Pakiety matematyczne INP2708W,L

Podobne dokumenty
Pakiety matematyczne. Matematyka Stosowana. dr inż. Krzysztof Burnecki

Pisząc okienkowy program w Matlabie wykorzystujemy gotowe obiekty graficzne, lub możemy tworzyć własne obiekty dziedzicząc już zdefiniowane.

Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium 15 30

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE WI-ET / IIT / ZTT. Instrukcja do zajęc laboratoryjnych nr 1 AUTOMATYZACJA I ROBOTYZACJA PROCESÓW PRODUKCYJNYCH

WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI KARTA PRZEDMIOTU

Metody numeryczne Technika obliczeniowa i symulacyjna Sem. 2, EiT, 2014/2015

WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI, AUTOMATYKI I INFORMATYKI INSTYTUT AUTOMATYKI I INFORMATYKI KIERUNEK AUTOMATYKA I ROBOTYKA STUDIA STACJONARNE I STOPNIA

Instalacja

Liczby rzeczywiste są reprezentowane w komputerze przez liczby zmiennopozycyjne. Liczbę k można przedstawid w postaci:

Wielkości liczbowe. Wykład z Podstaw Informatyki dla I roku BO. Piotr Mika

Informatyka. MATLAB Zasady zaliczenia Wykład. Plan tematów. Literatura. Wykład 1 45 min. 10/7/2013

Podstawy Informatyki

Wielkości liczbowe. Wykład z Podstaw Informatyki. Piotr Mika

1 Podstawy c++ w pigułce.

Obliczenia w programie MATLAB

LABORATORIUM 3 ALGORYTMY OBLICZENIOWE W ELEKTRONICE I TELEKOMUNIKACJI. Wprowadzenie do środowiska Matlab

Zanim zaczniemy GNU Octave

Wprowadzenie do środowiska

Podstawy Informatyki. Metalurgia, I rok. Wykład 3 Liczby w komputerze

Programowanie proceduralne INP001210WL rok akademicki 2018/19 semestr letni. Wykład 6. Karol Tarnowski A-1 p.

Instalacja Pakietu R

Wykorzystanie programów komputerowych do obliczeń matematycznych, cz. 2/2

Podstawy obsługi pakietu GNU octave.

Metody Numeryczne. Laboratorium 1. Wstęp do programu Matlab

Wprowadzenie do Pakietu R dla kierunku Zootechnika. Dr Magda Mielczarek Katedra Genetyki Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

Wprowadzenie do architektury komputerów systemy liczbowe, operacje arytmetyczne i logiczne

Wstęp do programowania INP001213Wcl rok akademicki 2017/18 semestr zimowy. Wykład 12. Karol Tarnowski A-1 p.

Odniesienie do kierunkowych efektów kształcenia Zna podstawowe możliwości pakietu Matlab

Analiza Algebra Podstawy programowania strukturalnego. Podstawowe wiadomości o funkcjach Podstawowe wiadomości o macierzach Podstawy programowania

Metody numeryczne Laboratorium 2

Spis treści. I. Skuteczne. Od autora... Obliczenia inżynierskie i naukowe... Ostrzeżenia...XVII

Elementy metod numerycznych - zajęcia 9

Diary przydatne polecenie. Korzystanie z funkcji wbudowanych i systemu pomocy on-line. Najczęstsze typy plików. diary nazwa_pliku

Analiza Algebra Podstawy programowania strukturalnego. Podstawowe wiadomości o funkcjach Podstawowe wiadomości o macierzach Podstawy programowania

Obliczenia Naukowe. O arytmetyce komputerów, Czyli jak nie dać się zaskoczyć. Bartek Wilczyński 29.

Podstawy Informatyki. Inżynieria Ciepła, I rok. Wykład 5 Liczby w komputerze

INFORMATYKA. Zajęcia organizacyjne. Arytmetyka komputerowa.

Programowanie w C++ Wykład 2. Katarzyna Grzelak. 4 marca K.Grzelak (Wykład 1) Programowanie w C++ 1 / 44

1 Podstawy c++ w pigułce.

Przykład 1 -->s="hello World!" s = Hello World! -->disp(s) Hello World!

Pracownia Komputerowa wykład VI

Wykorzystanie programów komputerowych do obliczeń matematycznych, cz. 2/2

Mathcad c.d. - Macierze, wykresy 3D, rozwiązywanie równań, pochodne i całki, animacje

Przedmiot: Urządzenia techniki komputerowej Nauczyciel: Mirosław Ruciński

Podstawy i języki programowania

Zakłócenia w układach elektroenergetycznych LABORATORIUM

PODSTAWY AUTOMATYKI. MATLAB - komputerowe środowisko obliczeń naukowoinżynierskich - podstawowe operacje na liczbach i macierzach.

Wprowadzenie do pakietów MATLAB/GNU Octave

1 P roste e t ypy p d a d n a ych c - c ąg ą g d a d l a szy 2 T y T py p z ł z o ł żo ż ne e d a d n a ych c : T BLICE

Wstęp do Informatyki. Reprezentacja liczb w komputerze Arytmetyka stało- i zmiennoprzecinkowa Przechowywanie danych pliki i foldery

INFORMATYKA Studia Niestacjonarne Elektrotechnika

Akademia Górniczo-Hutnicza Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki

Programowanie w C++ Wykład 2. Katarzyna Grzelak. 5 marca K.Grzelak (Wykład 1) Programowanie w C++ 1 / 41

Stałe, znaki, łańcuchy znaków, wejście i wyjście sformatowane

MATLAB skalary, macierze, liczby zespolone, standardowe funkcje

METODY I JĘZYKI PROGRAMOWANIA PROGRAMOWANIE STRUKTURALNE. Wykład 02

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

ARCHITEKTURA SYSTEMÓW KOMPUTEROWYCH

Matlab MATrix LABoratory Mathworks Inc.

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

Pakiety matematyczne. Matematyka Stosowana. dr inż. Krzysztof Burnecki

MATLAB Z3. Rafał Woźniak. Warsaw, Faculty of Economic Sciences, University of Warsaw

SYSTEMY LICZBOWE. SYSTEMY POZYCYJNE: dziesiętny (arabski): 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 rzymski: I, II, III, V, C, M

Liczby zmiennoprzecinkowe i błędy

MATLAB - podstawy użytkowania

PWSZ w Tarnowie Instytut Politechniczny Elektrotechnika

Języki i metodyka programowania. Reprezentacja danych w systemach komputerowych

Informatyka. Wykład 0. Witold Dyrka 13/2/2012

dr inż. Damian Słota Gliwice r. Instytut Matematyki Politechnika Śląska

Systemy liczbowe. 1. Przedstawić w postaci sumy wag poszczególnych cyfr liczbę rzeczywistą R = (10).

Pracownia Komputerowa wyk ad VI

Metoda znak-moduł (ZM)

Dane, informacja, programy. Kodowanie danych, kompresja stratna i bezstratna

Pakiety matematyczne. Matematyka Stosowana. dr inż. Krzysztof Burnecki

Teoretyczne Podstawy Informatyki

Obliczenia inżynierskie arkusz kalkulacyjny. Technologie informacyjne

Ćwiczenie 1. Matlab podstawy (1) Matlab firmy MathWorks to uniwersalny pakiet do obliczeń naukowych i inżynierskich, analiz układów statycznych

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: STC s Punkty ECTS: 3. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Metody numeryczne. Instytut Sterowania i Systemów Informatycznych Wydział Elektrotechniki, Informatyki i Telekomunikacji Uniwersytet Zielonogórski

#include <stdio.h> int main( ) { int x = 10; long y = 20; double s; s = x + y; printf ( %s obliczen %d + %ld = %f, Wynik, x, y, s ); }

Podstawy Informatyki Computer basics

Autor: dr inż. Katarzyna Rudnik

Ćwiczenie 3. MatLab: Algebra liniowa. Rozwiązywanie układów liniowych

MATLAB wprowadzenie śycie jest zbyt krótkie, aby tracić czas na pisanie pętli!

Ćwiczenie 3: Wprowadzenie do programu Matlab

Laboratorium Algorytmy Obliczeniowe. Lab. 9 Prezentacja wyników w Matlabie

Pracownia Informatyczna Instytut Technologii Mechanicznej Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki. Podstawy Informatyki i algorytmizacji

Dodatki. Dodatek A Octave. Język maszyn

Informatyka, Ćwiczenie Uruchomienie Microsoft Visual C++ Politechnika Rzeszowska, Wojciech Szydełko. I. ZałoŜenie nowego projektu

Zmienne, stałe i operatory

Laboratorium 10: Maszyna stanów

Wstęp do informatyki- wykład 1 Systemy liczbowe

2 Przygotował: mgr inż. Maciej Lasota

Wstęp do programowania. Reprezentacje liczb. Liczby naturalne, całkowite i rzeczywiste w układzie binarnym

Pracownia Komputerowa wykład IV

Powtórka algorytmów. Wprowadzenie do języka Java.

Programowanie w języku Matlab

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2014/2015

Modelowanie rynków finansowych z wykorzystaniem pakietu R

4 Standardy reprezentacji znaków. 5 Przechowywanie danych w pamięci. 6 Literatura

Transkrypt:

Pakiety matematyczne INP2708W,L dr inż. Marek Teuerle Katedra Matematyki Stosowanej Centrum im. Hugona Steinhausa Wydział Matematyki PWr Wrocław, 23 lutego 2016 r.

Informacje Marek Teuerle - bud. C-11, pok. 5.10 Marek.Teuerle@pwr.edu.pl prac.im.pwr.edu.pl/~teuerle listy zadań, slajdy, opis kursu, zasady zaliczenia. Konsultacje: wtorek, 14:15-16:15, czwartek, 11:00-13:00. (Proszę o e-mailowa informację o planowanych konsultacjach)

Pakiety Matematyczne (INP2708W,L) Szczegółowy opis kursu: strona WMat» www.wmat.pwr.edu.pl/2879289,231.dhtml Najważniejsze elementy: grupa kursów, wykład: 15 x.75h/sem. laboratorium: (7 x 1.5h +0.75h)/sem. (obecność na laboratorium obowiązkowa => dozwolona 1 nieobecność nieusprawiedliwione). WAŻNE: zwolnienie lekarskie (itp.) trzeba przedstawić na pierwszych zajęciach po nieobecności.

Pakiety Matematyczne (INP2708W,L) System punktacji: Laboratorium (50 pkt): F1: zapowiedziane komputerówki F2: zadania domowe Wykład (50 pkt): F3: projekt (ogłoszenie: 05 kwietnia) (35 pkt) F4: TEST na wykładzie (07 lub 13 czerwca) (15 pkt) Ocena końcowa -> max. 100 pkt i proporcjonalnie: każde 10 pkt mniej, obniża ocenę o 0,5 stopnia

Pakiety Matematyczne (INP2708W,L) Program kursu - zarys: 1. MATLAB: 1. Praca w zintegrowanym środowisku, typy danych, funkcje wbudowane. 2. Reprezentacja zmiennoprzecinkowa liczb rzeczywistych, błędy obliczeń. 3. Operacje na macierzach, przekształcanie macierzy, funkcje logiczne. 4. Pojęcie skryptu i m-funkcji tworzenie własnych funkcji. 5. Grafika 2D, 3D. 6. Rozwiązywanie równań nieliniowych. 7. Całkowanie numeryczne: przegląd metod.

Pakiety Matematyczne (INP2708W,L) 1. MATLAB (cd): 8. Interfejs graficzny (GUI): komunikacja z użytkownikiem, tworzenie i własności obiektów, projekt interfejsu graficznego. 9. M-funkcje o zmiennej liczbie argumentów, interpolacja wielomianowa. 2. MATHEMATICA (obliczenia symboliczne): 1. Definiowanie własnych funkcji. 2. Grafika 2D, 3D. 3. Różniczkowanie i całkowanie numeryczne i symboliczne 3. Test końcowy

Pakiety Matematyczne (INP2708W,L) Literatura: 1. Jerzy Brzózka, Lech Dorobczyński, Programowanie w MATLAB, Wydawnictwo Mikom, ISBN 83-7158-120-3 2. Rudra Pratap, MATLAB 7 dla naukowców i inżynierów, PWN, 2010, ISBN 978-83-01-16057-9 3. Andrzej Zalewski, Rafał Cegieła, MATLAB - obliczenia numeryczne i ich zastosowania wyd. NAKOM, 1998, ISBN 83-85060-85-5 4. MATLAB Documentation Center: www.mathworks.com/help/matlab 5. Radoslaw Grzymkowski, Adam Kapusta i Damian Słota, Mathematica 8, Wydawnictwo Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego, 2012, ISBN: 9788362652334

Pakiety Matematyczne (INP2708W,L) Literatura, dodatkowe: 1. Ewa Dudek-Dyduch i inni, Metody Numeryczne Wybrane Zagadnienia, Wydawnictwo AGH 2011, ISBN 978-83-7464-452-5 2. Z.Fortuna, B. Macukow, J. Wąsowski, Metody Numeryczne, WNT 2005, ISBN 83-204-3075-5 3. P. Krzyżanowski, Obliczenie inżynierskie i naukowe, PWN 2012, ISBN- 978-83-01-16701-1 Polecane materiały: 1. Strona Doc. Przemysława Kajetanowicza http://www.im.pwr.edu.pl/~kajetano/ 2. http://www.indiana.edu/~statmath/math/matlab/ Zachęcam do własnych poszukiwań!

MATLAB kilka faktów Oprogramowanie komercyjne 1980 - Cleve Moler, MATrix LABoratory zajęcia z Algebry (Fortran) 1984 MATLAB 1.0 (C) 1992 MATLAB 4.0 system pod Windows 2000 - MATLAB 6.0 interfejs oparty na Javie 2015 najnowsza wersja R2015b

Darmowe odpowiedniki MATLABa SciLab (www.scilab.org) GNU Octave (www.gnu.org/software/octave) FreeMat (freemat.sourcefoge.net) R pakiet statystyczny (www.r-project.org)

MATLAB pierwsze uruchomienie

MATLAB pierwsze uruchomienie Bieżący katalog Okno poleceń Przestrzeń robocza - zmienne Pliki w katalogu domowym Historia poleceń

MATLAB praca z pakietem Tryb bezpośredni: praca w oknie poleceń, polega na dialogu pomiędzy użytkownikiem a pakietem (pytanieodpowiedź) >> (2+3+4+5)/4 <enter> Tryb pośredni uruchamianie skryptów będących kolekcją komend >> moj_skrypt <enter>

MATLAB okno poleceń przydatne funkcje

MATLAB pomoc systemowa Szczegółowy opis komend MATLABa: >> help nazwa_funkcji >> doc nazwa_funkcji Help desk po naciśnięciu klawisza F1

Help

Typy danych najważniejsze double - macierz pełna. Liczby są reprezentowane w formacie zmiennoprzecinkowym z podwójną precyzją. Jest to format domyślny dla wartości liczbowych w MATLAB! char - typ tekstowy jakim jest dowolny napis. sparse - macierz rzadka. Elementy zerowe macierzy nie są zapamiętywane w pamięci komputera.

Typy danych struct - struktura. Struktura jest typem danych zawierającym w swoich polach dane różnych typów. cell - macierz komórkowa (blokowa) - pojedynczymi elementami takiej macierzy mogą być nie tylko liczby ale i dowolne dane z powyższych typów. uint8 8-bitowy typ całkowity, zakres: [0,255] istnieją również uint16,,uint64 int8 8-bitowy typ całkowity znakowany, zakres [-128-127] również int16,,int64

Typy danych - liczby liczby stałoprzecinkowa - z opcjonalnym użyciem znaku + lub oraz kropki dziesiętnej; liczby zmiennoprzecinkowa - z użyciem znaku e lub E poprzedzającego wykładnik potęgi 10, np. 1e2=100; liczby zespolone:jw. przy czym do zapisu części urojonej liczb zespolonych używa się stałej i lub j.

Typy danych - liczby zmiana precyzji wyświetlania: >> format opcja Dostępne opcje: short 4 cyfry w rozw. dziesiętnym long - 15 cyfr w rozw. dziesiętnym short e notacja naukowa, 4 cyfry w rozw. dziesiętnym long e - notacja naukowa, 15 cyfry w rozw. dziesiętnym rat ułamki zwykłe hex system szesnastkowy

Zmienne MATLAB automatycznie rozpoznaje typy zmiennych jeśli chcemy użyć inne niż domyślny typ zmiennych wtedy deklarujemy typ, np. >> a=uint8(10) Ale uwaga a+246 nie zadziała!

Zmienne - przykłady wywołania double: >> moja_zmienna= 2.3333; char: >> moja_zmianne_char= to jest napis struct: >> moj_struct.pole_liczbowe=4.33+pi; >> moj_struct.pole_tekstowe= liczba pi plus liczba rzeczywista cell: >> moja_zmienna_cell={23.333}

Zmienne ogólne uwagi 1. MATLAB nie wymaga deklarowania zmiennych ani określenia ich rozmiaru. 2. Kiedy podstawiamy do zmiennej wartości MATLAB sam alokuje pamięć. 3. Przy zmianie typ lub rozmiaru macierzy MATLAB sam realokuje pamięć. 4. Nazwa zmiennej musi rozpoczynać się literą i może składać się z dowolnej liczby liter, cyfr i znaków podkreślenia. 5. Aby sprawdzić wartość istniejącej już zmiennej, należy w wierszu poleceń wpisać jej nazwę <enter>. >> moja_zmienna <enter> 6. MATLAB rozróżnia duże i małe litery. 7.Standardowe polecenia pakietu pisane są małymi literami.

DEFINIOWANIE MACIERZY (WEKTORA) Elementy w wierszu macierzy muszą być oddzielane spacją lub przecinkami; Średnik lub znak nowego wiersza kończy wiersz macierzy i powoduje przejście do następnego; Cała lista elementów musi być ujęta w nawiasy kwadratowe. >> A = [1 3 4;3 4 5]; B = [1,2;7,8];

DEFINIOWANIE MACIERZY (WEKTORA) >> A = [1 3 4;3 4 5] A = 1 3 4 3 4 5

DEFINIOWANIE MACIERZY (WEKTORA) >> B = [1,2;7,8]; B = 1 2 7 8

DEFINIOWANIE MACIERZY (WEKTORA) >> C = [3:7]; C = 3 4 5 6 7 >> C1 = []; %pusta macierz C1 = []

DEFINIOWANIE MACIERZY (WEKTORA) >> D = [2:0.1:2.5] D = 2.0000 2.1000 2.2000 2.3000 2.4000 2.5000 >> D = linspace(2,2.5,6) D = 2.0000 2.1000 2.2000 2.3000 2.4000 2.5000

DEFINIOWANIE MACIERZY (WEKTORA) Budowanie macierzy z już istniejących macierzy A = [1 2 3 4; 5 6 7 8]; B = [ 9:12]; C = [101, 102, 103] ; >> D = [[A;B] C ]; lub >> D= [[A;B] [101:103] ];

ODWOŁANIA DO FRAGMENTÓW MACIERZY x(j:k) elementy wektora wierszowego x o numerach od j do k A(i,:) wszystkie elementy w wierszu i macierzy A A(i,j:l)- wszystkie elementy w wierszu i macierzy A o numerach od j do l A(i:k, j:l)-wszystkie elementy w kolumnach od j do l wierszy od i do l

ODWOŁANIA DO FRAGMENTÓW MACIERZY A(x,j:l)-wszystkie elementy w kolumnach od j do l w wierszach macierzy A o numerach określonych przez elementy wektora x A(:,:) cała dwuwymiarowa macierz A A(:)-cała macierz A w postaci wektora kolumnowego.

Przeszukiwanie macierzy >> A = [1 3 5; 4 6 7]; >> A>3 ans = 0 0 1 1 1 1

Przeszukiwanie macierzy >> A = [17,0,-9;30,-2,38] ; >> find (A>1) ans = 1 2 6

Przeszukiwanie macierzy >> A=[17,0,-9;30,-2,38] ; >> A(find(A>1)) % równoważnie >> A(A>1) ans = 17 30 38

WYŚWIETLANIE MACIERZY I ICH ROZMIARÓW [m n]=size(a)- w macierzy wynikowej m to liczba wierszy macierzy A, n-to liczba kolumn macierzy A; length(x)- długość wektora x lub dłuższy z wymiarów macierzy.

Kilka uwag o zmiennoprzecinkowej reprezentacji liczb R Liczby rzeczywiste przedstawione przy użyciu reprezentacji zmiennoprzecinkowej: x=(znak)mn C, M - mantysa liczby: [1/N;1), N - podstawa systemu liczbowego, C cecha liczby

Kilka uwag o zmiennoprzecinkowej reprezentacji liczb R Przykład: 8 bitowa reprezentacja w systemie dwójkowym- (s)mmmm(s)cc, gdzie s: 0-dodatnie, 1-ujemne : x=((1)1110(0)10) 2 liczba ujemna mantysa zapisana jako ułamek M=(1*2^(-1)+1*2^(-2) +1*2^(-3) +0*2^(-4))=-7/8 cecha zapisana jako liczba całkowita (dodatnia) C=+(1*2^(1)+0*2^(0))=2 x=(-7/8*2^2) 10 = (-3.5) 10

Kilka uwag o zmiennoprzecinkowej reprezentacji liczb R Współczesne komputery używają zapisu liczb w bardziej skomplikowany sposób -> reguluje to norma IEEE 754 Liczba bitów przeznaczonych na cechę i mantysę jest ograniczona Zatem nie każdą liczbę można zapisać w danym systemie liczbowym => błędy reprezentacji. Pewne liczby rzeczywiste traktowane jak jedna liczba zmiennoprzecinkowa Epsilon maszynowy - najmniejsza liczba nieujemna, której dodanie do jedności daje wynik nierówny 1: min ε : 1+ ε ~=1