6355787064

Z. Rudnicki: MATLAB - KOMPENDIUM

1. Wprowadzenie

1.1.    Cel zajęć i układ materiału

Na zajęciach z Matlab’a mamy dwa główne cele:

1.    poznać podstawowe idee konstruowania algorytmów i programowania komputerów,

2.    nauczyć się podstaw użytkowania potężnego pakietu oprogramowania jakim jest Matlab i zapoznać się z niektórymi, wybranymi jego możliwościami.

Dla pierwszego celu istotny jest wybór języka programowania - jaki język programowania wybrać dla początkujących, którzy nie mają zostać programistami ale będą absolwentami wydziału mechanicznego renomowanej uczelni technicznej.

Język BASIC jest najłatwiejszy dla początkujących - bo do tego celu został opracowany, jednak nie jest używany profesjonalnie a jego następca Visual Basic jest już znacznie trudniejszy. Profesjonalni programiści najczęściej korzystają z języka C i jego dialektów obiektowych i „okienkowych”, które jednak dla początkujących są zbyt trudne. Kompromisem między Basic’em a C wydał się Matlab, zawierający zapożyczenia z obu tych języków i dla początkujących łatwy a dla zaawansowanych potężny i wszechstronny oraz bardzo popularny na uczelniach Świata.

Jednakże, zalety Matlaba zaczyna być widać dopiero przy grafice i operowaniu na macierzach - co stanowi trudniejszy materiał, dlatego omówiono go w dalszych rozdziałach. W początkowych rozdziałach przedstawione są takie cechy języka Matlab, które są analogiczne jak w Basic’u, PascaPu, Fortranie, Algolu - a więc językach tradycyjnych. Jednakże tworząc na przykład najprostszy wykres musimy „zahaczyć” o obszerną dziedzinę grafiki oraz macierzy. W takich przypadkach trzeba zajrzeć do tych dalszych rozdziałów gdzie są obszerniejsze omówienia tych dziedzin.

1.2.    Co to jest MATLAB

MATLAB (nazwa pochodzi od angielskiego: MATrix LABoratory) to rozwijany od roku 1984 pakiet oprogramowania matematycznego firmy MathWorks Inc. zawierający:

•    język i środowisko (narzędzia) programowania oraz

•    obszerny zestaw tematycznych bibliotek podprogramów (toolbox’ów)

•    i wiele tysięcy stron (na CD) podręczników oraz przykładowych programów (demos)

1.3.    Dlaczego warto poznać MATLABa?

Bo stanowi potężne i rozpowszechnione na Świecie narzędzie do obliczeń naukowo-technicznych i inżynierskich a zarazem - w podstawowym zakresie - jest łatwy w obsłudze i nadaje się do nauki programowania.

Posiada bogaty zestaw funkcji matematycznych i funkcji do prezentacji wyników w postaci różnorodnych wykresów a także animacji. Specjalistyczne „toolbox’y” czynią go narzędziem dostosowanym do prawie każdej dziedziny, a przystępnie (choć po angielsku) objaśnione przykłady pozwalają poznawać metody matematyczne w praktyce.

W Matlabie można też stosować programowanie obiektowe i tworzyć programy "okienkowe" z graficznym interfejsem użytkownika. Możliwa jest także współpraca programów Matlaba z programami w językach C oraz Fortran - dzięki interfejsowi programowania aplikacji API (Application Programming Interface).

Opracowany w Matlabie Simulink to biblioteka modułów symulacyjnych z których budować można układy przetwarzania sygnałów i modelować układy dynamiczne podobnie jak niegdyś na maszynach analogowych.

Oprócz oryginalnego, komercyjnego Matlab’a istnieje i rozwija się szereg legalnie darmowych pakietów oprogramowania wzorowanych na Matlabie, o czym wspomniano nieco dalej.

Spis wybranej literatury w języku polskim zamieszczono na końcu tego opracowania, w kolejności od podręczników najbardziej podstawowych do zaawansowanych. Najkrótsze i wystarczające dla naszych potrzeb wprowadzenie do Matlaba stanowi książka z serii „Ćwiczenia z...” :

Matlab. Przykłady i zadania. Autorzy: A.Kamińska, B.Pańczyk, Wyd.: Mikom, Stron 152.

3