Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Теоретичні відомості.




ІНТЕГРОВАНІ ПАКЕТИ ПРИКЛАДНИХ ПРОГРАМ

Викладач: Бовсуновська К.С.

ЗМІСТ

Лабораторна робота № 1. Робота з числами, змінними та математичними виразами в системі MatLab…………………………………………………………6

Лабораторна робота №2 Особливості роботи з функціями в системі MatLab….13

Лабораторна робота №3 Робота з числами та структурами в системі MatLab…..18

Лабораторна робота №4 Робота зі спеціальними математичними функціями в системі MatLab…………………………………………………………………….…23


Лабораторна робота №1

Робота з числами, змінними та математичними виразами

В системі MatLab

Мета: познайомитися з особливостями роботи системи MatLab та навчитися виконувати елементарні дії з числами, змінними та математичними виразами.

Теоретичні відомості.

Оператор — це спеціальне позначення для конкретної математичної дії зі змінними та числовими константами, які називаються операндами. Найпростішими математичними операторами є знаки суми (+), різниці (–), множення (*), ділення (/) та піднесення у ступінь (^). У попередньому розділі були розділені оператори матричної алгебри та поелементні оператори, які в англійській літературі згідно з правилами їх написання називають точковими операторами (англійський термін dot-ope-rator). Оператори використовують у математичних виразах з операндами, наприклад 2 + 3 або a + b.

Сформулюємо основні правила формування та введення математичних виразів у системі MatLab.

1. Для індикації можливості введення вихідних даних новий командний рядок починається із символа >> (два знаки «більше»).

2. Для того, щоб не виводити результати обчислення виразу, введеного в даному рядку на екран після останнього символу необхідно поставити символ; (крапка з комою).

3. Будь-якому виразу може присвоюватися значення константи з відповідним ім’ям, і надалі це ім’я може використовуватися в інших математичних виразах. Якщо значенню виразу не присвоєна ніяка змінна, за замовчуванням використовується змінна ans.

4. Як і в мовах програмування FORTRAN та C, оператору присвоєння в математичних виразах мови MatLab відповідає знак =.

5. Під час написання імен змінних та функцій система MatLab, як і компілятори мов програмування С та C++, розрізняє малі та великі літери. Бібліотечні функції системи (у нашому прикладі це функція сінусу sin) записуються малими літерами. Аргументи функцій указуються в круглих дужках.

6. Результати обчислень виводяться в окремих рядках, що відрізняються від рядків з іменами змінних тим, що у них нестоїть що знак =.

7. У випадку використання математичних виразів ізвеликою кількістю символів, коли для запису не вистачає одного рядка, перехід на новий рядок здійснюється за допомогою трьох крапок (…).

Для отримання відомостей по всім операторам функцією допомоги, набравши команду help ops.

Виклик опції меню File: на екрані з’являється нове меню,що включає наступні команди:

New — створити новий файл;

Open — відкрити проект MatLab;

Run Script — виконати M?файл, який є програмою, написаною мовою програмування MatLab;

Save Workspace As — зберегти дані у файлі для подальшого їх використання;

Load Workspace — завантажити попередньо сформований файл;

Show Workspace — показати імена змінних;

Show Graphics Property Editor — показати вікно редактору, у якому властивості графіків та засобів подання інформації системи MatLab;

Show GUI Layout Tool — показати вікно властивостей засобів проектування графічного інтерфейсу користувача;

Set Path — установити шлях до поточної робочої директиви системи MatLab;

Preferences — налаштування системних змінних та інтерфейсу системи MatLab;

Print — виведення на друк вмісту командного вікна. У цьому разі вважаються всі введені команди, а не лише ті, які відображені на екрані;

Print Selection — виведення на друк виділених рядків;

Print Setup — налаштування параметрів принтера та параметрів друку, яке здійснюють через використання стандартних засобів системи Windows;

 

Серед параметрів, які знаходяться на вкладниці General, є подання чисел при виведенні результатів розрахунків, під назвою Numeric Format— числовий формат. У системі MatLab передбачено такі формати виведення числових даних.

Short — стислий запис. Використовується системою по замовчуванню, десяткові знаки після коми відповідають найменшій кількості введених цифр у запису числа;

Long — довгий запис. При використанні цього формату всі числові результати виводяться з найвищою точністю, п’ятнадцятьма десятковими знаками після коми;

Bank — банківське, або економічне подання результатів, яке використовується в документах та кошторисах, з округленням до другого знака після коми;

Plus — знаковий формат. При виведенні результатів записується тільки знак числа;

Short e— формат стислого запису із плаваючою комою. Результати записуються такі: s e m, s — характеристика, m —мантиса числа. Кількість знаків після десяткової коми, відповідає меншій кількості десяткових знаків, а на запис мантиси відводиться 4 позиції — на першій завжди стоїть знак мантиси.

Параметри виведення результатів можна також змінити за допомогою команди format. Приклади використання команди формат:

> format short e

> format bank

> format rational

 

Системні константи та змінні: Константа MatLab — це унікальне ім’я, якому надають значення введеного виразу. У цьому разі принцип унікальності повинен зберігатися для всіх командних рядків сесії роботи із системою, для відповідного проекту, який може бути збереженим та завантаженим за допомогою методів. Звичайні числа, наприклад, 1, –2, 5.78 можуть розглядатися як безіменні числові константи, за замовчуванням надається значення константи ans. Можна описувати тип константи,використовуючи команду format, але у більшості випадків система сама коректно визначає його.

Крім того, у MatLab існує інший тип констант, які прийнято називати системними змінними. Їм за замовчуванням система надає відповідне значення, яке може змінюватися за допомогою оператора присвоювання. Змінні i та j, які описують уявну одиницю. Наведемо інші системні змінні мови MatLab:

pi — відповідає числу π = 3,1415926…;

eps— похибка обчислювальних операцій над числами із плаваючою крапкою, за замовчуванням eps = 2–52;

realmin — мінімальне можливе число із плаваючою крапкою, яке може бути отримане у результаті обчислень, за замовчуванням;

realmin= 2.225073858507201е-308;

realmax— максимально можливе число з плаваючою крапкою, яке може бути отримане у результаті обчислень, за замовчуванням;

realmax= 1.797693134862316e+308;

inf — значення машинної нескінченності.

NaN — показник невизначеності даних при аналітичних і арифметичних обчисленнях, наприклад, при виникненні математичної невизначеності типу 0/0. Слід зазначити, що результатом обчислень у MatLab може бути не тільки дійсне, але й комплексне число.

 

Особливе значення у вхідній мові системи MatLab при формуванні векторів має оператор двокрапка (:). За допомогою цього оператора формуються вектори з табульованими значеннями. Тобто, елементи вектора складають арифметичну прогресію з відповідним кроком, і значення кожного наступного елемента відрізняється від попереднього на постійне число.

Вектори з табульованими значеннями необхідні програмістам для формування таблиць математичних функцій та побудови їх графіків. Формат запису оператора визначення векторів з табульованими значеннями має вигляд:

>> n1:n2:n3

де n1 — значення першого елемента вектора, n2 — крок зміни елементів вектора, n3— границя, яку не повинен перевищувати останній елемент вектора при додатному кроці, або менше якого він не повинен бути при від’ємному кроці. У наведеному прикладі параметр n2 може бути пропущеним, тоді вважається що «за замовчуванням» n2=1. Користувачам, які знайомі із вхідною мовою MathCAD, треба звернути увагу на те, що нумерація елементів векторів у MatLab починається з одиниці, а не з нуля.

 

Для роботи з комплексними числами у MatLab існує ряд спеціальних функцій:

real (z) — повертає дійсну частину числа;

imag (z) — повертає уявну частину числа;

abs (z)— повертає модуль дійсного або комплексного числа;

angle (z) — повертає кут нахилу між віссю абсцис і вектором комплексного числа у радіанах;

conj (z) — функція повертає число, комплексно-спряжене до числа z, тобто якщо z = a + ib,

Із чисел легко складаються математичні вирази, у яких можна використати знаки арифметичних операцій +, –, *, / і весь набір математичних функцій системи.

 

У програмах, написаних мовою MatLab, текстові коментарі займають окремий рядок, який завжди починається із символа %.

Наприклад:

% Обчислення функції Беcселя.

 

Змінні — це об’єкти, яким присвоюються відповідні імена та які призначені для збереження відповідних даних, значення змінних, на відміну від констант, змінюються під час виконання програми. Залежно від типів даних змінні бувають числовими, символьними, векторними або матричними. Змінним можна задавати відповідні значення за допомогою виразів, використовуючи знак = як оператор присвоєння. Формат виразу з оператором присвоєння такий:

ім’я_змінної = вираз

Для простоти синтаксису тип змінних заздалегідь не декларується. Вони визначаються типом виразу, значення якого присвоюється відповідній змінній.

Правила написання імен змінних у системі MatLab досить прості. Ім’я змінної, або ідентифікатор, може містити будь-яку кількість символів, але запам’ятовуються та ідентифікуються з них тільки перший 31 символ. У цьому разі повинен виконуватися принцип унікальності, тобто, ім’я змінної не може збігатися з іменами інших змінних або функцій системи. Ім’я повинне починатися з літери і може містити літери, цифри або символ підкреслення (_). Неприпустимо ставити в імена змінних символи +, –, *, /, &,:, @, =, оскільки у цьому випадку правильна інтерпретація математичного виразу стає неможливою.

 

У MatLab є також символьні константи, які являють собою ланцюжок будь-яких символів, які беруться в лапки. Наприклад:

“Hello, friends!“

“Привіт, друзі!“

“2+3“

Оскільки вираз “2+3“ може бути розглянутий як математичний, MatLab має спеціальні функції для перетворення символоподібних виразів у числові.

 

Ефективним способом очищення робочої області є команда MatLab clear у різних її модифікаціях. Можливі формати команди clear:

clear — вилучення всіх описаних раніше змінних;

clear x — вилучення змінної x;

clear a,b,c — вилучення змінних a, b та c;

clear functions — вилучення функцій;

clear all — вилучення всіх змінних та функцій.

 






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных