MATLAB

.

Введение

Система компьютерной математики MATLAB (Matrix Lавoratory) переводится с английского как «Матричная лаборатория». Она является одним из эффективнейших средств выполнения научных и инженерных расчетов, их визуализации, обработки результатов эксперимента, анализа и моделирования. Для формулировки и решения задач в среде MATLAB используются понятные математические выражения, близкие к традиционным формулам, связывающие векторные или матричные объекты. Система включает ядро, использующее базовые вычислительные (встроенные) функции, и набор общематематических, графических и проблемно - ориентированных пакетов (Toolboxes), позволяющих изучать и применять современную вычислительную технологию в таких областях, как обработка сигналов и изображений, моделирование, системы управления, системы связи, нейронные сети и многие другие.

Данное учебное пособие предназначено для освоения основных навыков по самостоятельному выполнению расчетов на компьютере в командном (диалоговом) режиме, возможно, после консультации с преподавателем. В нем предоставлены примеры реального применения системы MATLAB, имеющие в основном математическую направленность, к которым в дальнейшем можно обращаться при решении собственных задач с различной проблемной ориентацией. Это задачи высшей и вычислительной математики, теории электрических цепей, теории электро - связи и других дисциплин, изучаемых в технических ВУЗах. Материал представлен сжато. Предполагается, что он усваивается в непосредственном контакте с системой, когда численные и графические результаты расчетов, представленные в примерах, будут получены пользователем прямо на экране.

Предполагается также, что пользователь знаком с каким-либо языком программирования, например Pascal или Basic, с приемами, общими для Windows - приложений и математическими постановками рассматриваемых задач.

Для реализации всех рассматриваемых примеров на используемом компьютере должны быть установлены следующие компоненты системы: ядро MATLAB, пакет Symbolic Math Toolbox.

Глава 1 знакомство с matlab и простейшие вычисления

Данная глава посвящена описанию рабочей среды MATLAB 6.x и выполнению элементарных операций с числами и массивами в командном режиме (режиме калькулятора). В этой главе рассматриваются особенности задания в MATLAB действительных и комплексных чисел, форматы их представления, правила использования переменных, а также способы задания векторов и матриц. Здесь также рассмотрены встроенные математические функции и способы сохранения переменных для их использования в последующих сеансах работы в MATLAB. Обсуждаются некоторые распространенные затруднения, с которыми можно столкнуться. Рекомендуется читать эту главу и параллельно работать с командами, экспериментировать с вариантами примеров.

1.1. Рабочая среда matlab

При работе в Windows запустить систему MATLAB можно из меню Пуск (стартового меню) этой операционной системы. Альтернативным вариантом запуска MATLAB является двойной щелчок на ярлыке системы MATLAB, расположенном на рабочем столе Windows.

Запуск MATLAB 6.x отображает на экране окно рабочей cреды, подобное показанному на рис.1.1.

Рис 1.1

Окно рабочей среды (графический интерфейс) состоит из следующих основных элементов:

строка меню;

панель инструментов с кнопками и раскрывающимся списком;

окно с Launch Pad (Панель запуска) содержит дерево файловой системы, где отображены только установленные на компьютере разделы расширений системы MATLAB. С помощью этого окна можно запустить любой из них;

окно Workspase (Рабочее пространство), из которого можно получить простой доступ к переменным, используемым в данном сеансе работы;

окно Command History (История команд), предназначенное для просмотра и повторного вызова ранее введенных команд;

окно Current Directory (Текущий каталог), в котором отображается список файлов и вложенных папок активного в данный момент каталога;

окно Command Window (Окно команд) предназначено для ввода чисел, переменных, выражений и команд, для промотра результатов вычислений, для отображения текстов выполняемых программ, а также для вывода сообщений об ошибках;

строка состояния, где отображаются сообщения системы.

Пользователь может настроить окно рабочей среды по своему усмотрению. Можно, например, изменить местоположение и размер внутренних окон приемами, общими для Windows - приложений. Отобразить или скрыть соответствующие окна можно с помощью команд меню View (Вид) основного меню MATLAB. Например, для отображения полной рабочей среды (рис. 1.1) надо выбрать команду View => Desktop Layout => Five Panel. Любое из внутренних окон полной рабочей среды можно закрыть щелчком по кнопке с крестиком в правом верхнем углу.