Εισαγωγή στο περιβάλλον της Matlab

O παρακάτω οδηγός είναι μια σύντομη εισαγωγή στο περιβάλλον της Matlab (Matrix Laboratory).
Έχω συμπεριλάβει μια σύντομη ανάλυση για τις πιο στοιχειώδεις έννοιες , ώστε κάποιος αρχάριος να μπορέσει να κάνει χρήση της Matlab όσο πιο απλή μπορεί(προϋποθέτοντας ότι έχει κάποιες στοιχειώδεις γνώσεις από γραμμική άλγεβρα).


Tί είναι η Matlab

Matlab είναι μια υψηλής απόδοσης γλώσσα για τεχνικό υπολογισμό. Ενσωματώνει υπολογισμούς, απεικονίσεις, και προγραμματισμό σε ένα εύχρηστο περιβάλλον .


Μεταβλητές και Μητρώα

Μεταβλητή
Σημαντικό χαρακτηριστικό στη Matlab είναι ότι οι μεταβλητές μπορούν να λάβουν τιμές χωρίς να δηλωθεί ο τύπος του περιεχομένου.(αυτό το καθορίζει η Matlab εσωτερικά)
πχ. για x=3 ,θα αναγνωρίσει ότι πρόκειται για αριθμό και θα εκτυπώσει το περιεχόμενο 3.
Επίσης μπορεί να ανατεθεί κάποιο αλφαριθμητικό. πχ : x=’hat’ ,θα εκτυπωθεί η το αλφαριθμητικό hat.

Μητρώα
Ένα διάνυσμα (και κατ' επέκταση μητρώο)στη Matlab μπορεί να αναπαραστεί ως εξής :


u=[1 2 3] ,το οποίο είναι u= 1 2 3

ή

u=[1;2;3] , το οποίο είναι το u = 1

2

3

Εισαγωγή στο περιβάλλον της Matlab

Το περιβάλλον της Matlab φαίνεται στην παρακάτω εικόνα:

Διακρίνονται 3 κύριες περιοχές.

• 1. το Current Directory
• 2. το Command History
• 3. το Command Window

To Current Directory δείχνει το φάκελο στον οποίο βρισκόμαστε και αποθηκεύουμε τα αρχεία μας,
το Command History περιέχει τις ενέργειες που εκτελέσαμε στο Command Window και
το Command Window στο οποίο εκτελούνται οι εντολές του χρήστη.

Οι πράξεις που μπορούμε να εκτελέσουμε είναι:
Πρόσθεση +
Αφαίρεση -
Πολλαπλασιασμός *
Διαίρεση / ή \ (το \ χρησιμοποιείται για τη λύση συστήματος A.x=b -> x=A\b)
Ύψωση σε δύναμη ^
Στο command window μπορείται να πειραματιστείτε με αυτές τις πράξεις.


Τί είναι συνάρτηση

Μια συνάρτηση οριζεται ως εξής:
function [out1, out2, ...] = function_name( in1,in2,..)
Tα out1,out2,.. είναι οι μεταβλητές εξόδου που επιστρέφει η συνάρτηση και in1,in2,.. είναι τα ορίσματα που δέχεται ως είσοδο η συνάρτηση.Κάθε συνάρτηση καλό θα είναι να τερματίζει με το end.


Τι είναι υποσυνάρτηση

Υποσυνάρτηση(subfunction) είναι μια συνάρτηση η οποία περιέχεται στο ίδιο αρχείο (m file) με μια άλλη κύρια συνάρτηση και η εμβέλεια της περιορίζεται μόνο μέσα στο αρχείο.


Τί είναι το script

Script είναι μια ακολουθία από statements(εντολές) της Matlab.Μέσα σε ένα script δεν μπορεί να γίνει δήλωση συνάρτησης!


Τι είναι τα m files

Tα m files είναι αρχεία τα οποία περιέχουν είτε κάποια συνάρτηση(ή συναρτησεις) είτε κάποιο script.κάθε m file πρέπει να έχει το όνομα της κύριας συνάρτησης που είναι υλοποιημένη μέσα σε αυτό. Για παράδειγμα για τη συνάρτηση fun1 που χρησιμοποιεί τις βοηθητικές συναρτήσεις γι αυτή (subroutines) sub1 , sub2 θα έχουμε τα εξής:

Όνομα αρχείου fun1.m

function [out1, out2, ...] =fun1( in1,in2,..)
.
.
end

function [out1, out2, ...] =sub1( in1,in2,..)
.
.
end

function [out1, out2, ...] =sub2( in1,in2,..)
.
.
end


Ως script θα μπορούσαμε να υλοποιήσουμε ένα m file (δεν παίζει ρόλο το όνομα που θα του δώσουμε) κι εκεί απλά να υπάρχει η κλήση της συνάρτησης fun1.

αρχείο my_script.m

result=fun1(in1,in2,..)


Κλήση συναρτήσεων

Η κλήση μιας συνάρτησης μπορεί να γίνει με δύο τρόπους.
Είτε μέσω του Command Window πληκτρολογώντας την ενολή

είτε καλώντας το script που την υλοποιεί από το Current Directory



Προγραμματιστικές Δομές

Οι προγραμματιστικές δομές που χρησιμοποιούνται από τη Matlab είναι:
για έλεγχο ροής : if , switch
για δομές επανάληψης : for , while
για διακοπή ή συνέχιση της ροής του προγράμματος : break , continue


Σχεδίαση Γραφικών

Η πιο απλή συνάρτηση για τη σχεδίαση γραφικών είναι η plot.Τα ορίσματα που δέχεται περιέχουν τις τιμές που θα αναπαραστίσει γραφικά η συνάρτηση.

Το περιβάλλον από μόνο του παρέχει πολύ χρήσιμη βοήθεια , καθώς και online από τη Mathworks.