
- •210700.62 Инфокоммуникационные технологии и системы связи
- •1. Понятие информации. Введение в дискретные структуры
- •1.1 Понятие информации, информационные процессы
- •1.1.1 Понятие информации. Роль информации в развитии общества
- •1.1.2 Распознавание, хранение, передача, обработка и поиск информации
- •1.1.3 Многообразие форм информации и способов ее обработки
- •1.1.4 Кодирование информации. Количество и единицы измерения информации
- •1.1.5 Информатика как наука
- •1.2 Системы счисления, используемые в компьютере
- •1.2.1 Позиционные системы счисления, основные понятия
- •1.2.2 Перевод чисел в другие системы счисления
- •2 Арифметические и логические основы эвм
- •2.1 Технические средства реализации информационных процессов
- •2.1.1 История развития эвм
- •2.1.2 Классификация компьютерных систем
- •2.1.3 Общие принципы построения современных компьютеров
- •2.1.4 Функциональная структура компьютера
- •2.1.5 Периферийные устройства эвм
- •2.1 Операции с числами в эвм. Логические основы эвм
- •2.1.1 Представление числовых данных в памяти эвм
- •2.2.2 Машинные операции с двоичными числами
- •2.2.3 Основные понятия алгебры логики. Элементарные логические операции
- •2.2.4 Базовые логические элементы компьютера
- •2.3 Операционные системы
- •2.3.1 Структура программного обеспечения компьютерных систем
- •2.3.2 Операционные системы и оболочки
- •2.3.3 Архитектура ос. Ядро и его функции
- •2.3.4 Файловые системы ос
- •3 Основы алгоритмизации, введение в программирование и основы работы с пакетами прикладных программ
- •3.1 Основы алгоритмизации
- •3.1.1 Понятие алгоритма и его свойства
- •3.1.2 Средства описания алгоритмов
- •3.1.3 Основные типы структур алгоритмов
- •3.1.4 Примеры реализации основных алгоритмических структур
- •3.1.5 Структурированные данные и алгоритмы их обработки
- •3.2 Введение в программирование matlab
- •3.2.1 Вычислительная среда matlab
- •3.2.2 Особенности интерфейса программы
- •3.2.3 Типы данных. Выражения. Операторы. Функции
- •3.2.4 Понятие массива. Операции с матрицами и массивами
- •3.2.5 Управляющие конструкции языка программирования
3.2.2 Особенности интерфейса программы
После первого запуска программы MATLAB на экран будет выведено окно рабочей среды MATLAB, подобное показанному на рисунке 3.22.
Как показано на рисунке 3.22, рабочая среда MATLAB включает следующие элементы:
строку меню, в которой находятся меню File (Файл), Edit (Правка), Debug (Отладка), Desktop (Рабочий стол), Window (Окно), Help (Справка);
панель инструментов с кнопками, позволяющими выполнить некоторые наиболее распространенные операции;
панель Shortcuts (Ярлыки), где можно создать кнопки для быстрого запуска наиболее часто используемых команд или наборов команд;
командное окно (Command Window), где отображаются вводимые пользователем команды и результаты их выполнения, тексты выполняемых программ, а также сообщения об ошибках;
окно со вкладками Workspace (позволяет получить доступ с содержимому рабочего пространства) и Current Directory (служит для установки текущего каталога);
окно Command History (предназначено для просмотра и повторного вызова ранее введенных команд);
строку состояния, где отображаются сообщения системы.
Рисунок 3.22 Окно рабочей среды MATLAB
Рассмотрим состав и назначение команд основного меню MATLAB.
Меню File (Файл), показанное на рисунке 3.23, содержит команды, позволяющие создать новый m-файл (New=>M-file) либо открыть ранее сохраненный (Open), создать новую переменную (New=>Variable) либо отобразить новое графическое окно (New=>Figure).
Рисунок 3.23 Меню File (Файл)
Здесь же находятся команды для сохранения переменных рабочего пространства (Save Workspace as) и импорта данных (Import Data).
С помощью команды Set Path (Установить путь) производится установка путей, указывающих расположение m-файлов, для того чтобы система MATLAB могла быстро найти требуемый m-файл. Команда Preferences (Предпочтения) позволяет отобразить одноименное диалоговое окно, в котором можно выполнить настройку различных параметров системы.
В меню File также имеются команды, служащие для печати результатов работы и настройки соответствующих параметров страницы и принтера. Помимо этого, в меню File отображаются имена последних четырех файлов, к которым вы обращались.
В меню Edit (Правка), изображенном на рисунке 3.24, находятся команды для отмены последнего действия и отказа от отмены (Undo и Redo соответственно), для вырезания (Cut), копирования (Сору), вставки (Paste) и специальной вставки (Paste Special), а также для удаления (Delete) выбранных фрагментов текста или графического объекта. Выделить весь объект позволяет команда Select All (Выделить все).
Рисунок 3.24 Меню Edit (Правка)
С помощью команд Find (Найти) и Find file (Найти файл) меню Edit можно выполнить поиск нужного текстового фрагмента или файла соответственно.
Очистку содержимого внутренних окон рабочего стола позволяют выполнить команды Clear Command Window (Очистить командное окно), Clear Command History (Очистить окно истории команд), Clear Workspace (Очистить рабочее пространство).
Меню Debug (Отладка) содержит команды для отладки m-файлов.
В меню Desktop (Рабочий стол) находятся команды, предназначенные для настройки рабочего стола MATLAB.
Меню Window (Окно) служит для работы с окнами системы. Здесь отображаются команды, соответствующие окнам и программам, которые в данный момент открыты в MATLAB. Выбор одной из этих команд позволяет сделать активным требуемое окно или код программы в редакторе m-файлов.
И, наконец, меню Help (Справка) предоставляет доступ к справочной системе программы MATLAB, демонстрационным примерам, а при наличии связи с Internet позволяет непосредственно из MATLAB подключиться к Web-узлу фирмы-производителя этой программы (The MathWorks Web Site). На этом узле можно узнать новейшую информацию о MATLAB, проконсультироваться со специалистами и загрузить различные файлы.
Настройка рабочего стола MATLAB
При запуске MATLAB перед вами появляется рабочий стол (или рабочая среда) данной программы, который содержит инструменты управления файлами, переменными и программами, связанными с MATLAB.
На рисунке 3.22 показано окно рабочей среды MATLAB, отображаемое по умолчанию. Пользователь может настроить это окно в соответствии со своими предпочтениями. В частности, можно изменить местоположение и размер внутренних окон, отобразить или скрыть соответствующие окна. Например, поместите указатель мыши на строку заголовка какого-либо окна, нажмите левую кнопку мыши и перетащите это окно на новое место в окне рабочей среды. Или, расположив указатель мыши на границе раздела двух внутренних окон, дождитесь пока он примет вид двунаправленной стрелки, а затем нажмите левую кнопку мыши и перетащите эту границу на новое место, тем самым, изменив размер соответствующих окон.
1. Если щелкнуть на кнопке Undock (Название окна) какого-либо внутреннего окна (небольшой кнопке с черной стрелкой, которая находится в правом верхнем углу рядом с кнопкой закрытия этого окна), данное окно будет отделено от основного окна MATLAB. При этом у него появится собственная строка меню. Этой кнопке соответствует команда Undock Название активного окна в меню Desktop.
2. Задать сокрытие или отображение соответствующих внутренних окон можно с помощью следующих команд меню Desktop:
- Command Window (Окно команд),
- Command History (История команд),
- Current Directory (Текущая папка),
- Workspace (Рабочее пространство).
- Меню Desktop включает также команды для вызова справки (Help) и для отображения профайлера (Profiler).
- Если вы хотите, чтобы на экране отображалось только командное окно, выберите команду Desktop-Desktop Layout-Command Window Only (Рабочий стол=>План рабочего стола-Только командное окно).
В результате выбора команды Desktop-Desktop Layout=>History and Command Window (Рабочий стол - План рабочего стола - Окно истории команд и окно команд) на экране отобразятся два окна — Command Window и Command History. Если же вы выберете команду Desktop-Desktop Layouts All Tabbed (Рабочий стол-План рабочего стола - Все в виде вкладок) перед вами появятся все внутренние окна: Command Window, Command History, Current Directory, Workspace, а также окно справки и окно профайлера. Они будут отображены в виде вкладок одного общего окна (рисунок 3.25).
Рисунок 3.25 Вкладка Command Window
Вернуться к тому виду рабочего стола, который был задан по умолчанию, можно с помощью команды Desktop - Desktop Layouts Default (Рабочий стол - План рабочего стола=>По умолчанию).
Вы можете создать и сохранить под определенным именем собственные настройки рабочего стола. Для этого сначала расположите внутренние окна рабочего стола нужным вам образом (например, измените расположение и размеры окон, либо отделите их от основного окна MATLAB), затем выберите команду Desktope - Save Layout (Рабочий стол - Сохранить план) и в раскрывшемся диалоговом окне Save Layout задайте название для данного плана и щелкните на кнопке ОК. В результате это название будет добавлено в подменю Desktop Layout меню Desktop, и вы сможете применять свой план, как любой другой план рабочего стола, определенный в MATLAB.
Доступ к другим компонентам системы
В левом нижнем углу главного окна MATLAB находится кнопка Start (Пуск), позволяющая получить быстрый доступ к различным компонентам системы MATLAB, демонстрационным примерам, а также справочной информации. В меню, отображаемом с помощью этой кнопки, также имеются команды для создания кнопок быстрого запуска наиболее часто используемых команд на панели Shortcuts, для доступа к инструментам рабочего стола, для изменения параметров MATLAB и для поиска файлов.
Окно Command Window
Командное окно системы MATLAB (Command Window) предназначено для ввода чисел, переменных, выражений и команд, для просмотра результатов вычислений, для отображения текстов выполняемых программ, а также для вывода сообщений об ошибках.
О том, что система готова к вводу очередной команды, свидетельствует знак приглашения (>>), находящийся в текстовом поле командного окна.
Для того чтобы программа MATLAB выполнила введенную команду или вычислила заданное выражение, после ввода команды или выражения следует нажать клавишу <Enter>.
Пока не нажата клавиша <Enter>, вводимое выражение может быть отредактировано или удалено. После нажатия данной клавиши введенное выражение невозможно модифицировать. Если же вы поместите на него курсор и нажмете какую-либо клавишу на клавиатуре, курсор будет автоматически перемещен в строку ввода.
Для просмотра содержимого текстового поля используются горизонтальная и вертикальная полосы прокрутки командного окна (которые автоматически появляются, когда содержимое командного окна не помещается на экране), а также следующие клавиши:
<PgUp> и <PgDown> — перемещение на одну экранную страницу вверх или вниз соответственно;
<Ctrl+Home> и <Ctrl+End> — перемещение курсора в начало первой или в конец последней строки текстового поля соответственно;
<Ноmе> и <End> — перемещение курсора в начало или в конец текущей строки соответственно.
Клавиши <> и <>, которые в текстовых редакторах служат для перемещения вниз или вверх по экрану, в MATLAB имеют совершенно другое назначение. Они позволяют отобразить в строке ввода ранее введенные с клавиатуры команды и выражения с целью их повторного выполнения или редактирования. При этом после первого нажатия клавиши <> в строке ввода отобразится последняя введенная команда, при втором нажатии — предпоследняя и т.д. С помощью клавиши <> выполняется прокрутка команд в противоположном направлении. Это возможно благодаря тому, что все выполненные ранее команды сохраняются в специальной области памяти — стеке команд.
Строкой ввода, или командной строкой, называется строка со знаком приглашения (>>).
Окно Command History
Вызов ранее введенных команд в MATLAB7 можно осуществить не только с помощью клавиш <> и <>. Для этого предусмотрено специальное средство — окно Command History (История команд).
Здесь отображаются дата и время каждого сеанса работы в MATLAB, а также перечень команд, вводимых в течение каждого сеанса.
Если в окне Command History дважды щелкнуть мышью на какой-либо команде, эта команда будет выполнена. Это равнозначно вводу данной команды в командное окно с клавиатуры и последующему нажатию клавиши <Enter>.
Аналогичным образом можно выполнить сразу несколько команд, находящихся в этом окне. Если требуется выполнить несколько последовательных команд, выделите их с помощью мыши, удерживая нажатой клавишу <Shift>, после чего нажмите клавишу <Enter>. Если же подлежащие выполнению команды не следуют одна за другой в этом списке, выделите их, удерживая нажатой клавишу <Ctrl>.
Щелчок правой кнопкой мыши на какой-либо команде в окне Command History приведет к отображению контекстного меню, содержащего следующие команды:
Cut — вырезание выделенной команды в буфер обмена Windows;
Сору — копирование выделенной команды в буфер обмена Windows;
Evaluate Section — выполнение выделенной группы команд;
Create M-file — создание m-файла;
Create Shortcut — создание кнопки быстрого запуска команды на панели Shortcut;
Profile Code — запуск профайлера;
Delete Section—удаление выделенной команды;
Delete to Section —удаление всех команд до выделенной;
Clear Entire History — удаление всех команд в окне Command History.
Окно Workspace
MATLAB запоминает значения всех переменных, используемых в текущем сеансе работы. Переменные занимают в памяти компьютера определенное место, которое назвается рабочим пространством. Окно Workspace (Рабочее пространство), предназначено для просмотра переменных рабочего пространства.
Если названное окно не отображено на экране, выберите команду Desktop=>Workspace.
В данном окне информация о переменных представлена в виде таблицы, по умолчанию состоящей из следующих столбцов: Name — имя переменной; Value — значение переменной; Class — тип переменной (например, double — массив, состоящий из чисел двойной точности).
Если окно Workspace является активным (в частности, когда в нем выбрана какая-либо переменная), в строке меню программы MATLAB появляются два дополнительных меню — View (Вид) и Graphics (Графические средства).
Меню View (Вид) также появляется в строке основного меню MATLAB, если активно окно Current Directory (Текущий каталог). Однако в этом случае данное меню включает совершенно другие команды.
В меню View содержатся команды для управления видом окна Workspace. Так, добавив или сбросив соответствующие флажки в подменю View - Choose Columns (Вид=>Выбрать столбцы), можно добавить новые столбцы к таблице с информацией о переменных рабочего пространства или скрыть имеющиеся. Вы можете добавить два следующих столбца: Size — размер массива, которым представлено значение переменной (например, 3x2); Bytes — количество байтов, занимаемых переменной (например, 48). Наличие столбца Size является свидетельством того, что в MATLAB все данные рассматриваются как массивы.
С помощью команд подменю View=>Sort by (Вид - Сортировать по) можно нужным образом отсортировать переменные рабочего пространства в таблице. Возможна сортировка переменных по их именам (Name) в алфавитном или обратном алфавитном порядке, по значениям (Value), по размеру массива (Size), по количеству байтов (Bytes) в порядке возрастания или убывания значений, а также по типу переменной (Class).
Меню Graphics содержит инструменты для быстрого построения графиков на основе переменных, выбранных в окне Workspace. Здесь появятся команды, позволяющие построить графики основных типов (графики в линейном масштабе, гистограммы, столбцовые и круговые диаграммы, ступенчатые графики и т.д.). Чтобы задать другой тип графика, выберите команду More Plots (Другие графики) в меню Graphics. После этого раскроется диалоговое окно Plot Catalog (Каталог графиков), в котором можно выбрать любой тип графика, доступный в MATLAB.
Окно Workspace имеет панель инструментов, включающую команды для создания, сохранения и удаления переменных, для просмотра имеющихся переменных, для открытия файлов с данными, а также для построения простейших графиков функций, заданных переменными рабочего пространства (аналоги команд построения графиков имеются в меню Graphics).
Если в окне Workspace дважды щелкнуть на строке, соответствующей какой-либо переменной (например, переменной у), информация о ней отобразится в отдельном окне Array Editor.
В верхней части данного окна также находится панель инструментов, предназначенная для работы с переменными. В этом окне можно отобразить сразу несколько переменных. Справа на панели окна Array Editor имеются кнопки, позволяющие задать количество переменных, которые следует показать на экране, и способ их отображения.