Роздрукувати сторінку
Главная \ Методичні вказівки \ Методичні вказівки \ 117 Методичні рекомендації до лабораторних робіт на тему Вивчення системи matlab, НУДПСУ

Методичні рекомендації до лабораторних робіт на тему Вивчення системи matlab, НУДПСУ

« Назад

117 Методичні рекомендації до лабораторних робіт на тему Вивчення системи matlab, НУДПСУ

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

Тема: «ВИВЧЕННЯ СИСТЕМИ MATLAB»

Теоретичні відомості

1. Основні пункти меню системи, інструментальна панель і опції MATLAB

Основне меню системи складається з 6 пунктів, кожний з яких у свою чергу містить декілька підпунктів різного ступеня вкладеності:

  • File – робота з файлами;

  • Edit – редагування сесії та документів М-файлів;

  • View – управління вікнами та панеллю інструментів;

  • Web – доступ до Інтернет-ресурсів;

  • Windows – відображення відкритих додаткових вікон, перехід до потрібного вікна;

  • Help — доступ до довідкових підсистем.

Розглянемо призначення деяких із них.

Серед команд меню File:

  • New – відкриття підменю з пунктами:Open – відкриття вікна завантаження файла;Close Command Windows – закриття вікна командного режиму;

    • M-file – відкриття вікна редагування М-файлів, аналог команди edit;
    • Figure – відкриття порожнього вікна графіки;
    • Model – відкриття порожнього вікна для створення Simulink-моделі;
    • GUI – відкриття вікна розробки елементів графічного інтерфейсу користувача;

  • Import data – відкриття вікна імпорту файлових даних;

  • Save Workspace As – відкриття вікна запису робочої області у вигляді файла із заданим ім’ям;

  • Set Path – відкриття вікна встановлення шляхів доступу файлової системи;

  • Preferences – відкриття вікна налаштування елементів інтерфейсу;

  • Print – відкриття вікна друку поточного документа;

  • Print Selection – відкриття вікна друку виділеної частини документа.

  • Exit – завершення роботи в системі.

Серед команд меню  Edit:

  • Undo – скасування результату попередньої операції;

  • Redo – скасування дії останньої операції Undo;

  • Cut – вирізання виділеного фрагмента і перенесення його в буфер обміну;

  • Copy – копіювання виділеного фрагмента в буфер обміну;

  • Paste – вставка фрагмента з буфера обміну в поточну позицію курсору;

  • Select All – виділення всієї сесії;

  • Delete – видалення виділеного об'єкта;

  • Clear Command Windows – очистка тексту сесії зі збереженням створених об'єктів, аналог команди clc;

  • Clear Command History – очистка вікна історії команд;

  • Clear Workspace – очистка вікна робочої області.

2. Вікно управління редактора М-файлів

Для підготовки і редагування М-файлів (текстів програм на внутрішній алгоритмічній мові системи) використовується спеціальний системний редактор текстів або зовнішній текстовий редактор. Редактор можна викликати командою edit з командного рядка або через пункт меню File. Після закінчення роботи з текстом М-файла його необхідно записати на диск, використовуючи команду Filе → Save as у меню редактора.

При створенні тексту файла редактор виконує ретельну синтаксичну перевірку. Редактор має й інші важливі засоби – він дозволяє встановлювати в тексті М-файла спеціальні мітки переривання (breakpoints). При досягненні цих міток обчислення припиняються, і користувач може оцінити проміжні результати обчислень, наприклад, значення певних змінних, перевірити правильність виконання циклів і т.д. Для зручності роботи з редактором рядки програми в ньому нумеруються в послідовному порядку. Редактор є багатовіконним. Вікно кожної програми оформлене як вкладка.

 

3. Управління командним вікном

 Розглянемо деякі команди управління вікном командного режиму:

  • clс – очистка екрана і розміщення курсору в лівому верхньому куті порожнього вікна;

  • home – повернення курсору в лівий верхній кут вікна;

  • echo<file_name> on – увімкнення режиму збереження команд, які вводяться на екрані, в текстовий файл  <file_name>(файл М-сценарію);

  • echo <file_name> off – вимкнення попереднього режиму збереження команд;

  • echo <file_name> – зміна режиму збереження на протилежний;

  • echo on all – увімкнення режиму виведення на екран тексту для всіх М-файлів;

  • echo off all – вимкнення режиму виведення на екран тексту М-файлів;

  • mоrе on – увімкнення режиму посторінкового виведення (відображення) (корисний при перегляді великих М-файлів);

  • mоrе off – вимкнення режиму посторінкового виведення, в цьому випадку для перегляду великих файлів треба користуватися смугою прокручування.

 

4. MATLAB у ролі калькулятора

 Система MATLAB створена таким способом, що будь-які (часом досить складні) обчислення можна виконувати в режимі прямих обчислень (інтерактивному режимі), тобто без підготовки програми. Це перетворює MATLAB у надзвичайно потужний калькулятор, здатний здійснювати не тільки звичайні для калькуляторів обчислення (наприклад, виконувати арифметичні операції й обчислювати елементарні функції), але й операції з векторами й матрицями, комплексними числами, рядами й поліномами і т.д. Можна майже миттєво задати й вивести графіки різних функцій — від простої одновимірної до складної тривимірної фігури. Робота із системою в режимі прямих обчислень носить діалоговий характер і відбувається за правилом “поставив запитання, отримав відповідь”. Користувач набирає певний запит на клавіатурі, потім (якщо потрібно) редагує його в командному рядку і передає на виконання натисненням клавіші  <Enter>.

Деякі правила роботи:

  • ознакою готовності системи до введення запиту є наявність курсору після символу   “>>”  у командному вікні;
  • дані вводяться і редагуються за допомогою найпростішого рядкового редактора;
  • записи запитів розрізняються залежно від використання великих і малих літер;
  • якщо в кінці запиту (команди) поставити знак  “;”, то результат  (відповідь) не відображається у командному вікні. Якщо цього не зробити (в тому числі і в М-файлі), то після успішного обчислення буде здійснене виведення результатів  на екран;
  • якщо не зазначена змінна для отримання результату обчислень, то MATLAB призначає таку змінну з ім'ям   ans ;
  • знаком присвоювання є    “=” ;
  • результат обчислень виводиться в рядках відображення (без знака  “>>” );
  • у загальному випадку для подання результату в командному вікні застосовується така форма: <ім’я_змінної> = <результат>.
  • вбудовані функції записуються малими літерами, і їхні аргументи вказуються в круглих дужках, наприклад,   sin(x).

5.Вихід із системи

 Завершення роботи з системою MATLAB здійснюється за допомогою команд quit, exit або натисненням комбінації клавіш <Ctrl+0>.

 

ЗАВДАННЯ ДЛЯ АУДИТОРНОЇ РОБОТИ

  1. Присвоїти змінній  x значення 5 без виведення значення на екран.
  2. Вивести значення змінної  x  на екран.
  3. Вивести значення змінної  x  на екран.
  4. Присвоїти змінній  y значення 15 з виведенням значення на екран.
  5. Знайти значення виразу  x+y.
  6. Знайти значення виразу  x+i*y.
  7. Знайти значення виразу  x–j*y.
  8. Знайти значення виразу  x+i*y  і записати це значення в змінну  u (використовуючи редагування попередньої команди).
  9. Знайти значення виразу  u*ans.
  10. Ввести вектор V з елементами 1,2,3,4 (набрати у командному рядку текст  V=[1,2,3,4]  і натиснути клавішу <Enter>).
  11. Обчислити функції синуса та експоненти від вектора V.
  12. Ввести матрицю A розмірності 1´4 (набрати у командному рядку текст  A=[1 2 3 4]  і натиснути клавішу <Enter>).
  13. Ввести матрицю B розмірності 4´1 (набрати у командному рядку текст  B=[1;2;3;4]  і натиснути клавішу <Enter>).
  14. Знайти матрицю   C=A*B.
  15. Знайти вектор   Y=C*V.
  16. Проаналізувати стан вікон історії та робочої області після виконання завдань 1-15.
  17. Відкрити вікно редактора М-файлів і перенести до нього інформацію з вікна історії.
  18. Зберегти отриманий текст у М-файлі з ім’ям   prima2.m.
  19. Очистити командне вікно.
  20. Очистити вікна  історії та робочої області.
  21. Виконати  М-файл з ім’ям prima2.m (набираємо prima2 після символу “>>”  у командному вікні і натискаємо клавішу <Enter>).

У деяких випадках математичний вираз, що вводиться, може виявитись настільки довгим, що для нього не вистачить одного рядка. Тоді для його перенесення на новий рядок використовується символ  “...”  (три або більше крапки), наприклад:

s = 1 – 1/2 + 1/3– 1/4 + 1/5 – 1/6 + 1/7 ...

1/8 + 1/9 – 1/10 + 1/11 – 1/12 .

Цей прийом може бути корисним для створення наочних документів (запобігання заходу рядків у невидиму область вікна або текстового документа, який друкується на принтері). Загалом кажучи, максимальне число символів в одному рядку командного режиму – 4096, а в М-файлі – не обмежене, проте з такими довгими рядками працювати незручно. У ранніх версіях пакета рядок мав не більше 256 символів.

 

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

  1. Розглянути команди загального призначення: help,demo/expo,info,ver,version, path, what, whatsnew, which, lasterr.

  2. Розглянути (за допомогою help) команди роботи з шляхами доступу до файлів: path, path(s), addpath, rmpath.

  3. Розглянути команди роботи з поточним каталогом: cd, pwd.

  4. Розглянути команди перегляду шляхів, роботи з файлами: dir, ls, tempdir, tempname, edit, type, delete, !, diary.

  5. Розглянути команди для роботи з робочою областю: clear, disp, length, size, who, whos, save, load, pack.

  6. Використовуючи системний редактор текстів створити М-файл з ім’ям primd1.m, в якому ввести: вектор-рядок X розмірності 10 і вектор-стовпець Y розмірності 10. Виконати нормування векторів і знайти косинус кута між векторами X i Y. Зберегти цей файл і виконати його.

  7. Створити командою edit М-файл з ім’ям primd2.m, в якому ввести вектори  a, b, c розмірності 3´1. Знайти:  векторний добуток векторів a і b – вектор  x, і число Н= |abc| – змішаний добуток векторів a, b, c. Зберегти цей файл і виконати його.

  8. Створити М-файл з ім’ям primd3.m, в якому ввести вектори  a, b, c, d, e, f  розмірності 1´3. Знайти число Н= |abc||def|. 

З повагою ІЦ "KURSOVIKS"!