Основные понятия Matlab
Современная компьютерная математика предлагает целый набор интегрированных программных систем и пакетов программ для автоматизации математических расчетов: Eureka, Gauss, TK Solver!, Derive, Mathcad, Mathematica, Maple V и другие. MATLAB — одна из старейших и проверенных временем систем автоматизации математических расчетов, построенная на расширенном представлении и применении матричных операций. Это нашло отражение в названии системы — MATrix LABoratory — матричная лаборатория. Система MATLAB была разработана Молером (С. В. Moler) и с конца 70-х гг. широко использовалась на больших ЭВМ. В начале 80-х гг. Джон Литл (John Little) из фирмы MathWorks Inc. разработал версии системы PC MATLAB для компьютеров класса IBM PC, VAX и Macintosh (В 1984 году основная часть программного кода была переписана на языке С и основана компания MathWorks). В дальнейшем были созданы версии для рабочих станций Sun, компьютеров с операционной системой UNIX и многих других типов больших и малых ЭВМ. Сейчас свыше десятка популярных компьютерных платформ могут работать с системой MATLAB. К расширению системы были привлечены крупнейшие научные школы мира в области математики, программирования и естествознания. Версии Матлаб постоянно совершенствуются. В настоящее время используется версия этой системы — MATLAB 15.
Система Matlab (Matrix Laboratory – матричная лаборатория) - мощная вычислительная система, предназначенная для решения широкого круга математических, инженерных и экономических задач. Пакет соответствует представлениям о фундаментальном, качественном и многофункциональном средстве для выполнения числовых расчетов. (MATLAB — это уникальная коллекция реализаций современных численных методов компьютерной математики, созданных за последние три десятка лет).
Она применима для расчетов практически в любой области науки и техники. Например, очень широко используется при математическом моделировании механических устройств и систем, в частности в динамике, гидродинамике, аэродинамике, акустике, энергетике и т. д.. Этому способствует не только расширенный набор матричных операций и функций, но и наличие пакета расширения (toolbox) Simulink, специально предназначенного для решения задач блочного моделирования динамических систем и устройств, а также десятков других пакетов расширений. По скорости выполнения задач система превосходит своих конкурентов.
Мы будем использовать систему ML для выполнения расчетов, для работы с векторами и матрицами, для решения типовых задач вычислительной математики и для визуализации получаемых результатов.
Работать в среде ML может пользователь, даже не являющийся программистом. Простой язык помогает легко и быстро решать вычислительные задачи в различных областях (линейная алгебра, теория управления, обработка сигналов и т.п.). Командная среда позволяет вводить выражения в форме, близкой к естественной математической записи.
Математический аппарат ориентирован на вычисления, проводимые с
1
векторами (одномерными массивами) и матрицами. Система ML используется для выполнения операций с полиномами (нахождение корней полинома, дифференцирование и интегрирование, вычисление значений полинома). Есть функции для решения задач линейной алгебры, функции для решения уравнений и минимизации.
Графическая система Matlab позволяет быстро и удобно строить графики различных видов. Пользователю системы предоставляется возможность выполнять также и символьные преобразования и расчеты. Все функциональные возможности пакета объединены удобным пользовательским интерфейсом.
Транслятор Матлаб относится к интерпретаторам.
Большим плюсом системы является ее открытость и расширяемость. В ней могут быть написаны программы для многократного использования. Пользователь может не только использовать имеющиеся функции, но и создавать собственные специализированные функции. Пакет позволяет работать с программами, написанными на языках Фортран и Си. Большинство специализи- 3 рованных функций хранятся в виде текстовых файлов с расширением .m (mфайлов). Файлы могут быть созданы в редакторе среды Matlab либо во внешнем редакторе, совместимом по кодировке с встроенным редактором. Созданные пользователем m- файлы могут использоваться так же, как и встроенные в Matlab функции.
Помимо работы с программами (функциями), вычисления можно выполнять в режиме ’’калькулятора’’, т.е. получать результат сразу после ввода очередной команды.
2