ДЕРЖАВНИЙ Інженерний університет Вірменії
MATLAB
НАВЧАЛЬНИЙ ПОСІБНИК
Гаспарян Олег Миколайович
д.т.н, с.н.с
2005
ЗМІСТ
Система математичних розрахунків MATLAB 4
Робочий стіл (desktop) системи MATLAB 5
Загальні властивості і можливості робочого столу MATLAB 5
Отримання довідок (Getting Help) 7
Робоче простір системи MATLAB 13
Перегляд і редагування масивів даних за допомогою 13
редактора Array Editor 16
Шляхи доступу системи MATLAB 18
Операції з файлами 20
Дуальність (подвійність) команд і функцій 23
Дії над матрицями в системі MATLAB 24
Двокрапка (Colon) 28
Рішення систем лінійних рівнянь 30
Ступені матриць та матричні експоненти 35
Власні значення і власні вектори 37
Поліноми і інтерполяція 41
Аналіз даних і статистика 50
Багатовимірні Масиви 65
створення багатовимірного Масивів 66
Організація та зберігання даних 74
Масиви структур 75 </p>
Масиви осередків 86
Програмування на MATLAB-е 97
Типи даних 108
Команди керування даними ( Flow Control) 114
Додаток 1. Тематичні напрямки системи MATLAB 121
Додаток 2 . Команди загального призначення
(General purpose commands) 123
Додаток 3. Оператори і спеціальні символи 126
Додаток 4. Елементарні математичні функції
(Elementary math functions). 127
Додаток 5. Елементарні матриці та операції над ними
(Elementary matrices and matrix manipulation)
Додаток 6. - Матричні функції і лінійна алгебра
(Matrix functions - numerical linear algebra) 129
Додаток 7. Поліноми < b> і інтерполяція
( Interpolation and polynomials) 132
Додаток 8. Аналіз даних і перетворення Фур'є
(Data analysis and Fourier transforms) 133
Додаток 9. Функції обробки символьних рядків
(Character strings) 135
Довідник по базових функцій
системи MATLAB 137
Система математичних розрахунків MATLAB
Система MATLAB (скорочення від MATrix LABoratory - Матрична лабораторія) розроблена фірмою The MathWorks, Inc. (США, г.Нейтік, шт. Массачусетс) і є інтерактивною системою для виконання інженерних та наукових розрахунків, яка орієнтована на роботу з масивами даних. Система використовує математичний співпроцесор і допускає звернення до програм, написаним на мовах Fortran, C і C + + .
Найбільш відомі області застосування системи MATLAB:
В· математика і обчислення;
В· розробка алгоритмів;
В· обчислювальний експеримент, імітаційне моделювання;
В· аналіз даних, дослідження та візуалізація результатів;
В· наукова та інженерна графіка;
В· розробка додатків, включаючи графічний інтерфейс
користувача.
MATLAB - це інтерактивна система, основним об'єктом якої є масив, для якого не потрібно вказувати розмірність явно. Це дозволяє вирішувати багато обчислювальні завдання, пов'язані з векторно-матричними формулюваннями, істотно скорочуючи час, необхідний для програмування на скалярних мовах типу Fortran або C. Будучи орієнтованою на роботу з реальними даними, ця система виконує всі обчислення в арифметиці з плаваючою точкою, на відміну від систем комп'ютерної алгебри REDUCE, MACSYMA, DERIVE, Maple, Mathematica, Theorist, де переважає цілочисельне уявлення і символьна обробка даних.
Система MATLAB - Це одночасно і операційне середовище і мова програмування. Одна з найбільш сильних сторін системи полягає в тому, що на мові MATLAB можуть бути написані програми для багаторазового використання. Користувач може сам написати спеціалізовані функції і програми, які оформляються у вигляді М-файлів. У міру збільшення кількості створених програм виникають проблеми їх класифікації і тоді можна спробувати зібрати споріднені функції в спеціальні папки. Це призводить до концепції пакетів прикладних програм (Application Toolboxes або просто Toolboxes), які являють собою колекції М-файлів для вирішення певної задачі або проблеми.
В Насправді Toolboxes - це щось велике, ніж просто набір корисних функ-цій; часто це результат роботи багатьох дослідників по всьому світу, які об'єднуються в групи по самим різним інтересам, починаючи від нейтронних мереж, диференціальних рівнянь в приватних похідних, сплайн-апроксимації, статистики і розмитих множин до проектування робастних систем керування, теорії сигналів, ідентифікації, а також моделювання лінійних і нелінійних динамічних систем за допомогою виключно ефективного пакету SIMULINK. Саме тому пакети прикладних програм MATLAB Application Toolboxes, входять до складу сімейства продуктів MATLAB, дозволяють знаходитися на рівні найсучасніших світових досягнень у різних галузях науки і техніки.
Виклик і вихід з MATLAB
Виклик MATLAB-а . Для виклику системи MATLAB потрібно подвійне натискання на іконку в робочому столі Windows. При інсталяції MATLAB-а стартовою директорією по благаючи-чанію є $ matlabroot work, де $ matlabroot є директорія, де встановлені файл-и системи MATLAB.
При виклику, система MATLAB автоматично виконує головний М-файл (master M-file) matlabrc.m., і файл startup.m (Есді останній існує). Файл matlabrc.m , які розташований в директорії local , зарезервований фірмою The MathWorks, а в многопользова-нізації системах може бути використаний також системним менеджером. Файл startup.m призначений для завдання ряду стартових опцій (Можливостей) за бажанням користувача. Ви можете змінити вихідні шляху доступу (див. далі), ввести заздалегідь певні змінні в робочий простір, змінити поточну директорію і т.д. Стартовий файл startup.m слід ввести в директорію $ matlabroot toolbox local (більш докладно з даними питанням можна ознайомитися в довідкових посібниках з MATLAB-у).
Вихід з MATLAB-а. Для закінчення сеансу роботи з MATLAB слід вибрати опцію Exit MATLAB (Вихід з MATLAB) в меню File на робочому столі MATLAB-а, або надруковані-тать quit (Вихід) в командному вікні Command Window.
При виході, MATLAB виконує спеціальний файл finish.m , що відноситься до типу Сценарій-ев (див. далі), якщо тільки даний файл існує в поточній директорії або де-небудь на шляху доступу системи MATLAB. Файл finish.m створюється користувачем. Він повинен містити функції або операції, які користувач бажає автоматично виконати при виході з системи MATLAB, наприклад, такі як збереження робочого простору або виклик діалогового вікна, запитувача підтвердження виходу. У зазначеній вище дирек-торії $ matlabroot toolbox local маються два файли, які користувач може викори-стовувати в якості зразка при створенні свого файлу finish.m :
• finishsav.m - Включає функцію save , що приводить до автоматичного запам'ятовування робо-чого простору при виході з MATLAB-а.
• finishdlg.m - Ви...