1

LUCRAREA Nr. 1

INTRODUCERE ÎN UTILIZAREA MEDIULUI DE PROGRAMARE MATLAB

1. Obiective

Lucrarea are ca scop iniŃierea în mediul de lucru cu programul Matlab, respectiv lansarea în execuŃie, interfaŃa cu ferestre de lucru, modul de apelare al comenzilor, închiderea sesiunii de lucru etc.

2. NoŃiuni teoretice

Matlab-ul este un mediu de calcul numeric şi limbaj de programare de înaltă performanŃă folosit în domeniul ştiinŃei şi ingineriei, creat de MathWorks. Prima varianta a fost creată în 1984 cu numele Matlab 1.0, urmată de variantele cu numele Matlab 2, 3, 4, 5, 6, 7 (în anul 2004), R2008b (2008). MATLAB-ul permite lucru cu matrice, reprezentarea grafică a funcŃiilor şi datelor, implementarea algoritmilor, crearea de interfeŃe utilizator şi interfaŃarea cu programe în alte limbaje de programare.

Matlab este un mediu tehnic integrat de calcul care combină într-un limbaj de programare calculul numeric, grafice avansate şi vizualizare. Indiferent de obiectiv - un algoritm, analize, grafuri, rapoarte sau simulări - Matlab permite inginerilor şi cercetătorilor să-şi exprime cât mai simplu ideile.

Metodele puternice de calcul numeric şi graficele asigură testarea şi explorarea ideilor alternative, în timp ce mediul de dezvoltare integrat conduce la rezultate practice şi rapide.

Lansarea programului deschide interfaŃa din Fig. 1.

2.1. Ferestre de lucru

În funcŃie de opŃiunile din meniul View sunt active următoarele: 1. Command Window (Fereastra de comenzi) 2. Command History (Istoria comenzii)

APLICAłII ÎN MATLAB

2

3. Current Directory (Directorul de lucru) 4. Workspace (SpaŃiu de lucru) 5. Start şi Launch Pad / Profiler (FuncŃiile Matlab de referinŃă) 6. Help (Ajutor).

Command Window (Fereastra de comenzi) Prin utilizarea ferestrei de comenzi se introduc variabilele, se execută

funcŃiile şi fi şierele de tip *.m. Se tastează numele funcŃiilor şi/sau variabilelor la prompt-erul Matlab (>>) şi se obŃine afişarea rezultatelor. (Fig. 2).

Fig. 1 InterfaŃa de lucru

Fig. 2 Fereastra de comenzi

Afi şare şi schimbare directorul curent

Deschidere meniul Help Fereastra

de istoria comenzilor

Fereastra spaŃiului de

lucru

Introducere funcŃii Matlab

Mută fereastra în afara ecranului

Afi şare şi rulare funcŃii

anterioare

Bara de separare şi redimensionare a ferestrelor

Se tastează numele funcŃiilor şi/sau

variabilelor

Matlab-ul afişează rezultatele

INTRODUCERE ÎN UTILIZAREA MEDIULUI DE PROGRAMARE MATLAB

3

Command History (Istoria comenzii) (Fig. 3) Liniile de comandă introduse în Command Window se regăsesc în

Command History, în aceeaşi sesiune de lucru. Comenzile introduse anterior se pot vedea, se pot copia sau executa. Dacă selectaŃi una sau mai multe linii şi daŃi click dreapta de la mouse se deschide o fereastră de dialog cu comenzile (Fig.3):

- Cut (decupare) - Copy (copiere), - Evaluate Selection (evaluare), - Create M-File (creare fişier de tipul M ), - Create Shortcut (creare cale scurtă de editare) - Profile Code (generează raportul funcŃiilor de referinŃă Matlab) - Delete Selection (Ştergere selecŃie), - Delete to Selection (Ştergere până la selecŃie), - Clear Entire History (Şterge istoria).

Current Directory (Directorul de lucru) Această fereastră permite afişarea şi schimbarea directorului de lucru

pentru sesiunea curentă. Workspace (SpaŃiu de lucru) Această fereastră conŃine setul de variabile (numele şi dimensiunea)

utilizate în sesiunea curentă şi stocate în memorie (Fig. 4 a). Adăugarea de variabile în spaŃiu de lucru se poate face prin utilizarea funcŃiilor sau execuŃia fişierelor de tip M. InformaŃiile conŃinute în Workspace pot fi văzute prin comenzile who (numai numele) sau whos (numele şi dimensiunea). Prin dublu click pe variabilă se poate schimba conŃinutul din fereastra Array Editor (Fig. 4.b).

Fig. 3 Istoria comenzii

APLICAłII ÎN MATLAB

4

Start şi Launch Pad / Profiler (FuncŃiile Matlab de referinŃă) (Fig. 5) Matlab-ul furnizează uşor accesul la mijloacele de lucru, demonstraŃiile

şi documentaŃie prin butonul de Start şi produsele de lansare prin fereastra Launch Pad, respectiv Profiler (Matlab 7).

Fig. 4 SpaŃiul de lucru

Fig. 5 Start şi Launch Pad / Profiler

a) b)

INTRODUCERE ÎN UTILIZAREA MEDIULUI DE PROGRAMARE MATLAB

5

2.2. Structura programelor Matlab

Matlab-ul lucrează fie în modul linie de comandă, când fiecare linie este executată imediat şi rezultatele sunt afişate în fereastra de comenzi, fie prin programe conŃinute în fişiere. Fişierele care conŃin instrucŃiuni Matlab au extensia .m.

Pentru crearea şi deschiderea fişierelor Matlab se foloseşte Editorul Matlab (Fig. 6).

2.3. Formatul de afişare al rezultatelor

Setarea formatului de afişare al rezultatelor se poate face din meniul File (din fereastra de comenzi), comanda Preferences. Ca urmare, se deschide submeniul din Fig. 7.

Alegând comanda Command Window (din acest submeniu) se permite selectarea unuia dintre formatele de afişare: short (formatul implicit) - numărul de zecimale este 5; long – numarul de zecimale este 15 ; short e - 5

Fig. 6 Editorul Matlab

Selectarea liniilor de comentariu şi alegerea stilului textului

Găsirea şi înlocuirea unui şir

Inserarea unui “break points” unde se doreşte pauză în execuŃie şi se pot examina variabilele

f =

Plasarea cursorului deasupra unei variabile şi valoarea curentă va apare

APLICAłII ÎN MATLAB

6

cifre + exponenŃiala; long e – 15 cifre + exponenŃiala; short g – numărul are cel mult 5 cifre; long g - numărul are cel mult 15 cifre; hex – hexazecimal; bank – format pentru dolari şi cenŃi; + numărul +, - şi spaŃiu (blanc) pentru rezultate pozitive, negative respectiv zero; rational – aproximare cu fracŃii a celui mai mic întreg.

DistanŃa dintre rândurile succesive se poate alege din Numeric display şi poate fi compact (restrâns) şi loos (distanŃat).

3. Probleme de rezolvat

1. Se va deschide o sesiune de lucru cu programul Matlab şi se vor identifica ferestrele de lucru prezentate în Fig. 1.

2. Se vor deschide toate ferestrele de lucru şi se vor identifica funcŃiile şi facilităŃile fiecăreia dintre ele.

3. Se va utiliza modul de lucru prin linii de comandă sau modul de lucru prin utilizarea editorului şi se vor sublinia avantajele şi dezavantajele fiecăruia dintre ele.

4. Se va exersa setarea opŃiunilor ferestrelor de lucru, apelând comanda Preferences, din meniul File (Fig. 7).

Fig. 7 Setarea formatului rezultatelor

INTRODUCERE ÎN UTILIZAREA MEDIULUI DE PROGRAMARE MATLAB

7

5. Se vor crea fişiere de tip Matlab care să conŃină zone de comentariu, “break points” şi zone de calcul şi se vor evidenŃia funcŃiile şi facilităŃile specifice.

4. Probleme rezolvate

1) Programul se lansează în execuŃie din mediul Windows, prin selecŃia pictogramei Matlab. Ca urmare, va apare interfaŃa de lucru prezentată în figură. Apoi, se vor identifica ferestrele de lucru din interfaŃă.

5. Probleme propuse

Se vor exersa comenzile pentru lucru cu fişiere, pentru definirea

directorului curent şi pentru deschiderea şi părăsirea mediului de programare Matlab.