78

Введение

Название MatLab является сокращением от Matrix Laboratory. Первоначально пакет MatLab предназначался для матричных вычислений и был только удобной оболочкой для имеющихся библиотек программ, но за последнее десятилетие его возможности существенно возросли. В настоящее время MatLab является одним из самых мощных среди всех универсальных вычислительных пакетов.

Научные работники и инженеры применяют MatLab для решения задач, возникающих в различных прикладных областях. Обработка сигналов и изображений, исследование и расчет физических процессов, визуализация данных, статистический анализ, матричный анализ, оптимизация, нейронные сети, нечеткая логика, моделирование нелинейных динамических систем — вот далеко неполный перечень задач, которые могут быть эффективно решены в MatLab. Уникальность пакета MatLab состоит еще и в том, что он идеально приспособлен для лабораторной поддержки курсов по методам вычислений и информатике, читаемых студентам технических факультетов. Специализированные пакеты (ToolBox'ы), входящие в состав MatLab, могут быть использованы при проведении лабораторных работ на старших курсах технических факультетов. Интегрирование MatLab с Word позволяет получать интерактивные документы для разработки электронных курсов лекций и практических занятий.

Удобный интерфейс и встроенный простой язык программирования, простота которого компенсируется обширной библиотекой графических, вычислительных и сервисных функций, способствуют быстрому созданию приложений для исследования и решения поставленной задачи. Визуальная среда программирования позволяет при наличии некоторого опыта программировать приложения с графическим интерфейсом пользователя. Сочетание MatLab и Excel существенно расширяет возможности Excel при оперировании с данными. Программы, написанные на современных языках программирования высокого уровня, могут прекрасно взаимодействовать с приложениями, созданными в MatLab.

Данное пособие посвящено основам работы в MatLab и охватывает только те возможности пакета, которые необходимы при дальнейшем изучении более специального круга вопросов, например, численных методов или использовании ToolBox'ов. Описана работа из командной строки, вычисление арифметических выражений, использование одномерных и двумерных массивов. Следует подчеркнуть, что успешная работа в пакете невозможна без понимания принципов оперирования с массивами данных в MatLab. Рассмотрены графические возможности MatLab для визуализации данных и построения графиков функций. Приведены базовые конструкции встроенного языка программирования и показано их использование при обработке различных типов данных и организации файлового ввода-вывода.

Командное окно

Командное окно системы MATLAB показано на рис. 1. Здесь же показано ниспадающее меню File.

Рис. 1.

Оно содержит следующие опции:

Опция	Подопции	Назначение
New	M-file Figure	Открыть в редакторе/отладчике новый файл.Открыть графическое окно
Open		Открыть в редакторе/отладчике указанный файл
Open Selection		Открыть в редакторе/отладчике файл, выделенный в произвольной строке командного окна
Run Script		Вызов окна для запуска Script-файла
Load Workspace		Вызов окна загрузки МАТ-файла
Save Workspace As		Вызов окна сохранения МАТ-файла
Show Workspace		Вызов средства просмотра рабочей области Workspace Browser
Set Path		Вызов средства просмотра путей доступа Path Browser
Preferences		Выбор характеристик
Print Setup		Установка опций принтера
Print		Установка опций вывода на печать
Print Selection		Печать выделенного фрагмента

Особого рассмотрения заслуживает опция Preferences (Выбор характеристик), которая включает 3 окна. В первую очередь, рассмотрим окно General (Общее) (рис. 2).

Рис. 2

В этом окне можно видеть 3 поля и 3 маркера, имеющие следующие назначения:

Формат данных	Назначение
Numeric Format	Выбор формата представления чисел и межстрочного пробела. По умолчанию, формат Short, Loose
Editor Preference	Выбор текстового редактора По умолчанию, встроенный редактор Built in Editor
Help Directory	Каталог справки Help
Echo on	Показывать на экране команды исполняемого Script-файла сценария/Не показывать
Show Toolbar	Показывать на экране инструментальную панель/Не показывать
Enable Graphical Debugging	Поддерживать отладку графики/Не поддерживать

 

Далее рассмотрим окно CommandWindowFont(Шрифт для командного окна) (рис. 1.3).

Рис. 3

В этом окне можно видеть 6 полей и 1 маркер, имеющие следующие назначения:

Поле или маркер	Назначение
Font	Шрифт для вывода текста в командном окне
Style	Тип шрифта: Light - светлый                       Regular - нормальный                       Bold - жирный
Size	Размер шрифта: 10                             12                             15
Background Color	Цвет фона: Silver - серебристый                    Red - красный                    Lime - лимонный                    Yellow - желтый                    Blue - синий                    Fuscia - светло-фиолетовый                    Aqua - голубой                    White - белый
Color	Цвет символа: Black - черный                          Maroon - каштановый                          Green - зеленый                          Olive - оливковый                          Navy - темно-синий                          Purple - темно-фиолетовый                          Teal - зелено-голубой                          Gray - серый
Sample	Образец фона и шрифта
Display Fixed Pitch Fonts Only	Показать только шрифты с фиксированным шагом/ Показать все шрифты

Окно Copying Options (Опции копирования) (рис. 4).

Рис. 4

В этом окне можно видеть 3 поля, имеющие следующие назначения:

Поле или маркер	Назначение
Clipboard Format	Формат копирования в буфер обмена: Windows Metafile Windows Bitmap
Honor figure size properties	Маркер воспроизедения размеров рисунка. Выбор этой опции позволяет копировать рисунок с учетом свойства "Paper Position" (для формата Windows Bitmap не действует)
White Background	Маркер белого/черного фона (для формата Windows Bitmap не действует)