Matlab'da programlama dili nedir? MATLAB'ın kısa açıklaması. Genişletme paketlerini listeleyin

TAMBOV DEVLET TEKNİK ÜNİVERSİTESİ

DEPARTMAN

"Bilgi Süreçleri ve Yönetimi"

Metodolojik gelişim

1 numaralı laboratuvar dersi için

"Karar Verme Teorisi" disiplininde

Disiplinin adı

Konu adı

Ders: Tek boyutlu optimizasyon yöntemlerinin incelenmesi

Çalışmanın amacı:

Matematiksel ve bilimsel-teknik hesaplamalar için çok işlevli entegre bir otomasyon sistemi ortamında tek boyutlu optimizasyon yöntemlerinin ve bunların algoritmik uygulama yöntemlerinin incelenmesi MATLAB 7.1;

Yöntemlerin hesaplama maliyetlerinin karşılaştırmalı değerlendirmesi: doğrudan tarama, ikilik, “altın bölüm” ve Fibonacci yöntemi.

Edebiyat:

1. Aoki M. Optimizasyon yöntemlerine giriş. M.: Nauka, 1977. 444 s.

2. Batishchev D.I. Optimum tasarım yöntemleri. M.: “Radyo ve İletişim”, 1984. 248 s.

3. Bodrov V.I., Lazareva T.Ya., Martemyanov Yu.F. Matematiksel karar verme yöntemleri: Proc. ödenek. Tambov: Tamb yayınevi. durum onlar. Üniv., 2004. 124 s.

4. Polak E. Sayısal optimizasyon yöntemleri. M.: Mir, 1997. 376 s.

5. Himmelblau D. Uygulamalı doğrusal olmayan programlama. M.: Mir, 1975. 534 s.

6. Yudin D.B. Karar teorisinin hesaplamalı yöntemleri. M.: Nauka, 1989. 316 s.

7. Ketkov Yu.L., Ketkov A. Yu., Shultz M.M. MATLAB 7: programlama, sayısal yöntemler. - St. Petersburg: BHV-Petersburg, 2005. - 752 s.

Dersi işleyerek

"Karar Verme Teorisi" disiplinindeki laboratuvar dersleri, öğrencilerin çeşitli sınıf türlerinde ve eğitim materyallerini bağımsız olarak inceleme sürecinde edindikleri teorik bilgileri derinleştirmek ve pekiştirmek, matematiksel yöntemlerin pratik uygulamasında beceriler kazanmak amacıyla yürütülmektedir. karar verme konusunda. Laboratuar derslerinin sonuçlarına göre öğrenciler

Modellemenin gerçekleştirildiği teorik materyalin yanı sıra programlarda resmileştirilen fiziksel süreçlerin özü;

İlgili süreçlerin modellenmesine yönelik temel yöntemler;

Ana parametrelerin modelleme sonucu üzerindeki etkisini seçin ve değerlendirin;

Elde edilen sonuçları analiz edin ve özetleyin.

Laboratuvar çalışmasının tamamlanması üç aşamadan oluşur: laboratuvar dersine ön hazırlık, dersin kendisi ve laboratuvar dersinin raporlanması.

Dersin amacı teorik materyal ile uygulama arasındaki bağlantıyı göstermek ve öğrencilere teoriyi pratik problemlerin çözümünde uygulamayı öğretmektir.

Laboratuvar çalışması öğrencilerin MATLAB bilgisini gerektirmeyecek şekilde yapılandırılmıştır. Her laboratuvar, öğrenciye etkinliği tamamlamak için gereken arka plan bilgilerini sağlayan bir MATLAB özetiyle başlar.

Derse hazırlık

Dersin arifesinde öğrenciler şunları yapmalıdır:

Bu laboratuvarın kılavuzunu okuyun;

Ders materyalini tekrarlayın ve bu konuyla ilgili önerilen literatürü inceleyin;

İşi gerçekleştirme prosedürünü inceleyin;

Güvenlik sorularını yanıtlamaya hazırlanın.

Dersi yürütme prosedürü

Dersin giriş bölümünde çalışma grubu alınır, daha önce çalışılan materyalle bağlantı kurulur, bu dersin konusu, amacı, düzeni ve özellikleri duyurulur ve çalışma grubunun derse hazır olup olmadığı kontrol edilir.

Daha sonra öğrenciler metodolojiye uygun olarak araştırma yapmaya başlarlar. Laboratuvar dersiyle ilgili belirsiz sorular için öğrenciler öğretmenle, mühendislik personeliyle veya bilgisayar laboratuvarı eğitmeniyle iletişime geçmelidir. Araştırma sonuçları ve sonuçları laboratuvar raporu şeklinde sunulur. Rapor öğrencinin çalışma belgesi olup savunma sırasında sorumlu öğretmene sunulur. Daha sonra laboratuvar dersine ilişkin raporlar savunulur ve sonunda ders sonuçları özetlenir.

Ders raporlama

Öğrenciler laboratuvar oturumu için kredi almalıdır. Raporlama ilkesi bireyseldir ve dersin ana kısmı tamamlandıktan sonra sözlü veya yazılı olarak yapılabilir. Bir not verilirken aşağıdakiler dikkate alınır: rapor formunun kullanılabilirliği, okuryazarlığı ve doğruluğu, laboratuvar çalışmasının kalitesi ve test sorularına verilen cevapların sonuçları. Bu laboratuvar dersine kredi almayan ve devamsızlık yapan öğrenciler, kendilerine ait süre içerisinde rapor hazırlarlar.

MATLAB'ın kısa açıklaması

MATLAB (Matrix Laboratuvarı) sistemi, farklı bilim alanlarından çok çeşitli matematiksel ve teknik problemlerin çözülmesine olanak tanıyan çok sayıda özel programdan oluşur. Ana unsuru MATLAB sisteminin çekirdeğidir. Buna ek olarak sistem, matematiğin, matematiksel fiziğin, tasarımın, iletişimin, ekonominin vb. çeşitli bölümlerine karşılık gelen yaklaşık 80 farklı komut seti (“Araç Kutuları” olarak adlandırılır) içerir. Bu çalışma temel MATLAB programlama araçlarını kullanır: M dosyaları - işlevler, yerleşik işlevler, operatörler, komutlar vb.

Şekil 1. Sistem masaüstü

Şekil 1 sistem masaüstünü göstermektedir. Menü çubuğu (Dosya, Düzenle vb.) birçok yönden Microsoft Word düzenleyicisine benzer. Aşağıda bulunan simge satırı da Word düzenleyicidekiyle aynı işlemleri gerçekleştirir (son 3 hariç). Sistem masaüstü, bileşimi menü komutları kullanılarak değiştirilebilen birkaç pencereden oluşur. Masaüstü. Soldaki üst pencerede yer alan Şekil 1, çalışma alanının içeriğini göstermektedir Çalışma alanı Kullanıcı tarafından çalışma sırasında girilen tüm sabitlerin ve fonksiyonların açıklamalarını içeren. Alt pencerede Komut Geçmişi Yürütülen komutların sırası verilmiştir. Pencerelerin boyutları fare ile kenarlığın sürüklenmesiyle ayarlanır. Ana masaüstü penceresi - Komut Penceresi(komut penceresi). Komut penceresinde ">>" işaretinden sonra " tuşuna basıldıktan sonra çalıştırılan komut satırı yazılır. Girmek".

MATLAB, diğer üst düzey programlama dillerine benzer program dosyaları oluşturmanıza olanak sağlar. Ayrıca güçlü bir programlanabilir hesap makinesinin özelliklerine sahiptir. Bu çalışmada, arama algoritmalarının yazılım uygulaması M - fonksiyon dosyaları kullanılarak gerçekleştirilmekte olup, komut penceresinden programlar başlatılıp başlangıç ​​verileri girilebilmektedir.

Sayı formatı menü tarafından ayarlanır Dosya(Şekil 1) bölümde Tercihler işlevi kullanma Sayısal Biçim. 12 olası formattan en yaygın kullanılanları şunlardır: Kısa Ve Uzun– kısa ve uzun sayı biçimleri.

MATLAB'ın temel kavramlarından bazıları şunlardır: değişkenler Ve ifadeler .

Değişken tek bir harfle veya bir harfle başlayan harf ve rakamlardan oluşan bir grupla gösterilir. Setteki toplam harf ve rakam sayısı on dokuzu geçmemelidir. İfade aşağıdaki forma sahiptir:

>>değişken=ifade

Bir ifade girdiğinizde, değişkene eşittir işaretinin ardından gelen ifade veya herhangi bir matematiksel işlem içeriyorsa bu işlemler yapıldıktan sonra elde edilen sonuç atanır. İfadeyi bir M dosyasına veya MATLAB komut penceresine girebilirsiniz. ">>" işareti, komut penceresindeki görüntüleme ekranında ifadelerin girilebileceğini belirtmek için görünen bir komut istemidir.

Ana aritmetik operatörler Tablo 1.1'de verilmiştir. " tuşuna bastıktan sonra komut penceresinde hesaplamalar yaparken Girmek"sonuç parametreye atanır" cevap", karşılık gelen ifadeye bir ad atanmamışsa veya adı - aksi takdirde (değişkenlerin, sabitlerin ve işlevlerin adları bir harfle (Latin harfleri) başlamalıdır, sayılar ve bir alt çizgi içerebilir). Hesaplamanın çıktısını engellemek için Belirli bir ifadenin sonucundan sonra işareti (noktalı virgül) koymanız gerekir.

Tablo 1.1

Örneğin, ifadeyi değerlendirmek istediğinizi varsayalım. ve sonucu bir değişkene atayın X. Bu durumda, ifade (program) aşağıdaki forma sahip olacaktır (ondalık kesirlerde, tamsayı kısmı kesirli kısımdan bir nokta ile ayrılır):

>> x=log(1+5*((log10(100))^2-0,2*pi)/sqrt(1+2,71828^3))

İfadeyi tanıttıktan sonra, yani. Enter tuşuna basıldığında sonuç hemen aşağıda görüntülenir. Sonucun engellenmesi gerekiyorsa, ör. görüntü ekranında görüntülenmesine gerek yok, o zaman ifadenin sonuna “; "(noktalı virgül). Önceki ifade başka bir biçimde temsil edilebilir:

>> a=(log10(100))^2;

>> b=sqrt(1+2.71828^3);

>> x=log(1+5*(a-0,2*pi)/b)

MATLAB'ın birkaç yerleşik değişkeni vardır: pi, eps, inf, ben Ve J. Değişken pi sayı anlamına gelir, eps=2 -52 =2.2204*10 -16 – kayan nokta sayılarındaki işlemlerde hata, bilgi- sonsuzluk ( ), Ben Ve J– hayali birim ( Ben = J= ).

Sol argüman belirtilmediğinde, ifadenin sonucu ortak değişken ans'a atanır.

İlişkisel operatörler (Tablo 1.2) koşullu ifadelerde, döngü operatörlerinde vb. kullanılır. M işlevlerini kullanarak arama algoritmalarını uygularken (alt program işlevleri .m uzantılı dosyalara yazılır).

Tablo 1.2

Dolayısıyla, MATLAB sistemindeki programlar, program kodları biçimindeki programların kaydını içeren metin biçimindeki M dosyalarıdır.

MATLAB giriş dilinde 14 işlev sözcüğünü kullanan yalnızca 9 operatör bulunur. Karşılık gelen sözdizimsel yapılar Tablo'da verilmiştir. 1.3.

Tablo 1.3

№	Operatör formatı	Açıklama
	var = ifade	Atama operatörü. İfade ifadesinin değerlerini hesaplar ve hesaplamaların sonuçlarını bir değişkende saklar var
	ifcondition_1 ifadeler_1 sonu	Koşullu operatör. Koşul_1 doğruysa grup operatörleri_1 yürütülür, koşul_2 doğruysa grup operatörleri_2, ... Belirtilen tüm koşullar yanlışsa, else ile end arasında bulunan operatörler yürütülür
	switchexpr casevail operatörler_1 caseval2 operatörler_2 . . . . . . . . . [diğer ifadeler] sonu	İfade değerine göre geçiş ifade vail değeriyle eşleşiyorsa operatörler_1 grubu yürütülür, val2 değeriyle eşleşiyorsa operatörler_2 grubu yürütülür, ... expr değeri listelenen değerlerden herhangi birine uymuyorsa, o zaman arasında bulunan operatörler othervis ve end yürütülür
	forvar=el:e3 bitiş ifadeleri	Döngü gövdesinin her tekrarında var değişkeninin, e2 adımıyla başlangıç ​​değeri olan el'den son e3 değerine değiştiği aritmetik ilerleme tipinde bir döngü.
	whilecondition ifadeleri sona eriyor	Belirli bir koşul doğru olana kadar tekrarlanan, önkoşulu olan bir döngü
	try deyimleri_1 catch deyimleri 2 sonu	Grup operatörleri_1 yürütülmeye çalışılıyor. Bunların yürütülmesi sonucunda bir istisna oluşması durumunda, kontrol operatörler_2 grubuna (arıza durumlarının ele alınması) aktarılır. Herhangi bir hata oluşmazsa grup operatörleri_2 yürütülmez
	kırmak	for, while, switch, try - catch gibi kontrol yapılarından erken çıkış
	fonksiyon f1 fonksiyon f2 (x1,x2, . . .) fonksiyon y=f3(xl,x2,...) fonksiyon =f4(xl,x2, . . .)	Fonksiyon başlığı (xl, x2, ... - giriş parametreleri; y, yl, y2, ... - çıkış parametreleri)
	geri dönmek	Bir işlev gövdesinden erken çıkma

Fonksiyon programları yazarken, programın saklandığı M dosyasının adının mutlaka fonksiyonun adıyla örtüşmesi gerekir.

Genel değişkenler (global operatör tarafından bildirilen), giriş parametreleri ve çıkış parametreleri dışında, bir işlevin gövdesinde görünen tüm değişkenler yerel olarak kabul edilir. Yerel bir çalışma alanı oluştururlar ve yalnızca onları oluşturan işlevin gövdesinde bulunurlar ve başka hiçbir işlev bunları kullanamaz.

MATLAB dili operatör içermez git. Bu bakımdan m dosyalarının metinlerinde operatör etiketleri bulunmamaktadır. Acil durumların yaşandığı hatların tespiti için sistem tarafından otomatik olarak atanan dahili numaralar kullanılmaktadır.

Yüksek matematikle uğraşanlar bazen ne tür matematiksel “canavarlarla” uğraşmak zorunda kaldıklarını çok iyi biliyorlar. Örneğin, devasa bir üçlü integrali hesaplamak için çok fazla zaman, zihinsel enerji ve iyileşmeyen sinir hücrelerini harcayabilirsiniz. Elbette integrale meydan okumak ve onu almak çok ilginç. Peki ya bunun yerine integral sizi ele geçirmekle tehdit ederse? Veya daha kötüsü kübik trinomial kontrolden çıkıp çılgına mı döndü? Bunu düşmanınızın başına istemezsiniz.

Önceden sadece iki seçenek vardı: her şeyden vazgeçip yürüyüşe çıkın ya da integralle birkaç saat süren bir savaşa girin. Bazıları için saatler sürdü, bazıları için ise dakikalar sürdü; kim nasıl olduğunu araştırdı. Ama konu bu değil. Yirminci yüzyıl ve amansızca ilerleyen ilerleme bize üçüncü bir yol sunuyor, yani en karmaşık integrali "hızlıca" almamıza olanak tanıyor. Aynı şey her türlü denklemin çözülmesi, fonksiyonların grafiklerinin kübik hiperboloidler şeklinde çizilmesi vb. için de geçerlidir.

Öğrenciler arasında bu tür olağanüstü ama periyodik olarak meydana gelen durumlar için güçlü bir matematik silahı vardır. Henüz bilmeyenler için MATLAB yazılım paketiyle tanışın.

Matlab denklemi çözecek, yaklaşık değerini hesaplayacak ve fonksiyonun bir grafiğini oluşturacaktır. Bunun ne anlama geldiğini anlıyor musunuz arkadaşlar?

Bu, bugün mevcut olan en güçlü veri işleme paketlerinden biri olduğu anlamına gelir. İsmin anlamı MatrisLaboratuvar. Matris Laboratuvarı, eğer Rusça . Programın yetenekleri matematiğin hemen hemen tüm alanlarını kapsamaktadır. Yani Matlab'ı kullanarak şunları yapabilirsiniz:

• Matrisler üzerinde her türlü işlemi gerçekleştirin, doğrusal denklemleri çözün, vektörlerle çalışın;
• Herhangi bir dereceden polinomların köklerini hesaplayın, polinomlar üzerinde işlemler gerçekleştirin, eğrilerin türevini alın, tahmin edin ve enterpolasyon yapın, herhangi bir fonksiyonun grafiklerini oluşturun;
• Dijital filtreleme, istatistiksel regresyon kullanarak verilerin istatistiksel analizini yapın;
• Diferansiyel denklemleri çözün. Kısmi türevlerde, doğrusal, doğrusal olmayan, sınır koşullarıyla - fark etmez, Matlab her şeyi çözer;
• Tamsayı aritmetik işlemlerini gerçekleştirin.

Tüm bunlara ek olarak MATLAB'ın yetenekleri, üç boyutlu grafikler oluşturmak ve animasyonlu videolar oluşturmak da dahil olmak üzere verileri görselleştirmenize olanak tanır.

Matlab'a ilişkin açıklamamız elbette tam olmaktan uzaktır. Üretici tarafından sağlanan yetenek ve işlevlere ek olarak, meraklılar veya diğer şirketler tarafından yazılmış çok sayıda Matlab aracı bulunmaktadır.

Bir programlama dili olarak MATLAB

Aynı zamanda programla çalışırken doğrudan kullanılan bir programlama dilidir. Detaylara girmeyeceğiz, sadece MATLAB'da yazılan programların iki tür olduğunu söyleyelim: işlevler ve komut dosyaları.

Programın ana çalışma dosyası M dosyasıdır. Bu sonsuz bir metin dosyasıdır ve hesaplamaların doğrudan programlandığı dosyadır. Bu arada bu kelimenin sizi korkutmasına izin vermeyin; MATLAB'da çalışmak için profesyonel bir programcı olmanıza gerek yok.

M dosyaları bölünmüştür

• M senaryoları. M betiği, M dosyasının en basit türüdür ve giriş veya çıkış argümanları yoktur. Bu dosya tekrarlanan hesaplamaları otomatikleştirmek için kullanılır.
• M fonksiyonları. M fonksiyonları, giriş ve çıkış argümanlarını kabul eden M dosyalarıdır.

MATLAB'da işin nasıl gerçekleştiğini net bir şekilde göstermek için aşağıda Matlab'da bir fonksiyon oluşturma örneğini veriyoruz. Bu fonksiyon vektörün ortalama değerini hesaplayacaktır.
F fonksiyon y = ortalama(x)
% AVERAGE Vektör elemanlarının ortalama değeri.
% ORTALAMA(X), burada X bir vektördür. Bir vektörün elemanlarının ortalamasını hesaplar.
% Giriş argümanı bir vektör değilse bir hata oluşturulur.
= boyut(x);
if (~((m == 1) | (n == 1)) | (m == 1 & n == 1))
error("Giriş dizisi bir vektör olmalıdır')
son
y = toplam(x)/uzunluk(x); % Gerçek hesaplama

Fonksiyon tanımlama satırı MATLAB'a dosyanın bir M fonksiyonu olduğunu söyler ve ayrıca giriş argümanlarının listesini belirtir. Böylece ortalama fonksiyonun tanım satırı şuna benzer:
fonksiyon y = ortalama(x)
Nerede:

1. fonksiyon - M fonksiyonunu tanımlayan anahtar kelime;
2. y - çıktı argümanı;
3. ortalama - işlev adı;
4. x giriş argümanıdır.

Yani Matlab'da fonksiyon yazmak için MATLAB sistemindeki her fonksiyonun aşağıdakine benzer bir fonksiyon tanımlama satırı içerdiğini unutmamanız gerekir.

Elbette bu kadar güçlü bir pakete sadece öğrencilerin hayatını kolaylaştırmak için ihtiyaç duyulmuyor. Şu anda MATLAB, bir yandan birçok bilim ve mühendislik alanındaki uzmanlar arasında oldukça popülerdir. Öte yandan büyük matrislerle çalışabilme yeteneği, MATLAB'ı finansal analistler için vazgeçilmez bir araç haline getirerek, örneğin iyi bilinen Excel'den çok daha fazla sorunu çözmelerine olanak tanıyor. Bununla ilgili daha fazla bilgiyi inceleme makalesinde okuyabilirsiniz.

MATLAB ile çalışmanın dezavantajları

MATLAB ile çalışmanın zorlukları nelerdir? Belki tek bir zorluk vardır. Ama temel. MATLAB'ın yeteneklerini tam olarak ortaya çıkarmak ve önünüze çıkan problemleri kolayca çözmek için çok çalışmanız ve önce Matlab'ın kendisini (dosya nasıl oluşturulur, nasıl fonksiyon oluşturulur vb.) anlamanız gerekecektir. Ve bu o kadar basit değil çünkü güç ve geniş fırsatlar fedakarlık gerektirir.

İstesek bile MATLAB'ın olduğunu söyleyemeyiz.basit bir program. Bununla birlikte, yukarıdakilerin tamamının, gelişimini sürdürmek için yeterli bir argüman olacağını umuyoruz.

Ve sonunda. Hayatınızdaki her şeyin neden bu şekilde gittiğini ve başka türlü gitmediğini bilmiyorsanız, bunu Matlab'a sorun. Komut satırına “neden” yazmanız yeterli. Cevap verecektir. Dene!

Artık Matlab'ın yeteneklerini biliyorsunuz. Eğitim alanında MATLAB, sayısal yöntemlerin ve doğrusal cebirin öğretilmesinde sıklıkla kullanılmaktadır. Laboratuvar çalışması sırasında yapılan bir deneyin sonuçlarını işlerken birçok öğrenci onsuz yapamaz. MATLAB ile çalışmanın temellerini hızlı ve verimli bir şekilde öğrenmek için, sorularınızı her zaman yanıtlamaya hazır olan bizimle her zaman iletişime geçebilirsiniz.

Paketin ana özellikleriMatlab

Paket Alet SetleriMatlab

Paketin yapısı ve çalışma pencereleriMatlab

Takım modunda çalışma

Bir programlama dilinin temel unsurlarıMatlab

1. Matlab paketinin ana özellikleri

MATLAB(“Matrix Laboratuvarı”nın kısaltması) teknik hesaplama problemlerini çözmeye yönelik uygulama programları paketidir ve bu pakette kullanılan aynı isimli programlama dilidir. MATLAB, 1.000.000'dan fazla mühendis ve bilim insanı tarafından kullanılmakta ve Linux, Mac OS, Solaris (Solaris R2010b'den itibaren artık desteklenmemektedir) ve Microsoft Windows dahil olmak üzere çoğu modern işletim sisteminde çalışmaktadır.

Hikaye. Bir programlama dili olarak MATLAB, 1970'lerin sonlarında New Mexico Üniversitesi'nde bilgisayar bilimleri bölümünün dekanı olan Cleve Moler tarafından geliştirildi. Geliştirmenin amacı, fakülte öğrencilerine Fortran'ı incelemeye gerek kalmadan Linpack ve EISPACK yazılım kütüphanelerini kullanma fırsatı vermekti. Yeni dil kısa sürede diğer üniversiteler arasında yayıldı ve uygulamalı matematik alanında çalışan bilim adamları tarafından büyük ilgiyle karşılandı. Fortran'da yazılmış ve açık kaynak olarak dağıtılan 1982 versiyonu hala internette bulunabilir. Mühendis John N. (Jack) Little, dille 1983 yılında Cleve Mowler'ın Stanford Üniversitesi'ne yaptığı ziyaret sırasında tanıştı. Yeni dilin büyük bir ticari potansiyele sahip olduğunu fark ederek Cleve Mowler ve Steve Bangert ile ekip kurdu. Birlikte MATLAB'ı C dilinde yeniden yazdılar ve onu daha da geliştirmek için 1984 yılında MathWorks şirketini kurdular. C dilinde yeniden yazılan bu kütüphaneler uzun süredir JACKPAC adı altında biliniyordu. MATLAB başlangıçta kontrol sistemi tasarımı için tasarlandı (John Little'ın uzmanlık alanı), ancak diğer birçok bilim ve mühendislik alanında hızla popülerlik kazandı. Ayrıca eğitimde, özellikle doğrusal cebir ve sayısal yöntemlerin öğretilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

MATLAB dilinin açıklaması. MATLAB dili üst düzeydir yorumlanmış programlama dili dayalı olanlar dahil matrisler veri yapıları, çok çeşitli işlevler, entegre bir geliştirme ortamı, nesne yönelimli yetenekler ve diğer programlama dillerinde yazılmış programlara yönelik arayüzler.

MATLAB'da yazılan programlar iki türdür: işlevler Ve Kodlar.

Fonksiyonların giriş ve çıkış argümanlarının yanı sıra ara hesaplama sonuçlarını ve değişkenlerini depolamak için kendi çalışma alanları vardır.

Komut dosyaları ortak bir çalışma alanı kullanır. Hem komut dosyaları hem de işlevler makine kodunda derlenmez ve metin dosyaları olarak kaydedilir.

Sözde kaydetmek de mümkündür önceden ayrıştırılmış programlar - makine tarafından çalıştırılmaya uygun bir biçimde işlenen işlevler ve komut dosyaları. Genel olarak bu tür programlar, özellikle de işlev grafik komutları içeriyorsa, normal programlardan daha hızlı çalışır.

MATLAB dilinin ana özelliği, dilin yaratıcılarının "vektörel düşün" sloganıyla ifade ettiği matrislerle çalışma konusundaki geniş yetenekleridir. Düşünmek vektörleştirilmiş).

MATLAB'ın uygulanması.

Matematik ve hesaplamalar. MATLAB, kullanıcıya veri analizi için matematiğin hemen hemen tüm alanlarını kapsayan çok sayıda (birkaç yüz) fonksiyon sağlar, özellikle:

Matrisler ve doğrusal cebir - matris cebiri, doğrusal denklemler, özdeğerler ve vektörler, tekillikler, matris çarpanlarına ayırma ve diğerleri.

Polinomlar ve enterpolasyon - polinomların kökleri, polinomlar üzerindeki işlemler ve bunların farklılaşması, eğrilerin enterpolasyonu ve ekstrapolasyonu ve diğerleri.

Matematiksel istatistik ve veri analizi - istatistiksel işlevler, istatistiksel regresyon, dijital filtreleme, hızlı Fourier dönüşümü ve diğerleri.

Veri işleme - çizim, optimizasyon, sıfır arama, sayısal entegrasyon (karesel olarak) ve diğerleri dahil olmak üzere bir dizi özel işlev.

Diferansiyel denklemler - diferansiyel ve diferansiyel-cebirsel denklemlerin çözümü, gecikmeli diferansiyel denklemler, kısıtlı denklemler, kısmi diferansiyel denklemler ve diğerleri.

Seyrek matrisler, özel uygulamalarda kullanılan MATLAB paketinin özel bir veri sınıfıdır.

Tamsayı aritmetiği - MATLAB'da tamsayı aritmetik işlemleri gerçekleştirme.

Algoritmaların geliştirilmesi. MATLAB, nesne yönelimli programlama kavramlarını kullanarak üst düzey algoritmalar da dahil olmak üzere algoritmalar geliştirmek için kullanışlı araçlar sağlar. Hata ayıklayıcı ve profil oluşturucu da dahil olmak üzere entegre bir geliştirme ortamının gerekli tüm araçlarına sahiptir. Tüm veri türleriyle çalışmaya yönelik işlevler, gerektiğinde mikro denetleyiciler ve diğer uygulamalar için algoritmalar oluşturmayı kolaylaştırır.

Veri goruntuleme. MATLAB paketi, üç boyutlu olanlar, görsel veri analizi ve animasyonlu videolar oluşturma dahil olmak üzere grafikler oluşturmak için çok sayıda fonksiyona sahiptir.

Gömülü geliştirme ortamı, düğmeler, giriş alanları ve diğerleri gibi çeşitli kontrollerle grafiksel kullanıcı arayüzleri oluşturmanıza olanak tanır.

Bağımsız Uygulamalar. MATLAB programları, hem konsol hem de GUI, bileşenler kullanılarak derlenebilir MATLAB Derleyicisi MATLAB'dan bağımsız yürütülebilir uygulamalara veya dinamik kitaplıklara dönüştürülebilir; ancak bunlar, diğer bilgisayarlarda çalışmak üzere serbestçe yeniden dağıtılabilir bir ortamın kurulumunu gerektirir. MATLAB Derleyici Çalışma Zamanı(MCR).

Dış arayüzler. MATLAB, diğer programlama dillerinde yazılmış harici rutinlere, Bileşen Nesne Modeli veya Dinamik Veri Değişimi teknolojileri aracılığıyla iletişim kuran verilere, istemcilere ve sunuculara ve MATLAB ile doğrudan iletişim kuran çevre birimlerine erişim için çeşitli arayüzler içerir. Bu yeteneklerin çoğu MATLAB API olarak bilinir.

COM. MATLAB, COM nesnelerini (hem istemciler hem de sunucular) oluşturmanıza, değiştirmenize ve silmenize olanak tanıyan işlevlere erişim sağlar. ActiveX teknolojisi de desteklenmektedir. Tüm COM nesneleri MATLAB paketinin özel bir COM sınıfına aittir. Otomasyon kontrolör fonksiyonlarına sahip tüm programlar (İngilizce) Otomasyon denetleyici) MATLAB'a otomasyon sunucusu olarak erişebilir. Otomasyon sunucu).

.AÇIK. Microsoft Windows'taki MATLAB, .NET Framework'e erişim sağlar. MATLAB ortamından .NET derlemelerini yüklemek ve .NET sınıfı nesnelerle çalışmak mümkündür. MATLAB sürüm 7.11 (R2010b), .NET Framework 2.0, 3.0, 3.5 ve 4.0 sürümlerini destekler.

DDE. MATLAB, Dinamik Veri Değişimi (DDE) teknolojisi aracılığıyla diğer Windows uygulamalarına erişmesine ve bu uygulamaların MATLAB verilerine erişmesine olanak tanıyan işlevler içerir. DDE sunucusu olabilecek her uygulamanın kendine özgü bir kimlik adı vardır. MATLAB için bu isim - Matlab.

Ağ hizmetleri. MATLAB'da web servis yöntemlerini çağırmak mümkündür. Özel işlev, web hizmeti API yöntemlerine dayalı bir sınıf oluşturur.

MATLAB, web servis istemcisinden gelen mesajları kabul ederek, işleyerek ve bir yanıt göndererek etkileşime girer. Aşağıdaki teknolojiler desteklenir: Basit Nesne Erişim Protokolü (SOAP) ve Web Hizmetleri Açıklama Dili (WSDL).

COM bağlantı noktası. MATLAB'ın seri port arayüzü, seri port (COM portu) aracılığıyla bilgisayara bağlanan modem, yazıcı ve bilimsel ekipman gibi çevresel cihazlara doğrudan erişim sağlar. Arayüz, seri port için özel bir sınıf nesnesi oluşturarak çalışır. Bu sınıfın mevcut yöntemleri, seri bağlantı noktasına veri okumanıza ve yazmanıza, olayları ve olay işleyicilerini kullanmanıza ve bilgisayar diskine gerçek zamanlı olarak bilgi yazmanıza olanak tanır. Bu, deneyler yaparken, gerçek zamanlı sistemleri simüle ederken ve diğer uygulamalar için gereklidir.

MEX dosyaları. MATLAB paketi, C ve Fortran'da yazılmış harici uygulamalarla etkileşim kurmak için bir arayüz içerir. Bu etkileşim MEX dosyaları aracılığıyla gerçekleştirilir. MATLAB'dan C veya Fortran'da yazılan rutinleri sanki paketin yerleşik işlevleriymiş gibi çağırmak mümkündür. MEX dosyaları, MATLAB'da yerleşik yorumlayıcı tarafından yüklenebilen ve yürütülebilen dinamik bağlantı kitaplıklarıdır. MEX prosedürleri aynı zamanda yerleşik MATLAB komutlarını çağırma özelliğine de sahiptir.

DLL. MATLAB genel DLL arayüzü, ortak dinamik bağlantı kitaplıklarında bulunan işlevleri doğrudan MATLAB'dan çağırmanıza olanak tanır. Bu işlevlerin bir C arayüzü olması gerekir.

Ayrıca MATLAB, paketin fonksiyonlarının C ile yazılmış harici uygulamalarda kullanılmasına olanak tanıyan bir C arayüzü aracılığıyla yerleşik fonksiyonlarına erişme yeteneğine sahiptir. MATLAB'daki bu teknolojiye denir. C Motoru.

Alternatif paketler. Sayısal analiz problemlerini çözmek için çok sayıda yazılım paketi bulunmaktadır. Bu paketlerin çoğu ücretsiz yazılımdır.

Programlama dili seviyesinde MATLAB ile uyumlu:

İşlevsellik açısından benzer:

APL ve onun soyundan gelenler: örneğin J

Python, Python(x,y) yazılım paketinin yanı sıra NumPy, SciPy ve matplotlib gibi kitaplıklarla birlikte kullanıldığında benzer yetenekleri uygular.

IDL(İngilizce) İnteraktif Veri Dil Bir zamanlar MATLAB'ın ticari rakibi olan interaktif veri tanımlama dili, sayısal analiz yazılımındaki pazar payı keskin bir şekilde düşmesine rağmen artık birçok uygulama alanında ciddi bir rakip olmaya devam ediyor.

Sun Microsystems tarafından oluşturulan bir programlama dili olan Fortress, Fortran'ın soyundan gelir ancak onunla uyumlu değildir.

Sayısal analiz için büyük projeler geliştirmek gerekiyorsa statik tiplemeyi ve modüler yapıyı destekleyen genel amaçlı programlama dillerini kullanmak mümkündür. Örnekler Modula-3, Haskell, Ada, Java'yı içerir. Bu durumda bilim ve mühendislik ortamında bilinen özel kütüphanelerin kullanılması tavsiye edilir.

2. Matlab araç kutuları

Matlab'da, özel program gruplarına önemli bir rol verilmektedir. alet kutuları. Araç kutuları, belirli bir sorun sınıfını çözmek için MATLAB'da yazılmış kapsamlı bir işlevler (m dosyaları) koleksiyonudur. Mathworks, aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok alanda kullanılan araç kitleri sağlar:

Dijital sinyal, görüntü ve veri işleme: DSP Araç Kutusu, Görüntü İşleme Araç Kutusu, Dalgacık Araç Kutusu, İletişim Araç Kutusu, Filtre Tasarımı Araç Kutusu- sinyal ve görüntü işleme, dijital filtrelerin tasarımı ve iletişim sistemleri ile ilgili çok çeşitli sorunların çözülmesine olanak tanıyan işlev setleri.

Kontrol sistemleri: Kontrol Sistemleri Araç Kutusu, µ-Analiz ve Sentez Araç Kutusu, Sağlam Kontrol Araç Kutusu, Sistem Tanımlama Araç Kutusu, LMI Kontrol Araç Kutusu, Model Tahmine Dayalı Kontrol Araç Kutusu, Model Tabanlı Kalibrasyon Araç Kutusu- sağlam kontrol, H∞-kontrol, LMN-sentezi, µ-sentezi ve diğerleri gibi modern kontrol algoritmaları dahil olmak üzere dinamik sistemlerin analizini ve sentezini, kontrol sistemlerinin tasarımını, modellenmesini ve tanımlanmasını kolaylaştıran fonksiyon setleri.

Finansal analiz: GARCH Araç Kutusu, Sabit Gelirli Araç Kutusu, Finansal Zaman Serisi Araç Kutusu, Finansal Türevler Araç Kutusu, Finansal Araç Kutusu, Veri Besleme Araç Kutusu- çeşitli finansal bilgileri hızlı ve verimli bir şekilde toplamanıza, işlemenize ve aktarmanıza olanak tanıyan işlevler kümesi.

Üç boyutlu olanlar da dahil olmak üzere coğrafi haritaların analizi ve sentezi: Haritalama Araç Kutusu.

Deneysel verilerin toplanması ve analizi: Veri Toplama Araç Kutusu, Görüntü Toplama Araç Kutusu, Cihaz Kontrol Araç Kutusu, Code Composer Studio bağlantısı- deneyler sırasında elde edilen verileri gerçek zamanlı da dahil olmak üzere kaydetmenize ve işlemenize olanak tanıyan işlev setleri. Çok çeşitli bilimsel ve mühendislik ölçüm ekipmanları desteklenmektedir.

Verilerin görselleştirilmesi ve sunumu: Sanal Gerçeklik Araç Kutusu- sanal gerçeklik teknolojilerini ve VRML dilini kullanarak etkileşimli dünyalar oluşturmanıza ve bilimsel bilgileri görselleştirmenize olanak tanır.

Geliştirme araçları: COM için MATLAB Oluşturucu, Excel için MATLAB Oluşturucu, NET için MATLAB Oluşturucu, MATLAB Derleyicisi, Filtre Tasarımı HDL Coder- MATLAB ortamından bağımsız uygulamalar oluşturmanıza olanak tanıyan işlev kümeleri.

Harici yazılım ürünleriyle etkileşim: MATLAB Rapor Oluşturucu, Excel Bağlantısı, Veritabanı Araç Kutusu, MATLAB Web Sunucusu, ModelSim bağlantısı- verileri diğer programların çalışabileceği şekilde kaydetmenize olanak tanıyan işlev setleri.

Veri tabanı: Veritabanı Araç Kutusu- veritabanlarıyla çalışmaya yönelik araçlar.

Bilim ve Matematik Paketleri: Biyoenformatik Araç Kutusu, Eğri Uydurma Araç Kutusu, Sabit Nokta Araç Kutusu, Bulanık Mantık Araç Kutusu, Genetik Algoritma ve Doğrudan Arama Araç Kutusu, OPC Araç Kutusu, Optimizasyon Araç Kutusu, Kısmi Diferansiyel Denklem Araç Kutusu, Spline Araç Kutusu, İstatistik Araç Kutusu, RF Araç Kutusu- Genetik algoritmaların geliştirilmesi, kısmi türev problemlerinin çözümü, tamsayı problemleri, sistem optimizasyonu ve diğerleri de dahil olmak üzere çok çeşitli bilimsel ve mühendislik problemlerinin çözülmesine olanak tanıyan özel matematiksel işlevler kümesi.

Nöral ağlar: Sinir Ağı Araç Kutusu- sinir ağlarının sentezi ve analizi için araçlar.

Bulanık mantık: Bulanık Mantık Araç Kutusu- Bulanık kümelerin oluşturulması ve analiz edilmesi için araçlar.

Sembolik hesaplamalar: Sembolik Matematik Araç Kutusu- Maple programının sembolik işlemcisi ile etkileşime girme yeteneğine sahip sembolik hesaplamalar için araçlar.

Yukarıdakilere ek olarak diğer şirketler ve meraklılar tarafından yazılmış binlerce MATLAB araç seti daha bulunmaktadır.

Özelliklere genel bakış

İngilizce'den MatLab. Matrix Laboratuvarı, hem mühendislik ve teknik hesaplama problemlerinin çözümüne yönelik uygulama programları paketi, hem de bu pakette kullanılan aynı isimli programlama dilidir.

MatLab, Linux, Mac OS, Solaris ve Microsoft Windows dahil çoğu modern işletim sisteminde kullanılmak üzere uyarlanmıştır.

MATLAB bir programlama dili olarak 1970'lerin sonlarında Cleve Moler tarafından geliştirildi. Geliştirmenin amacı, fakülte öğrencilerine Fortran'ı incelemeye gerek kalmadan Linpack ve EISPACK yazılım kütüphanelerini kullanma fırsatı vermekti. Daha sonra Mowler, J. Little ve S. Bangert ile birlikte MATLAB'ı C dilinde yeniden yazdı ve onu daha da geliştirmek için 1984 yılında The MathWorks şirketini kurdu. MATLAB başlangıçta kontrol sistemi tasarımı için tasarlandı, ancak diğer birçok bilim ve mühendislik alanında hızla popülerlik kazandı. Ayrıca eğitimde, özellikle doğrusal cebir ve sayısal yöntemlerin öğretilmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Modern MatLab, ana veri öğesinin bir dizi olduğu etkileşimli bir sistemdir. Bu, matrisler ve vektörler üzerindeki işlemleri yoğun bir şekilde kullanan sayısal yöntemleri, C, C++, Fortran vb. "skaler" programlama dillerinde benzer programlar yazarken olduğundan birkaç kat daha hızlı bir şekilde programlı olarak uygulamanıza olanak tanır.

MatLab'ın önemli bir avantajı, deneyimli kullanıcıların kodu değiştirmesine, geliştirmesine veya görevlerine uyarlamasına olanak tanıyan fonksiyon kodunun açıklığıdır. Bir programlama dili olarak MatLab, Fortran'ın basitliğini ve C'nin esnekliğini birleştirir, ancak resmi açıdan MatLab tercüman. MatLab API'nin, C ve Fortran'da yazılmış programlarla iletişim kurduğuna ve bunun MatLab işlevlerini C\Fortran kodundan (veya tam tersi) çağırmanıza olanak tanıdığına dikkat edilmelidir.

MatLab, 2 ve 3 boyutlu verileri görselleştirmek için kapsamlı yeteneklere sahiptir. Üst düzey grafik işlevleri ve grafiksel arayüz, yüksek kaliteli görüntüler sağlarken kullanıcının çabasını minimuma indirir. Ayrıca, sistemin grafik yeteneklerini daha da genişleten "ileri düzey" kullanıcılar için düşük seviyeli işlevlere erişim de mevcuttur.

MatLab paketi Math Works tarafından on yıldan fazla bir süre önce oluşturuldu. Yüzlerce bilim insanı ve programcının çalışmaları, yeteneklerini sürekli olarak genişletmeyi ve temel algoritmaları geliştirmeyi amaçlıyor. Şu anda MatLab, insan faaliyetinin çeşitli alanlarında ortaya çıkan sorunları çözmek için güçlü ve evrensel bir araçtır.
MatLab 6.x, MatLab 7 çalışma ortamı, MatLab'ın birçok yardımcı elemanına erişim için uygun bir arayüze sahiptir.
MatLab 6.x'i başlattığınızda çalışma ortamı ekranda belirir , Şekil 2'de gösterilmiştir. 1.

Pirinç. 1. MatLab 6.x paketinin çalışma ortamı

Bu ders matlab'da çalışmanın (giriş) temellerini öğretir.

Çalışma ortamı aşağıdaki unsurları içerir:

Menü;
- düğmeleri ve açılır listeyi içeren araç çubuğu;
- sekmeli pencere Öğle yemeği Ped Ve Çalışma alanıçeşitli ToolBox modüllerine ve çalışma ortamının içeriğine kolayca erişebileceğiniz;
- sekmeli pencere Emretmek Tarih Ve Akım Dizin,önceden girilen komutları görüntülemek ve yeniden çağırmak ve ayrıca geçerli dizini ayarlamak için tasarlanmıştır;
- komut penceresi Emretmek Pencere yanıp sönen bir imleç içeren bir komut satırıyla;
- durum çubuğu.

Bu laboratuvarda açıklanan tüm komutların komut istemine yazılması gerekir. Örneklerde verilen komut satırı istemini gösteren sembolün kendisinin yazılmasına gerek yoktur. Çalışma alanını görüntülemek için kaydırma çubuklarını veya tuşlarını kullanmak uygundur , sola veya sağa hareket etmek ve , Yukarı veya aşağı hareket etmek için. Tuşları kullanma hakkında , , , devamı söylenecektir. Aniden, komut penceresinin çalışma alanında dolaştıktan sonra, yanıp sönen imlecin bulunduğu komut satırı kaybolursa, tıklamanız yeterlidir. .
Herhangi bir komut veya ifadeyi yazmanın bir tuşa basılmasıyla bitmesi gerektiğini unutmamak önemlidir. MatLab programının bu komutu yürütmesi veya ifadeyi değerlendirmesi için.

Not 1

MatLab 6.x çalışma ortamında anlatılan pencerelerden bazıları eksikse menüye gitmelisiniz. Görüş uygun öğeleri seçin: Komut Penceresi, Komut Geçmişi, Geçerli Dizin, Çalışma Alanı, Başlatma Paneli.

2.1. Aritmetik hesaplamalar

MatLab'ın yerleşik matematik işlevleri, çeşitli ifadelerin anlamlarını bulmanızı sağlar. MatLab, sonucun çıktı formatını kontrol etme yeteneği sağlar. İfadeleri değerlendirmeye yönelik komutlar, tüm üst düzey programlama dillerinin biçim özelliğine sahiptir.

2.1.1. Basit hesaplamalar

Komut satırına 1+2 yazın ve tuşuna basın . Sonuç olarak MatLab komut penceresi aşağıdakileri görüntüler:

» 1+2
cevap =
3
» |

MatLab programı ne yaptı? Önce 1+2 toplamını hesapladı, ardından sonucu özel bir değişken olan ans'a yazdı ve 3'e eşit olan değerini komut penceresinde gösterdi. Yanıtın altında, MatLab'ın daha sonraki hesaplamalar için hazır olduğunu gösteren, yanıp sönen bir imlecin bulunduğu bir komut satırı bulunur. Komut satırına yeni ifadeler yazabilir ve anlamlarını bulabilirsiniz.

Önceki ifadeyle çalışmaya devam etmeniz gerekiyorsa, örneğin hesapla (1+2)/4.5), o zaman en kolay yol, ans değişkeninde saklanan mevcut sonucu kullanmaktır. Komut satırına ans/4.5 yazın (ondalık sayılar girerken nokta kullanılır) ve tuşuna basın , ortaya çıkıyor:

» cevap/4.5
cevap =
0.6667
» |

Not 2

Hesaplama sonuçlarının çıktı olarak alınacağı form, MatLab'da ayarlanan çıktı formatına bağlıdır. Aşağıda temel çıktı formatlarının nasıl ayarlanacağı açıklanmaktadır.

2.1.2. Hesaplama sonucu çıktı formatları

Sonucun gerekli çıktı formatı kullanıcı tarafından MatLab menüsünden belirlenir. Menüden seç Dosya paragraf Tercihler Ekranda bir iletişim kutusu görünecektir TercihlerÇıktı formatını ayarlamak için sol paneldeki listede öğenin seçildiğinden emin olun Emretmek Pencere. Format açılır listeden ayarlanır Sayısal biçim paneller Metin görüntülemek.
Şimdilik yalnızca en sık kullanılan formatları analiz edeceğiz. Seçme kısa açılır listede Sayısal biçim MatLab 6.x'te. Tamam'ı tıklatarak iletişim kutusunu kapatın. Hesaplama sonuçlarının çıktısı için kısa kayan nokta formatı artık kısa olarak ayarlanmıştır; bu, ekranda yalnızca ondalık noktadan sonraki dört rakamı görüntüler. Komut satırına 100/3 yazıp tuşuna basın .
Sonuç kısa formatta görüntülenir:

» 100/3
cevap =
33.3333

Bu çıktı formatı, farklı bir format ayarlanmadığı sürece sonraki tüm hesaplamalar için korunacaktır. Lütfen MatLab'da çok büyük veya küçük bir sayı görüntülerken sonucun kısa formata uymamasının mümkün olduğunu unutmayın. 100000/3'ü hesaplayın, sonuç üstel biçimde yazdırılır:

» 100000/3
cevap =
Z.ZZZZe+004

1/3000'i bulurken de aynı şey olacak:

» 1/3000
cevap =
Z.ZZZZe-004

Ancak daha sonraki hesaplamalar sırasında başlangıç ​​format ayarı korunur; küçük sayılar için sonuç yine kısa formatta görüntülenir.

Önceki örnekte, MatLab paketi hesaplama sonucunun çıktısını üstel form. 3.3333e-004 girişi, 3.3333*10-4 veya 0.00033333 anlamına gelir. Benzer şekilde ifadelere sayıları yazabilirsiniz. Örneğin 10e9 veya l.0e10 yazmak 1000000000 yazmaktan daha kolaydır ve sonuç aynı olacaktır. Giriş sırasında sayılar ile e sembolü arasında boşluk bırakılmasına izin verilmez, çünkü bu bir hata mesajıyla sonuçlanacaktır:

» 10 e9
??? 10 e9

Hesaplama sonucunu daha doğru almak istiyorsanız açılır listeden seçim yapmalısınız. uzun. Sonuç, ondalık noktadan sonra on dört basamaklı uzun kayan nokta formatında görüntülenecektir. Formatlar kısa e Ve uzun e sonucu, virgülden sonra sırasıyla dört ve on beş haneli üstel biçimde görüntülemek üzere tasarlanmıştır. Formatlar hakkında bilgi, komut satırına format argümanıyla yardım yazılarak elde edilebilir:

Komut penceresinde her formatın bir açıklaması görünür.

Format komutunu kullanarak çıktı formatını doğrudan komut satırından ayarlayabilirsiniz. Örneğin, hesaplama sonuçlarının çıktısını almak amacıyla uzun kayan nokta formatını ayarlamak için komut satırına format long e komutunu girin:

» uzun biçim
» 1.25/3.11
cevap =
4.019292604501608е-001

Yardım formatı komutunun format adlarını büyük harflerle görüntülediğini unutmayın. Ancak girilmesi gereken komut küçük harflerden oluşmaktadır. Yerleşik yardımın bu özelliğine alışmak biraz zaman alır. MatLab büyük ve küçük harfleri birbirinden ayırır. Bir komutu büyük harflerle yazmaya çalışmak hatayla sonuçlanacaktır:

» FORMAT UZUN E
??? UZUN FORMATLA.
Operatör, virgül veya noktalı virgül eksik.

Sonucun daha rahat algılanması için MatLab, hesaplamaların sonucunu hesaplanan ifadeden bir satır sonra görüntüler. Ancak bazen ekrana daha fazla satır yerleştirmek uygun olabilir ve bunun için radyo düğmesini seçmeniz gerekir. kompakt (Dosya, Sayısal görüntülemek) açılır listeden. Boş satırların eklenmesi seçilerek sağlanır. gevşetmek açılır listeden Sayısal görüntülemek.

Not 3

MatLab tüm ara hesaplamaları çift ​​​​hassasiyet, hangi çıktı formatının ayarlanmış olduğu önemli değildir.

2.2. Temel İşlevleri Kullanma

Aşağıdaki ifadeyi değerlendirmek istediğinizi varsayalım:

Bu ifadeyi MatLab kurallarına göre komut satırına girin ve tuşuna basın. :

» exp(-2.5)*log(11.3)^0.3-sqrt((sin(2.45*pi)+cos(3.78*pi))/tan(3.3))

Yanıt komut penceresinde görüntülenir:

cevap =
-3.2105

İfadeyi girerken üs, doğal logaritma, karekök ve trigonometrik fonksiyonları hesaplamak için MatLab'ın yerleşik fonksiyonları kullanılır. Hangi yerleşik temel işlevler kullanılabilir ve bunlara nasıl çağrılır? Komut satırına help eifun komutunu yazın; tüm yerleşik temel işlevlerin bir listesi, kısa açıklamalarıyla birlikte komut penceresinde görüntülenecektir. İşlev bağımsız değişkenleri parantez içine alınır ve işlev adları küçük harflerle yazılır. Numara girmek için ben komut satırına pi yazmanız yeterli.

MatLab'daki aritmetik işlemler çoğu programlama diline özgü olağan sırayla gerçekleştirilir:

Üs alma ^;
- Çarpma ve bölme *, /;
- toplama ve çıkarma +, -.

Aritmetik operatörlerin yürütülme sırasını değiştirmek için parantez kullanın.
Şimdi bir öncekine benzer bir ifadenin değerini değerlendirmek istiyorsanız, örneğin

o zaman komut satırına tekrar yazmanıza gerek yoktur. MatLab'ın girilen tüm komutları hatırlamasının avantajından yararlanabilirsiniz. Bunları komut satırına yeniden girmek için tuşları kullanın. , . Aşağıdaki adımları kullanarak bu ifadeyi değerlendirin.

1. tuşuna basın<­>ve önceden girilen ifade komut satırında görünecektir.
2. Eksi işaretini artı işaretiyle ve karekökü kare alarak değiştirerek gerekli değişiklikleri yapın (ifadeyle aynı çizgide ilerlemek için tuşlarını kullanın) , , , ).
3. Değiştirilen ifadeyi tıklatarak değerlendirin .

Görünüşe göre

»exp(-2.5)*log(11.3)^0.3+((sin(2.45*pi)+cos(3.78*pi))/tan(3.3))^2
cevap =
121.2446

Daha doğru sonuç almak istiyorsanız format long e komutunu çalıştırıp ardından tuşuna basmalısınız.<­>gerekli ifade komut satırında görünene kadar ve tuşuna basarak hesaplayın. .

» uzun biçim
» exp(-2.5)*log(11.3)^0.3+((sin.(2.45*pi)+cos(3.78*pi))/tan(3.3))^2
cevap =
1.212446016556763e+002

Son bulunan ifadenin sonucunu, yeniden hesaplamaya gerek kalmadan farklı bir formatta çıktı olarak alabilirsiniz. Kısa komutla formatı değiştirmeli ve ardından ans değişkeninin değerine komut satırına yazıp tuşuna basarak bakmalısınız. :

» kısa biçim
» cevap
cevap =
121.2446

MatLab 6.x çalışma ortamında, önceden girilen komutları çağırmak için kullanışlı bir araç vardır - bir pencere Emretmek Tarih takım geçmişiyle. Komut geçmişi, MatLab 6.x ile yapılan her çalışma oturumunun saatini ve tarihini içerir. Bir pencereyi etkinleştirmek için Emretmek Tarih Aynı ada sahip sekmeyi seçmelisiniz. Penceredeki geçerli komut mavi arka planda gösterilir. Penceredeki herhangi bir komuta sol fare tuşuyla tıklarsanız, bu komut geçerli komut olur. MatLab'da çalıştırmak için fareye çift tıklamanız veya tuşları kullanarak komutun bulunduğu satırı seçmeniz gerekir. , ve tuşuna basın . Ekstra komut pencereden kaldırılabilir. Bunu yapmak için, onu güncel hale getirmeniz ve tuşunu kullanarak silmeniz gerekir. . Klavye kısayolunu kullanarak ardışık birkaç komut seçebilirsiniz +, +ve bunları kullanarak yürütün veya tuşuyla silin . Sıralı komutların seçilmesi, farenin sol tuşuyla aynı anda tuş basılı tutularak yapılabilir. . Komutlar birbirini takip etmiyorsa, bunları seçmek için tuşu basılı tutarken farenin sol düğmesini kullanmalısınız. .

Bir pencere alanına sağ tıkladığınızda Emretmek Tarih Bir açılır menü görünür. Bir öğe seçin Sora komutun Windows arabelleğine kopyalanmasına neden olur. Yardımla Değerlendirmek Seçim işaretli komut grubunu çalıştırabilirsiniz. Geçerli komutu silmek için öğeyi kullanın Silmek Seçim. D Geçerli komuttan önceki tüm komutları silmek için - Silmek ile seçim, tüm komutları silmek için - Silmek Bütün Tarih.

Hesaplamalarda sıfıra bölme gibi çoğu programlama dilinde hatayla sonuçlanan bazı istisnalar olabilir. MatLab'da pozitif bir sayıyı sıfıra böldüğünüzde sonuç inf (sonsuz) olur ve negatif bir sayıyı sıfıra böldüğünüzde sonuç -inf (eksi sonsuz) olur ve bir uyarı verilir:

» 1/0
Uyarı: Sıfıra bölün.
cevap =
Bilgi

Sıfırın sıfıra bölünmesi NaN (sayı değil) sonucunu verir ve ayrıca bir uyarı oluşturur:

» 0/0
Uyarı: Sıfıra bölün.
cevap =
NaN

Hesaplarken örneğin sqrt(-1) , herhangi bir hata veya uyarı oluşmaz. MatLab otomatik olarak karmaşık sayıların alanına geçer:

»sqrt(-1.0)
cevap =
0 + l.0000i

Hangi yerleşik ilkel işlevlerin kullanılabileceğini ve bunları nasıl çağıracağınızı nasıl anlarsınız? Komutu komut satırına yazın eifun'a yardım et ve tüm yerleşik temel işlevlerin bir listesi kısa açıklamalarıyla birlikte komut penceresinde görüntülenir.