Pakiety matematyczne. Matematyka Stosowana. dr inż. Krzysztof Burnecki

Podobne dokumenty
Pakiety matematyczne INP2708W,L

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

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

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

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

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

Instalacja

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

Zanim zaczniemy GNU Octave

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

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

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

Wprowadzenie do środowiska

Pakiety matematyczne. Matematyka Stosowana. dr inż. Krzysztof Burnecki

Matlab MATrix LABoratory Mathworks Inc.

Instalacja Pakietu R

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

Obliczenia w programie MATLAB

Zakaz rozpowszechniania w sieci, tylko na użytek studentów informatyki UwB. WYKŁAD 1- Matlab

Komputerowe Wspomaganie Obliczeń. dr Robert Kowalczyk

PWSZ w Tarnowie Instytut Politechniczny Elektrotechnika

Pakiety matematyczne. Matematyka Stosowana. dr inż. Krzysztof Burnecki

Elementy metod numerycznych - zajęcia 9

METODY KOMPUTEROWE W OBLICZENIACH INŻYNIERSKICH

METODY KOMPUTEROWE W OBLICZENIACH INŻYNIERSKICH

ZMODYFIKOWANY Szczegółowy opis przedmiotu zamówienia

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

1 Podstawy c++ w pigułce.

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

MATLAB - podstawy użytkowania

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

Programy wykorzystywane do obliczeń

Podstawy obsługi pakietu GNU octave.

Metody Numeryczne. Laboratorium 1. Wstęp do programu Matlab

Stałe, znaki, łańcuchy znaków, wejście i wyjście sformatowane

Obliczenia Naukowe. Wykład 11:Pakiety do obliczeń: naukowych i inżynierskich Przegląd i porównanie. Bartek Wilczyński

Metody numeryczne Laboratorium 2

Wykorzystanie programów komputerowych do obliczeń matematycznych

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

Odniesienie do kierunkowych efektów kształcenia Zna podstawowe możliwości pakietu Matlab

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

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

Modelowanie rynków finansowych z wykorzystaniem pakietu R

Matlab Składnia + podstawy programowania

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

Wstęp do programowania INP003203L rok akademicki 2018/19 semestr zimowy. Laboratorium 2. Karol Tarnowski A-1 p.

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

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

Instytut Mechaniki i Inżynierii Obliczeniowej Wydział Mechaniczny Technologiczny Politechnika Śląska

MATLAB - laboratorium nr 1 wektory i macierze

Podstawy Automatyki ćwiczenia Cz.1. Środowisko Matlab

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

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

Ćwiczenie 3. MatLab: Algebra liniowa. Rozwiązywanie układów liniowych

Rok akademicki: 2016/2017 Kod: JIS s Punkty ECTS: 6. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2018/2019

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

MATLAB skalary, macierze, liczby zespolone, standardowe funkcje

Programowanie dla początkujących w 24 godziny / Greg Perry, Dean Miller. Gliwice, cop Spis treści

Dlaczego stosujemy edytory tekstu?

Podstawy programowania. Wykład: 9. Łańcuchy znaków. dr Artur Bartoszewski -Podstawy programowania, sem 1 - WYKŁAD

Metody i analiza danych

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

1 Podstawy c++ w pigułce.

Wprowadzenie do systemu Scilab

Wymagania na poszczególne oceny w klasach I gimnazjum

Porównanie środowiska R z środowiskiem MatLab 7.1

Cw.12 JAVAScript w dokumentach HTML

Baltie 3. Podręcznik do nauki programowania dla klas I III gimnazjum. Tadeusz Sołtys, Bohumír Soukup

Matlab - zastosowania Matlab - applications. Informatyka II stopień (I stopień / II stopień) ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Matlab Składnia + podstawy programowania

Rok akademicki: 2014/2015 Kod: CCB s Punkty ECTS: 3. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Klawiatura. Klawisze specjalne. Klawisze specjalne. klawisze funkcyjne. Klawisze. klawisze numeryczne. sterowania kursorem. klawisze alfanumeryczne

Zakłócenia w układach elektroenergetycznych LABORATORIUM

Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium 15 30

Powtórka algorytmów. Wprowadzenie do języka Java.

JAVAScript w dokumentach HTML (1) JavaScript jest to interpretowany, zorientowany obiektowo, skryptowy język programowania.

Macierze Lekcja I: Wprowadzenie

METODY I JĘZYKI PROGRAMOWANIA PROGRAMOWANIE STRUKTURALNE. Wykład 02

INFORMATYKA Studia Niestacjonarne Elektrotechnika

Analiza matematyczna i algebra liniowa Macierze

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

Wprowadzenie do Scilab: macierze

Wprowadzenie do programu Mathcad 15 cz. 1

ŚRODOWISKO MATLAB cz.3 Implementowanie algorytmów w skryptach i funkcjach programu

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Programowanie w języku Python. Grażyna Koba

Wprowadzenie do Mathcada 1

WYDZIAŁ PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI KARTA PRZEDMIOTU

Writer wzory matematyczne

Podstawy programowania. Wykład 7 Tablice wielowymiarowe, SOA, AOS, itp. Krzysztof Banaś Podstawy programowania 1

Architektura dużych projektów bioinformatycznych

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

biegle i poprawnie posługuje się terminologią informatyczną,

Programowanie w języku Matlab

Podstawy Programowania C++

Symulacja obliczeń kwantowych

Niezwykłe tablice Poznane typy danych pozwalają przechowywać pojedyncze liczby. Dzięki tablicom zgromadzimy wiele wartości w jednym miejscu.

INFORMATYKA TEST DIAGNOZUJĄCY WIEDZĘ Z ZAKRESU GIMNAZJUM

METODY KOMPUTEROWE W OBLICZENIACH INŻYNIERSKICH

Transkrypt:

Pakiety matematyczne Matematyka Stosowana dr inż. Krzysztof Burnecki 20.02.2013

Podstawowe informacje Krzysztof Burnecki C-11, pok. 5.14 Krzysztof.Burnecki@pwr.wroc.pl Konsultacje: poniedziałek 11-13, środa 9-11 (proszę o wcześniejszego emaila) Materiały do wykładu na mojej stronie: http://www.im.pwr.wroc.pl/~burnecki Slajdy powstały na podstawie prezentacji Informatyka otrzymanej od dr hab. Małgorzaty Kotulskiej

Plan wykładu 1. Matlab: Wprowadzenie do środowiska. Podstawowe typy danych. Ogólne zasady programowania. Wybrane funkcje własne. 2. Matlab: Instrukcje. Skrypty i funkcje. Operacje na plikach. 3. Matlab: Grafika. Graficzny interfejs użytkownika (GUI). Programowanie obiektowe. 4. MATHEMATICA: Obliczenia. Wykresy. Całkowanie, rózniczkowanie oraz równania liniowe. 5. Test zaliczeniowy

Literatura 1. J. Brzózka, L. Dorobczyński. MATLAB środowisko obliczeń naukowo-technicznych. PWN 2008. 2. B. Mrozek, Z. Mrozek. MATLAB i Simulink. Poradnik użytkownika. Wydanie III. Helion 2010. 3. R. Pratap. MATLAB 7 dla naukowców i inżynierów. PWN 2010. 4. MATLAB Documentation Center http://www.mathworks.com/help/matlab/ 5. R. Grzymkowski, H. Gliński, A. Kapusta, D. Słota. Mathematica 8. Wydawnictwo Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego 2012.

Wykład 1 Historia i własności języka Matlab Ogólne zasady programowania w Matlabie Operacje macierzowe, wektorowe

MATLAB http://www.mathworks.com

CZYM JEST MATLAB? Matlab to pakiet przeznaczony do wykonywania obliczeń numerycznych oraz graficznej prezentacji wyników. Dostępny jest na różnych platformach sprzętowych oraz systemowych (np. Windows, Macintosh, Linux). Podstawową strukturą danych w Matlabie jest macierz.

Jak powstawał Matlab 1980 - Cleve Moler, MATrix LABoratory (za pomocą Fortranu), wspomaganie zajęć z algebry 1984 Matlab 1.0, edycja na bazie C, Math Works Inc., 1992 Matlab 4.0, system pod Windows, animacje, GUI, macierze rzadkie 1997 Matlab 5.0, programowanie obiektowe, macierze wielowymiarowe, hipertekstowy HELP, nowe narzędzia ODE 2000 Matlab 6.0, interfejs oparty na Javie, współpraca z Javą, PDE 2013 Najnowsza wersja: R2012B (Version 7.14). Nowy interfejs

Zalety Matlaba 1. Interaktywny język wysokiego poziomu. Przejrzysty kod. 2. System do obliczeń numerycznych operuje na tablicach (macierzach) danych. 3. Duża liczba dodatkowych toolboksów (np. statystyczny, finansowy, symboliczny, do przetwarzanie obrazów oraz sygnałów) 4. Język skryptowy. Bogate (darmowe) biblioteki otwarty kod, dowolny system operacyjny. 5. Możliwość łączenia z funkcjami w C/C++, klasy Javy.

Zalety. Własne programy można zaopatrzyć w interaktywny interfejs graficzny

Darmowe zamienniki MATLABa (licencja GPL) Scilab http://www.scilab.org/ FreeMat http://freemat.sourceforge.net GNU Octave http://www.gnu.org/software/octave/ R http://www.r-project.org/ podobny do Matlaba pakiet statystyczny Matlab cena: $2450 (lic. komercyjna) / ok. $90 (student)

PRACA Z PAKIETEM MATLAB W trybie bezpośrednim typowy tryb roboczy, umożliwiający prowadzenie dialogu pomiędzy użytkownikiem a pakietem na zasadzie: pytanieodpowiedź. Użytkownik wpisuje polecenia bezpośrednio do okna poleceń W trybie pośrednim umożliwiającym szybkie i efektywne wykonanie obliczeń i prezentację wyników za pomocą uruchomienia programu napisanego w języku pakietu Matlab, czyli tzw. Skryptu (zwanego również m-plikiem, np. moj_skrypt.m). >> moj_skrypt <ENTER> (możliwe też wywołanie skryptu/funkcji poza Matlabem)

Środowisko pracy okno poleceń

POLECENIA Po wydaniu polecenia i naciśnięciu klawisza Enter Matlab natychmiast wyświetla jego wynik. Umieszczenie po poleceniu średnika spowoduje wykonanie obliczeń, ale bez zwracania wyniku. Polecenie powinno się mieścić w jednym wierszu (lub ). Kilka poleceń w jednym wierszu oddzielamy od siebie przecinkami lub średnikami.

Okno poleceń. Funkcje obsługujące okno poleceń Lit clc powtórzenie ostatniego polecenia lub ostatniego polecenia zaczynającego się od lit wyczyszczenie okna poleceń i umieszczenie kursora w jego lewym górnym rogu; exit, quit zamyka Matlaba; Ctrl+C przerwanie obliczeń

POMOC SYSTEMOWA Uzyskanie informacji o funkcjach Matlaba: 1. >> help nazwa_funkcji 2. Help Desk podręcznik opracowany w postaci stron HTML.

Help

LICZBY Stałoprzecinkowa - z opcjonalnym użyciem znaku + lub oraz kropki dziesiętnej; Zmiennoprzecinkowa - z użyciem znaku e lub E poprzedzającego wykładnik potęgi 10, np. 1e2=100; Do zapisu części urojonej liczb zespolonych używa się stałej i lub j. Zmiana precyzji wyświetlania: >> format long/short/rat(ułamki)

Typy danych Wszelkie wprowadzane i deklarowane dane (liczby, tekst) Matlab traktuje jako macierz - pojedyncza liczba jest traktowana jako macierz o wymiarze 1x1.

Typy danych double - macierz pełna. Liczby są reprezentowane w formacie zmiennoprzecinkowym z podwójną precyzją. 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) przeznaczony do zapisywania w pamięci obrazów graficznych. Na tym typie danych nie można wykonywać żadnych operacji arytmetycznych.

Zmienne Charakterystyczne dla języka programowania Matlaba jest automatyczne rozpoznawanie typów zmiennych. Nie występuje deklaracja typu (przykładowo w języku C przed użyciem zmiennej abc konieczna jest linia - "double abc;"). Matlab rozpoznaje typ zmiennej przy jej pierwszym użyciu, należy tylko odpowiednio ją wywołać.

Pakiet Matlab nie wymaga deklarowania zmiennych ani określenia ich rozmiaru. Kiedy tworzymy zmienną Matlab alokuje pamięć. Kiedy zmieniamy typ czy np. zwiększamy rozmiar macierzy Matlab realokuje pamięć. Zmienne Typ Wywołanie double char sparse struct cell a=1 (a=[1]) a='napis' a=sparse(1) a.składnik=1 a={1}

Zmienne Nazwa zmiennej musi rozpoczynać się literą i może składać się z dowolnej liczby liter, cyfr i znaków podkreślenia. Aby sprawdzić wartość istniejącej już zmiennej, należy w wierszu poleceń wpisać jej nazwę. Np. >> A Matlab rozróżnia duże i małe litery. Standardowe polecenia pakietu pisane są zawsze 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

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

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 size(a)- rozmiar dwuwymiarowej macierzy A (liczbę wierszy i kolumn) w postaci dwuelementowego wektora wierszowego; [n m]=size(a)-przypisuje zmiennej n liczbę wierszy, a zmiennej m liczbę kolumn;

WYŚWIETLANIE MACIERZY I ICH ROZMIARÓW size(a,1)- liczba wierszy macierzy A; size(a,2)- liczba kolumn macierzy A; length(x)- długość wektora x lub dłuższy z wymiarów macierzy.