بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
برنامه نویسی رایانه
Computer Programming
مقدمه ای بر MATLAB
اسلاید 2 :
مقدمه
MATLAB یک نرم افزار قوی جهت استفاده دانشجویان و پژوهشگران رشته های ریاضی و مهندسی است که اولین نگارش های آن در دانشگاه نیومکزیکو و استانفورد در سال 1970 توسطCleve Moler جهت حل مسائل تئوری ماتریس ها، جبر خطی و آنالیز عددی به وجود آمد. نسخه کامل MATLAB در سال 1984 روانه بازار شد.
لغتMATLAB ترکیبی از دو کلمهMATrix LABoratory است. در حقیقت MATLAB یک زبان برنامه نویسی آسان با مشخصات بسیار پیشرفته و ساده تر از زبان های کامپیوتری نظیر پاسکال وC است. زبان برنامه نویسی این بسته، بواسطه دارا بودن کتابخانه عظیم شامل توابع از پیش تعریف شده، مدل های آماده و سیستم های شبیه سازی و بهینه سازی توانسته است نیازهای کاربران را به صورت قابل قبولی ارضا کند. ماتریس ها، معادلات دیفرانسیل، رشته های عددی، ترسیمات و گراف ها از لوازم اصلی به کار رفته در ریاضیات و نیز درMATLAB است.
اسلاید 3 :
برخی از کاربردهای MATLAB
کاربرد و اداره ماتریس ها و آرایه های جامع در آنالیز عددی
یافتن ریشه های چند جمله ای ها با درجات بالا
رسم نمودارهای دو بعدی و سه بعدی با سیستم های مختصات مختلف
انتگرال گیری و مشتق گیری
کنترل و پردازش سیگنال
شناسایی و هوش مصنوعی
بهینه سازی و محاسبات سیمولینکی
اسلاید 4 :
مزایای استفاده از MATLAB
نرم افزار MATLAB هم می تواند به عنوان یک ماشین حساب و هم به عنوان یک زبان برنامه نویسی به کار رود.
رسم های گرافیکی و محاسبات را به زیبایی در کنار هم ترکیب می کند.
یادگیری نرم افزار MATLAB آسان است.
یک نرم افزار تفسیری (interpreted language) است نه مترجمی (compiled language). بنابراین تصحیح خطا در آن آسان است.
طوری بهینه شده است که عملیات ماتریسی را سریع انجام می دهد.
اسلاید 5 :
معایب استفاده از MATLAB
یک زبان برنامه نویسی با هدف های عام مانند C، C++ و FORTRAN نیست.
یک زبان تفسیری است؛ بنابراین از زبان های مترجمی کندتر است.
بالا بودن هزینه ی خرید نرم افزار
اسلاید 6 :
آشنایی با محیط MATLAB
منوهای اصلی پنجره ی MATLAB: Apps، Plots، Home
پنجره فرمان : Command Window
پنجره تاريخچه دستورات: Command History
پنجره دايرکتوري جاري : Current Folder
پنجره فضاي کاري و ویرایش متغیرها : Workspace
اسلاید 7 :
آشنایی با محیط MATLAB
اسلاید 8 :
آشنایی با محیط MATLAB
در منوی Home می توان M-fileها یا متغیرهای جدید را ایجاد، باز یا ذخیره کرد؛ داده های جدید را وارد نمود. همچنین در این منو می توان پنجره های اصلی متلب را سفارشی ساخته یا مدیریت نمود.
در منوی Plot می توان نمودارهای متنوع دو بعدی و سه بعدی را بر روی داده ها ایجاد نمود.
در منویApps می توان از Toolboxهای متنوعی که برای رشته های مختلف علم و مهندسی توسعه داده شده است، استفاده نمود. همچنین در این بخش می توان برنامه ای که توسط کاربر به صورت رابط گرافیکی (Graphical User Interface) آماده شده است را به صورت برنامه های رایانه ای مجزا تولید نمود.
اسلاید 9 :
پنجره دستورات Command Window
اصلی ترین پنجره MATLAB است که کاربر می تواند در این قسمت از دستورات ساده تا کدهای برنامه نویسی را در این محل تایپ کند و اجرا نماید. این دستورات در مقابل علامت << (Command prompt) نوشته می شوند و پس از اتمام دستورنویسی و زدنEnter دستور مورد نظر اجرا می شود. این صفحه می تواند مانند یک ماشین حساب ساده بکار برده شود. پیغام های خطا و سایر پیغام های MATLAB در این پنجره دیده می شود.
به عنوان مثال
>> 4+2
Ans= 6
محتویات این صفحه را می توان از طریق کلیک راست بر روی نوار بیرونی پنجره دستورات و استفاده از گزینهClear Command Window پاک کرد.
اسلاید 10 :
پنجره تاريخچه دستورات Command History
هر بار که برنامه MATLAB باز می شود، زمان و تاریخ ورود کاربر در پنجرهCommand History به رنگ سبز نشان داده می شود. مثلاً: %-- 17/9/16 11:05 AM --%
پس دستوراتی که به برنامه می دهیم نیز پشت سر هم در این پنجره ذخیره می شوند. این دستورات تا زمانی که پاک نشوند در لیست باقی می مانند. حتی بعد از خارج شدن از برنامه نیز همچنان سر جای خود باقی هستند. برای اجرای دوباره این دستورات کافیست دو بار روی آنها کلیک چپ کنیم و برای پاک کردن آنها کافیست پس از انتخاب دستورات مورد نظر بر روی آنها کلیک راست کرده و گزینه Delete را اجرا کنیم. محتویاتCommand History را می توان از طریق کلیک راست بر روی نوار بیرونی این پنجره و استفاده از گزینهClear Command History پاک نمود.
اسلاید 11 :
پنجره فضاي کاري Workspace
Workspace یا محیط کار برای ایجاد، انتقال و مشاهده ی متغیرهای ماتریسی است. باید توجه کرد که مسئله همنامی در متغیرها اتفاق نیفتد.
اگر در این پنجره روی هر کدام از متغیرها دبل کلیک کنیم، پنجره Array Editor مربوط به آن متغیر باز می شود که در این پنجره می توان هر گونه تغییری در مقادیر متغیرها ایجاد کرد.
برای پاک کردن محتویات آن می توان از طریق کلیک راست بر روی نوار بیرونی پنجره فضای کاری و استفاده از گزینهClear Workspace عمل نمود.
پس از ایجاد متغیر در فضای کاری، می توان روی متغیر مورد نظر کلیک راست نموده و پس از انتخاب گزینه Save As. متغیر را به صورتMAT-file ذخیره کرد.
اسلاید 12 :
پنجره مسیر جاري Current Directory
این پنجره مکان فایلی را که برنامه ی در حال اجرای MATLAB در آن قرار دارد را نشان می دهد. که البته همه فایل های موجود، گزارشات و نتایج و. را نیز نشان می دهد. MATLAB به طور پیش فرض پوشه ای در My Document به نام MATLAB ایجاد می کند که می توان با تغییر مسیر و رفتن به شاخه جدید، مدیریت شاخه را در قسمت جدید انجام داد. هر دستور ورودی و خروجی در این فایل انجام خواهد شد (یعنی اگر پارامتری را بخواهیم ذخیره کنیم در این شاخه و در این فایل ذخیره خواهد شد). البته اگر بخواهیم برنامه ای را اجرا کنیم باید در این شاخه باشد. در صورت یکی نبودن شاخه ها، MATLAB خود شاخه را تغییر خواهد داد.
توجه: اگر یکی از پنجره ها را به اشتباه ببندید، می توان از مسیر زیر یک بار دیگر به صفحه شکل و پنجره های اولیه بازگشت.
Home>>Layout>>Default
اسلاید 13 :
آشنایی با محیط MATLAB
Simulink: از سیمولینک برای شبیه سازی سیستم های دینامیکی پیوسته و ناپیوسته زمانی خطی و غیرخطی استفاده می شود. با کلیک برروی آن کتابخانه ی Simulink یا Simulink Library Browser باز می شود.
سفارشی کردن Desktop:
برای مینیمم کردن پنجره است، با کلیک برروی آن پنجره به سمت راست صفحه می رود. برای بازگرداندن آن کافی است برروی آن کلیک راست کرده و گزینهRestore را انتخاب کنیم.
برای آزاد کردن پنجره یاUndock کردن از منوی استفاده می کنیم. برای بازگرداندن آن کافیست بر روی آیکون (Dock) کلیک کرد.
اسلاید 14 :
متغیرها
متغیر در حقیقت فضایی اختصاصی می باشد که نرم افزار از آن برای ذخیره مقادیر و ماتریس ها و یا هر نوع اطلاعات دیگر استفاده می کند.
شرایط ایجاد متغیرها:
1. نرم افزار MATLAB به حروف بزرگ و کوچک بسیار حساس است و آن ها رامتفاوت می شناسد.
2. حرف اول یک متغیر نباید از عدد استفاده شود.
3. نام متغیرها حداکثر 63 کاراکتر می تواند باشد (بستگی به نسخه نرم افزار دارد).
4. نام متغیرها را نباید از کلمات تعریف شده در MATLAB باشد. البته دستورات MATLAB با حروف کوچک نوشته می شود و شما می توانید برای نامگذاری متغیر خود از این نام ها با حروف بزرگ استفاده نمایید.
5. بین حروف یک کلمه نباید فاصله وجود داشته باشد.
6. از (_) در نامگذاری متغیرها می توان استفاده کرد، اما از کاراکترهای علامت و دستوری نمی توان استفاده کرد.
اسلاید 15 :
متغیرهای ویژه در MATLAB
1. ans برای ذخیره مقادیری که کاربر متغیری را برای ذخیره آن ها در نظر نگرفته است.
2. pi مقدار عدد پی (3.1416)
3. eps کوچک ترین عدد مثبت بزرگ تر از صفر (بزرگترین عددی که اگر با یک جمع شود باز هم یک را به عنوان نتیجه برمی گرداند).
4. inf به عنوان علامت بی نهایت. این مقدار از تقسیم یک عدد غیر صفر بر عدد صفر بدست می آید.
5. NaN یا nan مقدار غیر عددی (نتیجه تمام عملگرها روی NaN ها، NaN است). این مقدار از تقسیم عدد صفر بر صفر بدست می آید.
اسلاید 16 :
دو دستور کاربردی
>> clc
>> clear
پاک کردن پنجره دستورات (Command window)
پاک کردن پنجره دستورات و فضای کاری (Command window & Workspace)
اسلاید 17 :
ماتریس تک عنصری
یک ماتریس از m سطر و n ستون تشکیل شده است. در صورتی که m=n=1 باشد، ماتریس تک عنصری گفته می شود.
در صورتی که بخواهید تنها مقدار ثبت شود و نمایش داده نشود، از علامت ; در پایان دستور استفاده نمایید.
اسلاید 18 :
ایجاد ماتریس m سطر و n ستون
اعضای یک ماتریس m سطر در n ستون را باید در یک دراکت [ ] معرفی کرد. هر سطر را با علامت ; از یکدیگر جدا کنید. برای جداسازی ستون ها (اعضای هر سطر) می توان از فاصله یا علامت , استفاده کرد.
اسلاید 19 :
ماتریس با آرایه رشته (متن)
برای ایجاد کردن ماتریسی که اعضای آن مقادیر رشته ای یا همان کاراکترهای متنی است، کافی است رشته خود را در داخل علامت ‘رشته’ قرار دهید.
نکته: تعداد کاراکترهای رشته ها باید با یکدیگر برابر باشد.
اسلاید 20 :
ایجاد ماتریس به روش سطری
جهت ایجاد این گونه ماتریس ها از علامت : استفاده می شود. در این روش می توان هم ماتریس سطری و هم ماتریس ستونی و یا هر دو را ایجاد کرد.
عدد پایانی : مقدار پرش : عدد شروع = A
در صورتی که عدد مقدار پرش را ننویسید، به صورت پیش فرض 1 در نظر گرفته می شود.
