Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Донбасский государственный технический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Програмирование в системе MatLAB

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

06.02.2016

Размер:

198.52 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 32 3 > Следующая >>>

Начало

Ввод X

i=1

X[i]=X[i]+1

i=i+1

i<10 +

−

Вывод X

Конец

Рисунок 7 – Блок-схема алгоритма с применением оператора ветвления при реализации цикла

1.3 Структурирование

Достаточно часто при составлении сложных программ бывает необходимо обрабатывать некоторые массивы данных или событий по одному и тому же алгоритму. При этом можно для каждой обработки можно применять свой алгоритм. При таком подходе общий алгоритм решения задачи разрастается и программа, реализующая такой алгоритм, будет занимать большой объем при работе. Поэтому, при реализации сложных алго-

ритмов похожие подзадачи стремятся решать при помощи одного универсального алгоритма. Этот подход называется структурированием, а подпрограммы, реализующие структурные единицы общего алгоритма в зависимости от параметров выводимых величин – процедурами (после выполнения выводится несколько переменных) и функциями (после выполнения выводится одно значение, присвоенное имени подпрограммы).

Следует знать, что при структурном программировании существует понятие локальных и глобальных переменных.

Локальной переменной называется переменная, существующая только лишь в процессе работы структурной единицы алгоритма (подпрограммы) и не передающаяся в основной алгоритм.

Глобальной переменной называется переменная, которая существует на протяжении выполнения всего алгоритма.

Графически подпрограммы включаются в общую блок-схему при помощи условного обозначения «подпрограмма». При этом обозначению присваивается название подпрограммы, а алгоритм работы подпрограммы выносится отдельным изображением.

Начало

Обработка 1

Конец

Подпрограмма «Обработка 1»

Рисунок 8 – Оформление подпрограммы

2 ПРОГРАММИРОВАНИЕ В СИСТЕМЕ MATLAB

Принципы программирования в системе MatLAB не отличается от принципов программирования в структурированных языках высокого уровня.

Программа в системе MatLAB составляется на языке ее оболочки. При этом следует знать, что все части программы (основная программа, процедуры и функции) оформляются в виде отдельных M-файлов.

2.1 Создание M-файла

Командное окно MatLAB может использоваться для вычисления результатов различных операций, однако для повторения всех операций их необходимо будет заново набрать с клавиатуры, что увеличивает трудоемкость операций и повышает вероятность появления ошибок в расчетах.

Для начала программирования в среде MatLAB необходимо создать файл программы, использовав пункт меню File>New>M-file.

В открывшемся после этого окне редактора (рис. 9) можно набирать текст программы. Редактор-отладчик MatLAB отличается от обычного текстового редактора наличием опции меню Debug, которая позволяет использовать различные режимы отладки программ.

Однако создание программ в среде MatLAB возможно в любом текстовом редакторе с последующим переносом готового файла программы в рабочую директорию MatLAB.

Рисунок 9 – Окно редактора-отладчика MatLAB

После завершения набора программы, ее необходимо сохранить в файл, имя которого будет именем программы при вызове к исполнению.

Имена файлов–программ не должны начинаться с цифр, содержать символов языков, отличных от английского. Наиболее приемлемо называть файлы строчными (малыми) латинскими буквами.

2.2 Виды программ системы MatLAB, их оформление

Программы системы MatLAB бывают двух видов: файл-сценарии или управляющие программы (Script - файлы) и файл-функции.

Отличием файл-функций является то, что при их выполнении производятся какие-либо промежуточные вычисления, опирающиеся на входные параметры, передаваемые через заголовок функции, а результатом их выполнения является перечень выходных величин. Файл-сценарии же являются самостоятельно выполняемыми программами.

Кроме того, переменные этих файлов воспринимаются системой поразному. Если переменные файл-функций считаются локальными и после выполнения функции область оперативной памяти, выделяемая под них, очищается, то переменные файл-сценариев считаются глобальными и остаются в рабочей области после выполнения программы.

Необходимо отметить, что рабочая область файл-сценариев недоступна для файл-функций. Для того, чтобы использовать переменные файлсценариев в файл-функциях необходимо объявить их глобальными при помощи директивы global <имена_переменных> до использования функции.

Файл-сценарий оформляется следующим образом:

%Комментарии относительно назначения;

%программы и правил ее использования;

%<пустая строка>;

%Автор программы, время ее создания;

<тело программы>.

Файл-функция оформляется несколько отлично от файла-сценария: function [выходные величины] = имя_функции (входные вели-

чины);

%Краткое пояснение назначения процедуры или функции;

%входные переменные и краткое пояснение к каждой перемен-

ной;

%выходные переменные и краткое пояснение к ним;

%<пустая строка>;

%Автор программы, время ее создания;

%Использование других функций и процедур;

<тело программы>.

Основные особенности оформления m-файлов:

∙каждый оператор записывается с новой строки;

∙в случае, если необходимо записать несколько операторов в одной строке, то последующий оператор отделяется от предыдущего при помощи символа « ; » (без печати результата на экран после выполнения) или « , » (с печатью результата);

∙длинный оператор целесообразно записывать в несколько строк, указав при переходе со строки на строку символ «…»;

∙строки программы, начинающиеся с «%» не выполняются и являются комментариями;

∙строки комментариев, предшествующие первому выполняемому

оператору,

выводятся

на

экран

при

помощи

команды

help <имя_программы>;

∙в программах отсутствует оператор окончания текста программы;

∙переменные в языке MatLAB не описываются и не объявляются, любое н овое имя в тексте программы воспринимается как матрица;

∙язык MatLAB является языком, интерпретирующим программу в машинный код по мере ее выполнения, поэтому необходимо особенно тщательно контролировать все разветвляющиеся процессы вычислений во избежание возникновения сбоев в процессе выполнения программы;

∙имена переменных могут содержать только буквы латинского алфавита и цифры, причем начинаться с буквы;

∙MatLAB различает регистр символов в названиях переменных, т. е. переменные «а» и «А» являются разными и, соответственно, могут использоваться для обозначения разных величин.

2.3 Операторы управления вычислительным процессом

Для управления вычислительным процессом в MatLAB существуют операторы управления вычислительным процессом.

Оператор ветвления. if <условие 1> <операторы 1> elseif <условие 2>

<операторы 2>

else

<операторы 3>

end

Для записи условий в MatLAB существуют операции сравнения: «<» – меньше; «>» – больше;

«<=» – меньше или равно; «>=» – больше или равно; «==» – равно; «~=» – не равно.

Иногда требуется объединить несколько условий: «|» – логическая ИЛИ; «&» – логическая И; «~» – логическая НЕТ.

Оператор выбора.

switch <выражение, скаляр или строка символов> case <значение 1>

<операторы 1> case <значение 2>

<операторы 2> otherwise

<операторы>

end

Цикл с предусловием. while <условие> <операторы>

end

Арифметический оператор цикла.

for <переменная>=<нач. значение>:<шаг>:<конечное значение> <операторы>

end

Для досрочного выхода из циклов предусмотрен оператор break.

Операторы ввода с клавиатуры:

input(‘приглашение’) – функция ввода с клавиатуры; 16

menu(‘Альтернатива 1’,…,‘Альтернатива n’) – выбор альтернати-

вы (при этом переменной присваивается значение порядкового номера альтернативного решения);

pause – ожидает нажатия пользователем любой клавиши;

keyboard – позволяет пользователю контролировать данные, дополнять и корректировать их при доступности всех функций (работа программы приостанавливается, для передачи управления в программу следует набрать команду return).

3 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА MATLAB-3 ПРОГРАММИРОВАНИЕ ЛИНЕЙНЫХ АЛГОРИТМОВ В СИСТЕМЕ MATLAB

Цель работы: Освоить возможности составления линейных программ с использованием системы MatLAB.

Рабочее задание.

1.Загрузить MatLAB.

2.Создать М-файл программы в рабочем каталоге.

3.В соответствии с вариантом произвести расчет значений функции при заданных аргументах x и y (z(x1, y)и z(x2 , y)).

4.Вывести полученные результаты в таблицу.

5.Оформить отчет по лабораторной работе с использованием редактора MS Word. Отчет должен включать в себя:

∙название лабораторной работы;

∙цель лабораторной работы;

∙фамилию, имя, отчество, группу;

∙текст программы;

∙результаты вычислений.

Примечание: все результаты выполнения программы в документ Word переносятся путем копирования из командного окна MatLAB. Программу необходимо скопировать из окна редактора. Варианты заданий приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Варианты заданий

№

Исходные данные

п/п

x 2

+ y2

y = 1;

z = π

+ xy

x1 = −2;

sin

x2 = 5.

y = 1;

z = π

x 2

+ y

+ sin x cos y

x1 = −1;

sin

x2 = 0.5.

y = 2;

z =

+ y8

+ sinh x cos y

x1 = −1.5;

sin

x2 = 1.5.

y = 2;

x3 + y8

z =

+ 3

x1 =1;

sin

x2 = 0.25.

z = π

x2 + y2

+ tgxcosh y

y = 5;

x1 = 3;

sin

x2 = 0.75.

x5 + y3

y = 3;

z = π

+ ctgx cosh y

x1 = −4;

cosh

x2 = 1.

x5 + y3

ctgx cosh y

y = 3;

z = π

x1 = 4;

cosh

cos x

x2 =1.

x5 + y3

y = 4;

ctgx cosh y

z = π

x = 8;

cosh

cos x

x2 = 2.

y = 7;

x + y2

z = π4

ctgx cosh y

x1 = 8;

x cosh

cos x

x2 =1.

Продолжение табл. 1

№

Исходные данные

п/п

x 5 + y3

y = 7;

z = π

+ 5

x1 = 8;

ctgx cosh y

cosh

x2 = 1.

y = 7;

ctgx cosh y

z =

x + y

x1 = 0;

100

ctgy

cosh

x2 = 1.

y = 3;

sinh y

z = π

x + y

+ 6

x1 = 2;

ctgx

y!cosh

x2 = 1.

x5 y3

cosh y

y = −5;

z = π

x1 = 4;

cos x

sinh

x2 = 2.

y = 5;

ctgx lg y

z =

x + y

x1 = 6;

ln y

cosh

x2 = 2.

100

y = 5;

+ y7

+ e4

ctgx lg y

x1 = 6;

z =

ln y

cosh

x2 = 2.

100

+y3

y = 3;

+ ctgx cosh y

x1 = 4;

z = e

cosh 2

x2 = 1.

cos x

y = 4;

+ y3

ctgx cosh y

z = π

+ e

x1 = 8;

cos x

cosh

x2 = 2.

Продолжение табл. 1

№

Исходные данные

п/п

y = 1;

x 2

+ y

z = ln

+ xy

x1 = 2;

sin π

x2 = 0.5.

y = 3;

z = π

x5 + y

+ lg

sinh y

x1 = 2;

ctgx

y!cosh

x2 =1.

y = 1;

z =

+ y8

+ esinh x cos y

x1 = 2;

sin

x2 = 0.5.

y = 7;

x9 +y6

x1 = 0;

100

cosh

ctgx cosh y

z = 10

+ 3

x2 =1.

ctgy

y = 5;

x9 +y7

x1 = 6;

cosh

ctgx lg y

z = e

100

x2 = 2.

ln y

x5 +y3

y = 3;

x = 2;

cosh π

z = e

+ 10ctgx cosh y

x2 =1.

y = 5;

z = eπ

x 2

+ y2

+ 10xy

x1 = 6;

sin

x2 = 2.

y = 7;

x5+y3

x1 = 0;

ctgxcoshy

z = e

coshπ

x2 =1.

<<< < Предыдущая 12 / 32 3 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке MathCad и MatLab

#
06.02.2016419.01 Кб145Методичка по MathCAD.pdf
#
06.02.20161.98 Mб33Моделирование ЭМС .pdf
#
06.02.2016198.52 Кб53Програмирование в системе MatLAB.pdf
#
06.02.2016716.92 Кб38Расчеты и моделирование на ЭВМ.pdf