Matlab r2013a стр. 225

Программный пакет (система) MATLABпредназначен для проектирования, моделирования и исследования различных физических, биологических и информационных процессов и объектов.

О роли и значении данного продукта в учебной литературе [1] сказано следующее: "МATLABзанимаетлидирующееместо в области научно-технических вычислений, расчетов и моделирования", "Система фактически стала мировымстандартомв области современного математического и научно-технического программного обеспечения", "В изученииМATLABзаинтересованыинженеры, научные работники, аспиранты, и преподаватели университетов и вузов".

Пакет MATLABсодержит универсальный язык, методологию и средства программирования, оформленные в виде большого количества субпакетов для различных областей знаний - космоса, биотехнологий, автоматики, управления, систем связи, электроники, энергетики, математических операций, баз данных, искусственного интеллекта, мультимедиа, радиотехники, документирования и др. Пакет не русифицирован, поэтому определенное знание английского языка является необходимым условием работы с ним.

Данное пособие использует различные языки, шрифты, особые символы и цвета. Так, копируемый из пакета материал (Paint-отображение) представлен на английском языке с установленными по умолчанию шрифтами. Его вариант в средеMicrosoft Wordимеет шрифтArialразмером 12 для текста иCourier New(размер 10) для выполняемых кодов. Авторские объяснения, замечания, дополнения и комментарии даются на русском и английском языках шрифтамиTimes New Romanразмером 12 для текста иCourier New(размер 10) - для программных составляющих. Синий цвет элементов текста соответствует пакетнымMATLAB-ссылкам, оранжевый - заголовкамHelp-страниц, черный - обычным содержательным частям текста. Особые фрагменты текста, при необходимости, выделяются знаками,<, " (начало) и, >, " (окончание;) в зависимости от контекста (символы " в пакете обычно выделяют цитаты, а <, > - выражения, заменяемые впоследствии чем-либо; символыиудобны для выделения любых выражений, особенно тех, которые содержат кавычки, совпадающие с ограничителями типа ", или символы, не позволяющие правильно прочитать текст: +, -, ;, :, = и т.д.). Круглые скобки, как обычно, в математических выражениях выделяют приоритетные операции, а в тексте - комментарии, дополнения или аналоги. Знак / используется как делитель в математических выражениях, как разделитель - в директориях папок, и как переключатель - в тексте (наример, и/или). В качестве разделителя в тематических директориях использован знак >. Нумерация различных авторских ЗАМЕЧАНИЙ, ДОПОЛНЕНИЙ и ПРИМЕРОВ производится только в пределах текущего рассматриваемого тематического компонента или аспекта.

Знакомство и изучение пакета следует начинать с виртуального рабочего стола Desktop(расположение его частей и их наполнение зависят от предыдущих операций с пакетом). Последний открывается, например, двойным кликом левой (двойной левый клик или просто двойной клик) кнопкой мышиMATLAB-ярлыкана инструментальном поле операционной системы компьютера, если таковой сформирован после инсталляции пакета (ниже все оригинальные части пакета являются их нерабочимиPaint-отображениями):

Desktopсодержит информационные компоненты (например,Date Modified,Ready), ссылки (например,Getting Started), иконки инструментальных разделов (таких какHOME, PLOTS и др.) с выпадающими операционными секциями (типаFile,Variable) при клике (click- одиночное нажатие левой кнопки мыши) соответствующей кнопки и четыре рабочих поля:Current Folder (со списком используемых в данный момент папок и файлов),Command History(программное пространство с символаминачала командной строки и иконкойбраузера процедур-функций),Workspace (главная системная память с имеющимися в ней переменными) и Command History(с набранными ранее вCommand Window командами). Количество, расположение и содержание полей изменяются средствами окнаDesktop. Строка показывает родительскую директорию текущей рабочей папки файлов на полеCurrent Folder (в тексте знакидля директорий папок заменяются на / или \). При необходимости, файлы изCurrent Folderможно переместить в другие имеющиеся или вновь организуемые папки (в том числе в особом списке директорий-путей с эквивалентными названиямиMATLABPATH, Path или search path) для последующего хранения и использования.

Вся необходимая информация по пакету находится в Help-справочнике (Help-браузере), открываемом, например, кликом операционной иконкиDesktop-стола:

Вторая сверху (после titlebar) строка полученной (главной -Home) Help-страницы справочника (равно как и для других - рабочих или текущих -Help-страниц) содержит инструментальную (и т.д.) и справочную (в данном случае -) составляющие. Последняя часть (может быть составной) дает заголовки отображаемых при их клике разделов пакета на текущихHelp-страницах.

Некоторые разделы (здесь Installation,Release NotesиPDF Documentation) текущихHelp-страниц перечислены в отдельных строках - ниже () и выше () основного текста страницы. Это делается для обособления менее важных материаловHelp-справочника.

Первым разделом (субпакетом) справочника является MATLAB (для различения субпакетаMATLAB от одноименной системыMATLAB последняя обозначается аббревиатурой её серии - R2013a). Клик данного заголовка наHome-странице дает его развертку на очередной (текущей или рабочей) Help-странице:

Продолжение данной Help-страницы (выводится оконным ползунком или колесиком мыши - после клика правого поля страницы) представлено ниже:

Любая текущая Help-страница (здесь озаглавленная какMATLAB, см. также аналогичное название на инструментально-справочной строке) содержит два поля - дерево тем (Contents), являющееся оглавлением всего справочника, и правую (синхронную) часть, содержащую, в зависимости от обстоятельств, список разделов, соответствующих выбранному компоненту на дереве тем, краткие пояснения и/или основной информативный текст (последний на показаннойHelp-странице отсутствует). Дополнительно разделы и подразделы любого поля могут быть раскрыты кликом их заголовков и указателей. Строка синхронного поля страницы, начинающаяся с иконки(символ главной страницы), является родительской тематической директорией для представленной на этом поле теме (в данном случае это субпакетMATLAB, имеющий в качестве родительской директории главную страницу или, что то же самое, саму систему MATLAB, представляемую аббревиатуройR2013a). Строки (в данном случаеи) до и после центральной части синхронного поля указывают на составляющие, относящиеся к рассматриваемому тематическому компоненту (здесьMATLAB), но не содержащиеся в его непосредственнойHelp-расшифровке и потому являющиеся вспомогательными. Их как и любые другие (основные) компоненты синхронного поля можно вызвать обычным кликом.

Не все тематические элементы одинаково показаны на двух полях страницы. Например, заголовок Getting StartedсинхронногоHelp-поляMATLAB на дереве тем представлен какGetting Started withMATLAB,а подразделSystem Requirements того же поля отсутствует в списке Contents; кроме того, заголовокTutorials разделаGetting Started withMATLAB на дереве тем имеет инструментразвертки/свертки (/), в то время как на синхронном поле этого элемента нет:

Указанные отличия диктуются различными причинами (например, короткое название Getting Startedболее компактно;System Requirements требует Интернет-соединения и поэтому не входит в дерево тем; знак около заголовкаTutorials на синхронном поле не требуется, так как данный раздел здесь уже раскрыт) и легко осознаются в процессе освоения пакета.

Для ознакомления с основами субпакета MATLABрассмотрим вначале его разделGetting Started with MATLAB, откуда выберем подразделProduct Description(ниже с целью увеличения синхронного информативного пространства тематическое деревоContentsнаHelp-странице свернуто кликом знака):

Продолжение страницы Product Description:

После ознакомления в Product Description с первичной информацией по субпакетам системыMATLAB перейдем к анализу их остальных компонентов, расположенных вслед за Product Description. Для этого на синхронном поле любого оригиналаHelp-страницы дляProduct Descriptionкликом указателяв её информационно-справочной строке следует вернуться к предыдущей, более общей части субпакета и просмотреть её оглавление. Для Product Description раздела MATLAB такой частью является Getting Started with MATLAB. В оглавлении последней её очередная (послеProduct Description) составляющая (System Requirements), хотя и расположена на Help-страницеGetting Started with MATLAB, не входит в структуру тематического дереваContents, так как для нее требуется Интернет-соединение. Поэтому пропустим её и перейдем к анализу подразделов в частиTutorials (заголовки черного цвета на синхронных поляхHelp-страниц обычно предваряют следующие после них элементы оглавления, но сами не содержат какого-либо информационного материала и поэтому не указываются в родительских тематических директориях:например, длявсех подразделов в Tutorials для Getting Started with MATLAB родительская директория показана одной и той же строкой , которая ниже представляется как R2013a>MATLAB>Getting Started with MATLAB)темыGetting Started with MATLAB.

As you work in MATLAB, you issue commands that create variables and call functions. For example, create a variable named a by typing this statement at the command line (ниже пример для числового типа данных; символы % в программных кодах предваряют неисполняемые строки, обычно содержащие комментарии; комбинации символов %{ и %} ограничивают блоки неисполняемых строк; если комментарии в учебных целях не планируются для использования в выполняемых программах, для упрощения они могут быть оформлены в любом месте программного кода любым удобным способом без % и %{, %}; для MATLAB-ответов, не являющихся строками рабочих программ, комментарии даются в скобках):

a = 1 % Ниже дается блок комментарий:

%{

Здесь выражение a = 1 (at the command line и в любых программах) является командой присвоения переменной a числового значения 1; операторы =, +, * и подобные им в программных кодах по умолчанию являются символами встроенных MATLAB-функций; здесь по умолчанию

a - переменная value-класса; value-переменные являются именами копий объектов, оригиналы не связаны с их копиями).

%}

MATLAB adds variable a to the workspace and displays the result in the Command Window:

a =

1

ДОПОЛНЕНИЕ. Предпоследняя строка a = является первой частью MATLAB-ответа, где a - результат выполнения предыдущей команды; знак равенства =в MATLAB-ответе является не оператором присвоения, а обычным математическим символом, предваряющим вывод значения переменной; количество пустых строк перед вычисленным значением переменной определяется текущим форматом вывода (здесь по умолчанию); таким образом, выражение a = 1 в MATLAB-ответе не является программным кодом. (Конец ДОПОЛНЕНИЯ)

Create a few more variables:

b = 2

b =

2

c = a + b % Справа предполагаются последние значения переменных: a = 1, b = 2.

c =

3

d = cos(a) % Имена sin, cos и подобные им, если не используются как переменные, являются встроенными MATLAB-функциями .

d =

0.5403

When you do not specify an output variable, MATLAB uses the variable ans, short for answer, to store the results of your calculation:

sin(a)

ans =

0.8415

If you end a statement with a semicolon, MATLAB performs the computation , but suppresses the display of output in the Command Window (оператор ограничения вывода действителен не для всех команд; например, команда disp('123') при отсутствии и наличии указанного ограничителя выводит один и тот же результат: 123; оператор ограничения вывода не влияет на вывод полученных значений в память Workspace):

e = a*b; % Здесь вывода ответа на экран не предусматривается.

You can recall previous commands by pressing the up- and down-arrow keys, ↑ and ↓. Press the arrow keys either at an empty command line or after you type the first few characters of a command. For example, to recall the command b = 2, type b, and then press the up-arrow key ↑.