Лабораторна робота №1.
Тема: Основи Matlab|.
Мета роботи: вивчити основи системи Matlab|, системне меню Matlab|, основи роботи з демонстраційними прикладами, основні системні команди, правила введення команд і даних, правила виведення результатів.
Теоретична частина.
-
Короткі відомості
Система MATLAB (від слів Matrix Laboratory — матрична лабораторія) створена фахівцями фірми Math Works Inc. із залученням великої кількості партнерів. Існує вона близько двадцяти років. Це ліцензійний програмний продукт високого рівня, який постійно удосконалюється, що виявляється в появі нових досконаліших версій. Так, в 2001 році фірма Math| Works випустила в світло версію MATLAB 6.1, що стала явним лідером в класі подібних систем і що отримала розвиток в подальшій версії MATLAB 6.5 (Release 13). Літом 2004 року фірмою Math Works оголошено про початок постачань MATLAB 7.0 (Release 14).
Система MATLAB є мовою програмування високого рівня, призначений для інженерних і наукових обчислень і створення засобів моделювання різних пристроїв і систем. Базується на алгоритмах матричних обчислень з виконанням операцій над наборами векторів, що визначає основну відмінність цієї системи від інших відомих пакетів — MATHCAD, Maple, Mathematika і інших. За рахунок матричного і векторного представлення даних розробникам вдалося істотно підвищити швидкість обчислень, економно використовувати ресурси пам'яті і забезпечити високу точність розрахунків. У MATLAB реалізований модульний принцип побудови з широкими можливостями модифікації і розширення, що підтверджує склад цього продукту, а саме: декілька десятків пакетів прикладних програм і більше двох сотень додатків і розширень, багатюща бібліотека функцій (понад 800), а також величезний об'єм документації, що налічує десятки тисяч сторінок.
Для зручності користування вся система MATLAB поділена на розділи, оформлені у вигляді пакетів програм, найбільш загальні з яких утворили ядро. Інші пакети об'єднані або існують індивідуально у вигляді так званих Toolboxes.
-
Склад пакету Matlab|
У декілька усіченому вигляді структуру пакету (системи) Matlab| можна представити як показано на мал.1.
Як видно з мал.1, Matlab| складається з 2-частин| – власне пакету Matlab|, призначеного для вирішення обчислювальних завдань, і пакету Simulink|, призначеного для імітаційного моделювання.
Кожен з цих пакетів володіє могутньою бібліотекою функцій. Частина функцій вбудовані в ядро пакету (наприклад, тригонометричні функції sin|, cos| і тому подібне) і виконуються гранично швидко. Значна частина функцій винесена в зовнішню частину (Extensions|) – ці функції виконуються повільніше. Проте в наявності зовнішньої частини є велика гідність: система відкрита для користувача. Тобто користувач може писати власні функції (на мовах пакету Matlab| або C/C++) і упроваджувати їх в пакет Matlab|.
Нарешті, ряд функцій за допомогою спеціального інтерфейсу об'єднані в «субпакети» - це Toolboxes| в Matlab| і Blocksets| в Simulink|. Таке об'єднання зручне при вирішенні завдань певного класу. Наприклад, в завданнях цифрової обробки сигналів часто зустрічаються функції перетворення Фурье, перетворення Гільберта, вирішення систем лінійних рівнянь і тому подібне З їх застосуванням вирішуються завдання спектрального і кореляційного аналізу, ідентифіації| систем і так далі. Є і особливого роду субпакети – це «чужі» розробки, включені в Matlab|. Приклад – пакет Symbolic| Math| для символьних обчислень, що дозволяє спрощувати аналітичні вирази, брати інтеграли і тому подібне
Мал.1
-
Робота в середовищі Mathlab|
Система MATLAB| в даний час є могутнім і універсальним засобом вирішення завдань, що виникають в різних областях людської діяльності. Спектр проблем, вирішення яких може бути здійснене за допомогою MATLAB|, охоплює: матричний аналіз, обробку сигналів і зображень, завдання математичної фізики, оптимізаційні завдання, обробку і візуалізацію даних, нейронні мережі, нечітку логіку і багато інших.