pyproject.toml; figures fehlt bewusst,
weil es zusaetzlich Graphviz verlangt.

Es wurde nicht behauptet, sondern gebaut. Ergebnis: 1,31 GB, und darin der
Installationstest mit allen drei Solver-Funktionstests bestanden, die 33
pytest-Tests bestanden und alle 69 netzfreien Programme fehlerfrei -
einschliesslich der drei aus 8.2, deren spawn-Isolation im Container ebenso
traegt wie ausserhalb.

Zwei Dinge, die der Bau gelehrt hat: libgomp1 fehlt im python:3.12-slim-Image
und wird von OR-Tools und HiGHS zur Laufzeit gebraucht (sonst
"libgomp.so.1: cannot open shared object file"). Und ein eigener Fehler:
USER kurs stand vor dem mkdir /buch/output, /buch gehoert root, der Bau
brach in der letzten Zeile ab. Beides steht jetzt als Kommentar im
Dockerfile.

Das Image fuehrt die Programme aus und baut das Buch nicht. Ein
.dockerignore haelt Website, PDF und Notebooks aus dem Build-Kontext. Und es
enthaelt ortools UND highspy, obwohl sie sich nicht gemeinsam importieren
lassen - der Konflikt wird zur Laufzeit durch getrennte Prozesse geloest,
nicht durch Weglassen.

Damit ist Phase 8 abgeschlossen und der Plan abgearbeitet.

Stand: 825 Querverweise, 76 Programme, 33 pytest-Tests, PDF 760 Seiten.

Co-Authored-By: Claude Opus 5 <noreply@anthropic.com>
2026-09-08 13:18:05 +02:00

159 lines
7.4 KiB
Markdown

# Optimierte Entscheidungsfindung mit Python — Version 04
Quellen, Build-Werkzeuge und Ausgaben des Lehrbuchs *Optimierte Entscheidungsfindung mit Python*
(Autor: Dieter Schlüter). Dieses Verzeichnis ist die Wurzel: Alle Skripte leiten ihre Pfade
daraus ab, und alle Befehle unten werden **hier** ausgeführt.
> Dies ist die Bau-Anleitung für das Repository. Der Wegweiser **für Leserinnen und Leser des
> Buchs** — Aufbau, Lernpfade, Voraussetzungen — steht in
> [`Operations_Research_mit_Python_Version_04/README.md`](Operations_Research_mit_Python_Version_04/README.md).
---
## Was hier liegt
| Pfad | Rolle |
| --- | --- |
| `Operations_Research_mit_Python_Version_04/` | **Quelle**: 36 Kapiteldateien (inkl. 5 Teil-Synthesen) + Build-Skripte |
| `bilder_04/` | **Quelle**: Diagramme (SVG/PNG) + `erzeuge_*.py`-Generatoren |
| `Operations_Research_mit_Python_Version_04.md` | generiert: Gesamtdokument (Pandoc-Eingabe) |
| `Operations_Research_mit_Python_Version_04.pdf` | generiert: PDF, 760 Seiten |
| `OR_HTML_04/` | generiert: **Mehrseiten-Website** — dieser Ordner wird veröffentlicht |
| `Operations_Research_mit_Python_Version_04_Programme/` | generiert: 76 lauffähige Beispielprogramme |
| `Notebooks_04/` | generiert: ein Jupyter-Notebook je Kapitel |
| `PLAN.md` / `PROGRESS.md` | das Ziel des Umbaus und der erreichte Stand |
| `pyproject.toml` | Abhängigkeiten in Gruppen (`finance`, `large-scale`, `api`, …) |
| `Dockerfile`, `.dockerignore` | zweistufiges Kurs-Image (führt die Programme aus, baut nicht das Buch) |
| `pandoc-defaults-*.yaml`, `pandoc/` | Konfiguration des PDF-Baus |
**Nur die als *Quelle* markierten Verzeichnisse werden von Hand bearbeitet.** Alles andere
wird erzeugt und bei jeder inhaltlichen Änderung neu gebaut — insbesondere gehören
Programmänderungen in den Kapitel-Codeblock, nicht in das Programme-Verzeichnis.
---
## Bauen
```bash
cd Version_04
# nur prüfen: Struktur, Querverweise, Codezäune, harte Nummern
python3 Operations_Research_mit_Python_Version_04/build_version_04.py --check
# Gesamtdokument, PDF und Website
python3 Operations_Research_mit_Python_Version_04/build_version_04.py --pdf --html
# Beispielprogramme aus den Kapiteln extrahieren
python3 Operations_Research_mit_Python_Version_04/extract_programme_04.py
```
Die Website ist danach in `OR_HTML_04/` vollständig und **selbstgenügsam** — alle Verweise
zeigen auf Unterverzeichnisse (`assets/`, `bilder_04/`, `katex/`, `Notebooks_04/`). Der Ordner
lässt sich unverändert auf einen Webserver kopieren.
---
## Voraussetzungen
**Python-Pakete** — alles auf einen Schlag, wie im Buch abgedruckt
([`requirements.txt`](Operations_Research_mit_Python_Version_04_Programme/requirements.txt)):
```bash
python3 -m venv .venv && source .venv/bin/activate
pip install -r Operations_Research_mit_Python_Version_04_Programme/requirements.txt
```
Wer eine schlanke Umgebung möchte, nimmt stattdessen [`pyproject.toml`](pyproject.toml) mit
seinen Gruppen — die Grundausstattung trägt den Großteil des Buchs:
```bash
pip install -e . # numpy, scipy, pandas, matplotlib, openpyxl, pydantic, ortools, cvxpy
pip install -e ".[finance]" # scikit-learn, yfinance
pip install -e ".[large-scale]" # highspy, Pyomo, linopy, polars
pip install -e ".[api]" # fastapi, uvicorn, httpx
pip install -e ".[figures]" # plotly, graphviz — nur zum Neuerzeugen der Diagramme
pip install -e ".[dev]" # pytest
```
**`ortools` steht in der Grundausstattung, `highspy` erst in `[large-scale]`.** Das ist
Absicht: Beide bringen eine eigene HiGHS-Kopie mit und vertragen sich nicht im selben
Prozess. Wer die Grundausstattung installiert, kann in den Konflikt gar nicht geraten —
`cvxpy` zieht `highspy` **nicht** nach, erkennt es aber, sobald `[large-scale]` es
mitgebracht hat.
`graphviz` fehlt in der `requirements.txt` — es wird allein von
`bilder_04/erzeuge_architektur_diagramme.py` gebraucht, nicht von den Beispielprogrammen,
und steht darum nur in `[figures]`.
### Oder im Container
Wer nichts installieren will, baut das Kurs-Image:
```bash
docker build -t or-mit-python .
docker run --rm or-mit-python Installationstest.py
docker run --rm or-mit-python Rucksack.py
docker run --rm -it or-mit-python # Python-Eingabe
docker run --rm -v "$PWD/ausgabe:/buch/output" or-mit-python Excel_Bruecke.py
```
Zweistufiger Bau: Die erste Stufe übersetzt die Abhängigkeiten in eine virtuelle Umgebung
und braucht dafür einen Compiler, die zweite kopiert nur das Ergebnis — die Bauumgebung
landet nicht im Image. Enthalten sind die Gruppen `finance`, `large-scale`, `api` und `dev`;
`figures` fehlt bewusst, weil es zusätzlich Graphviz verlangt und nur dem Neuerzeugen der
Diagramme dient.
**Das Image führt die Programme aus, es baut das Buch nicht.** Für PDF und Website braucht
es pandoc, xelatex und inkscape — zusammen über ein Gigabyte, ohne Nutzen für jemanden, der
die Beispiele durchrechnen will.
Zwei Punkte, die nicht offensichtlich sind: Das Image enthält `ortools` **und** `highspy`,
obwohl sie sich nicht gemeinsam importieren lassen — der Konflikt wird zur Laufzeit durch
getrennte Prozesse gelöst, nicht durch Weglassen. Und `libgomp1` muss im schlanken
Basis-Image nachinstalliert werden, sonst scheitert der erste Solveraufruf mit
`libgomp.so.1: cannot open shared object file`.
**Externe Werkzeuge**, je nachdem, was gebaut werden soll:
| Werkzeug | wofür | ohne es |
| --- | --- | --- |
| `pandoc` (≥ 3.0) | PDF und Website | `--pdf`/`--html` scheitern; `--check` läuft |
| `xelatex` + `texindy` | PDF | kein PDF; Website unberührt |
| `inkscape` | SVG-Grafiken im PDF | LaTeX bricht bei `\includesvg` ab |
| `dot` (Graphviz) | 5 der 15 Bildgeneratoren | nur beim Neuerzeugen dieser Diagramme nötig |
**`OR_HTML_04/katex/`** ist externes Material und wird von keinem Skript erzeugt. Fehlt es,
bleiben die Formeln auf der Website ungesetzt.
---
## Zwei Werte, die beim Veröffentlichen zu setzen sind
1. **`COLAB_BASIS_URL`** in `Operations_Research_mit_Python_Version_04/build_version_04.py`.
Sie trägt Kontoname und Repository-Name; die 25 Colab-Badges auf den Kapitelseiten hängen
daran. Der Pfadteil `Notebooks_04/…` wird relativ zur Repository-Wurzel aufgelöst und
stimmt bereits. Ein Leerstring schaltet die Badges ab.
2. Nichts weiter. Alle übrigen Pfade sind relativ.
---
## Warum die PDF-Konfiguration doppelt vorliegt
`pandoc-defaults-basis.yaml` ist eine Kopie der Benutzerdatei
`~/.config/pandoc/defaults.yaml` (Schriften, Geometrie, Seitenlayout) — mit **relativem**
Pfad auf `pandoc/header-includes.tex` statt des absoluten, der dort steht. Ohne diese Kopie
könnte ein frischer Klon kein PDF bauen. `build_version_04.py` bevorzugt sie und fällt auf
die Benutzerdatei zurück, falls sie fehlt.
`pandoc-defaults-buch.yaml` enthält die projektspezifischen Überschreibungen
(Inhaltsverzeichnis und Nummerierung werden im Markdown selbst erzeugt, `-shell-escape` für
`\includesvg`). Die eigentliche Buchtypografie steht in `bilder_04/or_pdf_header.tex`.
---
## Verlauf
Version 04 baut das Werk vom Nachschlagewerk zum Kursbegleiter um; alle sechs Phasen sind
abgeschlossen. **Was geplant war, steht in [`PLAN.md`](PLAN.md); was erreicht ist und woran
man das nachprüft, in [`PROGRESS.md`](PROGRESS.md)** — einschließlich der Funde unterwegs und
der Regeln, die sich daraus ergeben haben. Wer hier weiterarbeitet, liest beide zuerst.