Основы работы в среде MATLAB (Лабораторная работа № 1)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Тема: Основы работы в среде MATLAB

Цель: Ознакомиться с рабочей средой и ее настройкой, редактированием и отладкой М-файлов. Изучить основы работы.

Для современного инженера и научно-технического работника MATLAB является незаменимым инструментом моделирования и исследования различных прикладных систем, являющейся продуктом фирмы MathWorks. Его основное назначение – моделирование, анализ и визуализация динамических процессов.

Система MatLAB сокращение от MATrix LABoratory – матричная лаборатория.           

Основные преимущества перед пакетами MathCad, Mathematica заключаются в следующем:

• используемый математический аппарат  предельно приближен к современному математическому  аппарату инженера и ученого и опирается на вычисления с матрицами, векторами и комплексными числами; графическое представление функциональных зависимостей здесь организованно в форме, требуемой именно инженерной документацией;
• язык программирования системы прост, близок к языку Basic;
• является открытой системой. Это означает, что процедуры и функции доступны не только для использования, но и для коррекции и модификации;
• Позволяет легко интегрировать ее с текстовым редактором Word.

Система допускает возможность обращения к программам, написанным на языках FORTRAN, C и C++.

Работа  в этой среде может осуществляться в двух режимах:

·  В режиме калькулятора, когда вычисления производятся непосредственно после набора очередного оператора или команды; при этом значения результатов могут присваиваться некоторым переменным, либо результаты получаются без присвоения (как в обычных калькуляторах);

·  Путем вызова программы, составленной и записанной на языке MatLAB.

Среда MATLAB

Содержит меню, панель инструментов и рабочую область – CommandWindow.

Готовность к выполнению команды – знак >> (командная строка).

Клавиши «↑» выводит в командную строку последнюю вводимую команду, повторное нажатие вызовет предпоследнюю и т.д. Клавиша «↓» выводит команды в обратном порядке.

Особенности ввода команд. Если команда заканчивается точкой с запятой «;», то результат ее действия не отображается в командной строке. В противном случае, при отсутствии знака «;», результат действия команды сразу же выводится в рабочую область.

Текущий документ, отражающий работу пользователя с системой MATLAB и содержащий строки ввода, вывода и сообщений об ошибках, принято называть сессией. Значения всех переменных, вычисленные в течение сессии, сохраняются в специальной зарезервированной области памяти, называемой рабочим пространством системы – Workspace. Определения всех переменных и функций, входящих в текущую сессию, можно сохранить на диске в файле с расширением .mat.

Работа в MatLab может осуществляться и в так называемом программном режиме. Программный режим позволяет сохранить разработанный вычислительный алгоритм в виде файла и повторять его при других исходных данных и в других сессиях. Такие файлы называют М–файлами, они имеют расширения .m.

Кроме рабочей среды и рабочего пространства в среде существуют окна Command History- список выполненных команд и CurrentDirectory – для выполнения поиска, просмотра, открытия файлов и папок, смены текущего каталога, установления пути к файлу и т.д.

Редактирование и отладка М – файлов. М–файл – список команд, сохраненный на диске.  Для подготовки, редактирования и отладки М-файлов служит специальный редактор, который вызывается: File→ New→ М-file.

Привести М-файлы к выполнению можно несколькими способами:

·  Debug → Runиз меню редактора М-файлов;

·  F5;

·  набрать имя М-файла в командной строке и Enter.

Текстовый комментарий – это строка, начинающая с символа %.

Ввод вещественного числа и представление результатов вычислений. Команда главного меню системы File → Preferences задает представление чисел в системе. Установить или изменить формат представления выводимых в рабочую область чисел можно, если воспользоваться списком NumericFormatвкладки CommandWindowPreferences.

Можно изменить формат из командной строки с помощью команды format имя формата:

·  Short- краткая запись, применяется по умолчанию;

>>0.123456789

ans =

0.1234

·  Long – длинная запись;

>>0.123456789

ans =

0.12345678900000

·  ShortЕ - краткая запись в формате с плавающей точкой;

>>0.123456789

ans =

1.2346е-001

·  LongЕ – длинная запись в формате с плавающей точкой;

>>0.123456789

ans =

1.234567890000000е-001

·  ShortG– вторая форма краткой записи в формате с плавающей точкой;

>>0.123456789

ans =

0.12346

·  LongЕ – вторая форма длинной записи в формате с плавающей точкой