Основы работы в matlab. В матлабе


MATLAB - высокоуровневый язык технических расчетов

MATLAB предоставляет инструменты для получения, анализа и визуализации данных, позволяющие исследовать проблему быстрее, чем это возможно с помощью электронных таблиц или традиционных языков программирования. Также вы можете документировать результаты в виде графиков, отчётов или публикации кода MATLAB.

Доступ к данным MATLAB позволяет вам получать доступ к данным из файлов, других приложений, баз данных, внешних устройств. Вы можете читать данные из файлов таких популярных форматов как Microsoft Excel, текстовых или двоичных файлов, изображений, аудио и видео файлов, научных форматов (netCDF и HDF). Функции ввода-вывода позволяют работать с файлами данных любых форматов. Используя расширения MATLAB можно получать данные с различных устройств, таких как последовательный порт компьютера или звуковая карта, а также потоковые данные в реальном времени с измерительных устройств непосредственно в MATLAB для анализа и визуализации. Помимо того, вы можете управлять такими приборами, как осциллографы, анализаторы сигналов и генераторы колебаний специальной формы.

Анализ данных MATLAB позволяет управлять, фильтровать и осуществлять предварительную обработку данных. Вы можете исследовать данные для нахождения трендов, проверки гипотез, построения описательных моделей. В MATLAB включены функции для фильтрации, сглаживания, свёртки и быстрого преобразования Фурье (FFT). Продукты-расширения включают возможности подбора кривых и поверхностей, многомерной статистики, спектрального анализа, анализа изображений, идентификации систем и другие инструменты анализа.

Визуализация данных MATLAB предоставляет набор встроенных функций построения 2D и 3D графиков, а также функции объёмной визуализации. Вы можете использовать эти функции для визуализации и как средство представления обрабатываемой информации. Графики могут быть созданы как интерактивно, так и программно. В галерее графиков MATLAB есть примеры множества способов представления данных графически. Для каждого примера можно посмотреть и скачать исходный код для использования в ваших приложениях MATLAB.

matlab.ru

Основы работы в matlab

33

М ИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Филиал в г. Сызрани

Методические указания к лабораторной работе

Составители: Митришкина М.Е.,

Тамьярова М.В., Тамьяров А.В.

Сызрань 2006

ОСНОВЫ РАБОТЫ В MATLAB

Цель работы – изучение функциональных возможностей математического пакета MATLAB и приобретение навыков практической работы по вводу и редактированию формул и выполнению элементарных вычислений.

Окно программы

Запуск программы MATLAB производится нажатием кнопки Пуск/Программы/MATLAB Release 12/MATLAB R 12.

!! Запустите программу MATLAB.

При запуске MATLAB на экране появляется командное окно MATLAB Command Window.Окно MATLAB Command Window состоит из следующих основных элементов:

  • меню;

  • панели с кнопками;

  • рабочей области с командной строкой, в которой находится мигающий вертикальный курсор;

  • строки состояния.

Рабочее пространство и численные расчеты в МАТLАВ

Рабочее пространство МАТLАВ

Общение пользователя с программой происходит с помощью команд, набираемых в командной строке. Командная строка системы МАТLАВ начинается со знака приглашения »(рrоmpt), после которого можно записать любое алгебраическое выражение, т.е. выражение, состоящее из чисел, имен переменных и знаков операций. Для того чтобы увидеть результат вычисления математического выра­жения, которое вводится после знака », нужно нажать клавишу Еntеr. После вычисления в нижней части экрана появится строка для ввода новых данных, которая также начи­нается со знака приглашения.

!! Введите на поле нового документа 3+5 и нажмите Еntеr.

Что сделала программа MATLAB? Сначала она вычислила сумму 3+5, затем записала результат в специальную системную переменную ans и вывела ее значение, равное 8, в командное окно. Ниже ответа расположена командная строка с мигающим курсором, обозначающая, что MATLAB готова к дальнейшим вы­числениям. Можно набирать в командной строке новые выражения и нахо­дить их значения.

Если требуется продолжить работу с предыдущим выражением, например, вычислить (3+5)/4, то проще всего воспользоваться уже имеющимся ре­зультатом, который хранится в переменной ans.

!! Наберите в командной строке ans/4 и нажми­те Enter.

!! Присвойте переменной a полученный результат.

Для того чтобы ввести в строке ввода значения нескольких пе­ременных подряд, между выражениями ставится знак ";". Необ­ходимо отметить, что знак ";" используется также для того, что­бы система не выводила на экран результат после нажатия кла­виши Enter.

!! Введите в одной строке b=5, c=10, k=2.

Вся информация, которая набирается в строке ввода, запоми­нается в специальной области памяти, называемой стеком команд. С помощью нажатия клавиш управления курсором ↑или ↓ можно вернуть в строку ввода ранее набранные команды.

!! Попробуйте просмотреть ранее введенные команды с помощью этих клавиш, а затем вернитесь к чистой командной строке.

Расположение информации, которая отображена в рабочем окне МАТLАВ, можно условно разделить на две зоны: зону просмотра и зону ввода (или редактирования) информации. В зоне просмотра мож­но выделять (с помощью мыши) любую информацию и копиро­вать ее в буфер обмена, однако в ней ничего нельзя ис­правлять. В свою очередь, зона ввода занимает последнюю строку рабочего окна. В ней можно вводить и редактировать набранные выражения.

Для просмотра рабочей области удобно использовать полосы скроллинга или клавиши Ноmе, Еnd для перемещения влево или вправо и Page Up и Page Down для перемещения вверх или вниз. Если вдруг после перемещения по рабочей области командного окна пропала командная строка с мигающим курсором, просто нажмите Еnter.

Важно запомнить, что набор любой команды или выражения должен закан­чиваться нажатием на Enter, для того, чтобы программа MATLAB выполни­ла эту команду или вычислила выражение.

Иногда работа в системе МАТLАВ существенно замедляется. Это происходит из-за того, что в специальной области памяти компьютера запоминается огромное количество значений всех переменных, вычисленных в течение текущего сеанса работы. Данная область называется рабочим пространством системы МАТLАВ. Для того чтобы скорость работы не замедлялась, пере­менные, которые уже не нужны для работы, необходимо стирать из памяти компьютера. Это делается с помощью команды сlеаr, имеющей следующий синтаксис:

сlеаг('имя1' ,'имя2' ,...) .

Указанная команда удаляет из рабочего пространства пере­менные с именами имя1, имя2 и т.д.

Выполнив команду who, можно узнать, какие переменные ос­тались в рабочем пространстве.

!! Выполните команду who.

!! Удалите из памяти переменные b и c.

!! Проверьте результат.

Команда whos позволяет получить более подробную информацию о пере­менных в виде таблицы.

Первый столбик Name состоит из имен используемых переменных. То, что со­держится в столбике Size, по существу, определяется основным принципом работы MATLAB. Программа MATLAB все данные представляет в виде массивов. Переменные а1, а2 и а3 являются двумерными массивами размера один на один. Каждая из переменных занимает по восемь байтов, как указано в стол­бике Bytes. Наконец, в последнем столбике Class указан тип переменных — double array, т. е. массив, состоящий из чисел двойной точности. В строке под таблицей написано, что в итоге три элемента, т. е. переменные, занимают двадцать четыре байта. Оказывается, что представление всех данных в виде массивов дает определенные преимущества.

Удалить из памяти компьютера все ранее использованные пе­ременные можно, выполнив команду clear без указания их имен и без скобок.

Команда сlс очищает видимую часть рабочего пространства.

Для просмотра значения какой-либо переменной, содержа­щейся в рабочем пространстве, достаточно набрать ее имя и на­жать кнопку Еntеr.

!! Попробуйте просмотреть значение переменной b.

Система MATLAB выведет сообщение о неопределенности переменной.

В MATLAB имеется другое удобное средство для просмотра переменных рабочей среды – окно Workspace, для перехода к которому следует активизировать одноименную закладку в меню Veiw.

!! Откройте окно Workspace.

Двойной щелчок по строке соответствующей, каждой переменной приводит к отображению её содержимого в отдельном окне, что особенно полезно при работе с массивами. Панель инструментов окна Workspace позволяет удалить лишние переменные, сохранить и открыть рабочую среду.

studfiles.net

MATLAB: инструмент будущего или дорогая игрушка | GeekBrains

И кому это нужно.

Несмотря на достаточно высокую популярность языка MATLAB, большинство разработчиков с трудом представляет, как его синтаксис, так и возможности. Всё дело в том, что язык напрямую связан с популярным программным продуктом, стоимость которого может достигать потрясающих воображение значений. Итак, главный вопрос: так ли хорош непосредственно язык Matlab? И может ли он быть полезен именно вам.

Использование

Начнём не со стандартного экскурса в историю и обсуждения плюсов и минусов языка, а с программной среды MATLAB/Simulink - единственного места, где герой этого текста может быть полезен. Просто представьте себе графический редактор, в котором вы сможете реализовать любую свою задумку, не имея за плечами нескольких лет опыта и соответствующего образования. И создав один раз схему взаимодействия инструментов, получить качественный скрипт для многократного использования.

MATLAB - именно такой редактор в мире данных. Область его применения безгранично широка: IoT, финансы, медицина, космос, автоматика, робототехника, беспроводные системы и многое-многое другое. В общем почти неограниченные возможности по сбору и визуализации данных, а также прогнозированию, но только если есть возможность купить соответствующий пакет.

Что касается цены, то в верхней границы почти нет, а вот нижняя находится в район 99$. Чтобы урвать столь мощный продукт за относительно небольшие деньги, вам необходимо быть студентом ВУЗа. И конечно же вы получите довольно ограниченный продукт.

Особенности языка

Язык MATLAB - инструмент, обеспечивающий взаимодействие оператора (часто даже не программиста) со всеми доступными возможностями анализа, сбора и представления данных. У него есть очевидные плюсы и минусы, свойственные языку живущему в замкнутой экосистеме.

Недостатки:

  • Медленный и перегруженный операторами, командами, функциями язык, основной целью которого является улучшение визуального восприятия.

  • Узконаправленный. Нет никакой больше программной платформы, где бы MATLAB был полезен.

  • Дороговизна ПО. Если вы не студент - либо готовьтесь опустошить карманы или перейти границу закона. И даже если студент - цена приличная.

  • Невысокий спрос. Несмотря на большой интерес к MATLAB практически во всех сферах, фактически и легально его используют лишь немногие.

Достоинства:

  • Язык легок для изучения, обладает простым и понятным синтаксисом.

  • Огромные возможности. Но это скорее преимущество всего продукта в целом.

  • Частые обновления, как правило заметные  положительные преобразования происходят не реже пары раз в год.

  • Программная среда позволяет преобразовывать его в “быстрый” код на С, С++.

Целевая аудитория

Разумеется, MATLAB нужен далеко не всем. Несмотря на широчайшую область применения, трудно представить, что рядовому разработчику приложений может понадобиться знание этого языка. MATLAB крайне полезен в областях, требующих особой надёжности при обработке данных, например, в системах автопилота в автомобилях или бортовых электронных системах самолёта.

То есть если вы не очень программист, но так или иначе ваша профессия связана с необходимостью программной обработки данных, то продукт MATLAB/Simulink с соответствующим языком способны сильно упростить ваши каждодневные задачи.

Литература

Завершаем обзор языка как всегда списком учебной литературы. Само-собой среди них вы не отыщите книг исключительно по языку, но от этого восприятие языка будет только проще:

MATLAB Step-by-Step - как всегда нет ничего лучше, чем официальный туториал, с примерами и подробными разъяснениями.

MATLAB for Beginners: A Gentle Approach, Питер Каттан - книга, рассчитанная на новичков не только в работе с MATLAB, но и с принципами обработки данных.

Matlab for Newbies: The bare essentials, Сидарта Верма - ещё одна книга рассчитанная на новичков, описывающая лишь среду программирования и основные команды языка.

MATLAB. Полный самоучитель, Дьяконов В.П. - одна из базовых университетских книг на русском языке.

Честно говоря, перечислять большое количество книг нет никакого толка, потому что все они охватывают примерно один и тот же материал, но с небольшой разницей в подаче и примерах. Но если для вас и такая разница существенно или есть желание почитать про MATLAB на более продвинутом уровне, то хорошую подборку можно найти вот на этом ресурсе: MATLAB.Exponenta.

А у вас есть опыт работы с MATLAB? И какой?

Для тех, кто хочет стать программистом - бесплатный онлайн-интенсив "Основы программирования для чайников".

geekbrains.ru