Пакет MatLab. Элементы программирования. Функции пакета. Графические возможности пакета, страница 2

Одно из главных достоинств системы - легкость ее модификации и адаптация к конкретным задачам пользователя. Пользователь легко может ввести любую новую команду, оператор или функцию. Большинство расчетов производятся без традиционного программирования, что обеспечивается большим набором специализированных функций MatLab. В пакете реализован встроенный язык, синтаксис которого похож на язык Си.

Пакет MatLab в начале восьмидесятых годов написал Cleve Moler на языке Fortran. Он использовал алгоритмы многих специалистов, работавших с LINPACK и EISPACK. Используемый сейчас пакет написан на языке С фирмой The Math Works. Первую версию реализовали Steve Bangert (интерпретатор команд), Steve Kleiman (графика), John Little и Cleve Moler (аналитические расчеты и большинство m-функций). В настоящее время над расширением возможностей пакета MatLab работает большое количество специалистов и он постоянно пополняется новыми программами (функциями). На его основе строятся специализированные пакеты для различных областей деятельности, например пакет Simulink (фирма Math Work) - программа для моделирования динамических систем.

§2. Основные понятия: режимы работы пакета, файлы, функции, библиотеки функций.

Независимо от версии пакета, MatLab работает в двух режимах - командном и программном. Командный режим представляет собой фактически мощный калькулятор с большим набором математических и графических функций. При этом результат выполнения команды сразу же представляется на экране дисплея. Программный режим дает возможность записывать последовательность команд с помощью специализированного Си-образного языка программирования.

MatLab для Windows подчиняется всем соглашениям Windows. Поэтому все окна (и командное) - графические, и существует возможность одновременно открывать несколько окон для вывода графической информации, а также окна для редактирования программ. Для выхода из программы необходимо закрыть командное окно.

Основным типом файлов, которые использует пакет MatLab является так называемый m-файл (файл с расширением *.m). В m-файлах содержатся функции библиотек пакета, а также программы и функции пользователя.

Файлы, используемые пакетом, имеет следующие расширения:

*.m         - файлы, содержащие команды и функции пакета, а также программы пользователя (m-файлы),

*.mat     - файлы, в которых хранятся значения переменных,

*.met     - файлы, в которых хранятся графики.

*.mdl     - файлы Simulink для версии Matlab 5.0 и выше.

Непосредственно в MatLab встроено более 200 функций, которые могут быть использованы как команды. Кроме того, существует несколько стандартных библиотек (поставляются фирмой), расширяющих возможности пакета. Они носят название Toolbox.

The Signal Procesing Toolbox - дополнительные функции для анализа временных сигналов.

The Control System Toolbox - функции для синтеза систем управления в пространстве состояний.

The System Identification Toolbox (Lennart Ljuing) - функции для идентификации систем, построения наблюдателей и т.п.

The Optimization Toolbox (Andrew Grace) - функции для оптимизации линейных и нелинейных функций.

The Neural Network Toolbox (Howard Demuth, Mark Beale) - функции для построения и моделирования нейронных сетей.

The Spline Toolbox - функции для работы со сплайнами.

The Robust Toolbox - функции для робастного управления.

The Real Time Toolbox - функции для управления в реальном времени.

§3. MatLab для Windows.Состав и структура пакета.

MatLab 4.0 является полностью 32-битным - Windows приложением, поэтому работает быстрее, чем предыдущие версии. Требование к аппаратному обеспечению совпадают с требованиями для работы Windows. Минимальные требования к конфигурации компьютера следующие:

·  обязательное наличие сопроцессора;

·  Windows совместимые мышь, принтер и монитор;

·  8 Мбайт свободного дискового пространства на жестком диске (10 Мбайт, если используется вместе с программой Simulink);

·  4 Мбайта ОЗУ (8 Мбайт при использовании 3-х мерной цветной графики);

Для более полного использования возможностей данной версии пакета рекомендуется иметь в составе персонального компьютера: