Προγραμματισμός & Εφαρμογές Η/Υ (Θ) Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας Προγραμματισμός & Εφαρμογές Η/Υ (Θ) Ενότητα 13: Εισαγωγή στο Προγραμματισμό με το MatLab 7.x (Μέρος 4ο) Δρ. Β.Χ. Μούσας, Αναπληρωτής Καθηγητής Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Τ.Ε. και Μηχανικών Τοπογραφίας & Γεωπληροφορικής Τ.Ε. Το περιεχόμενο του μαθήματος διατίθεται με άδεια Creative Commons εκτός και αν αναφέρεται διαφορετικά Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Εντολές Χειρισμού Αρχείων και Δεδομένων (1 από 2) Η Εντολές SAVE & LOAD Η εντολή save αποθηκεύει σε ένα αρχείο μερικές ή όλες τις μεταβλητές της περιοχής εργασίας (workspace). Το αρχείο μπορεί να είναι είτε δυαδικό, τύπου MatLab με επέκταση .mat, είτε απλό κείμενο ASCII (text). Η εντολή load διαβάζει ένα αρχείο .mat, που έχει αποθηκευτεί με τη save, και επαναφέρει όλες τις μεταβλητές που περιέχει το αρχείο στη περιοχή εργασίας (workspace).

Εντολές Χειρισμού Αρχείων και Δεδομένων (2 από 2) Η Εντολές FOPEN & FCLOSE Η εντολή fopen ανοίγει ένα αρχείο για Ι/Ο και ορίζει το fid με το οποίο θα αναφερόμαστε στο αρχείο (π.χ. fprintf). Σύνταξη: fid = fopen('d:\mywork\apotelesmata.txt') Η εντολή fclose κλείνει το αρχείο fclose(fid)

Εντολές Χειρισμού των Γραφικών (1 από 2) Η Εντολή Σχεδιασμού PLOT Η εντολή plot δημιουργεί 2-D γραφικά από δεδομένα αποθηκευμένα σε μητρώα και συντάσσεται με πολλούς τρόπους. Η γενική μορφή της εντολής είναι: plot(x1,y1,<type1>,x2,y2,<type2>,…,<options>) όπου, x & y είναι τα ζεύγη των διανυσμάτων κάθε καμπύλης και type είναι ο τύπος της γραμμής και των συμβόλων της. Μούσας Βασίλης

Εντολές Χειρισμού των Γραφικών (2 από 2) Εντολές Χειρισμού των Γραφικών: Μούσας Βασίλης

Εντολές Χειρισμού Σειρών Αλφαριθμητικών Χαρακτήρων – Strings (1 από 3) Για να ορίσουμε μια σειρά χαρακτήρων (string) τοποθετούμε τους χαρακτήρες μέσα σε εισαγωγικά ( Str = ‘ …οτιδήποτε… ’ ). Το MatLab αποθηκεύει τα string σαν διανύσματα που περιέχουν τους αριθμητικούς κώδικες (π.χ. ASCII) κάθε χαρακτήρα, και μήκος ίσο με το πλήθος των χαρακτήρων. Δύο ή περισσότερα string μπορούν να ενωθούν και να δημιουργήσουν νέα, είτε απλές εντολές πινάκων, ή, με τις σχετικές συναρτήσεις (strcat, strvcat, sprintf, …), π.χ.: Μούσας Βασίλης

Εντολές Χειρισμού Σειρών Αλφαριθμητικών Χαρακτήρων – Strings (2 από 3) Επεξεργασία String: Η εντολές deblank(str) και strtrim(str) αφαιρούν τα κενά διαστήματα από το τέλος και την αρχή ενός string. Η εντολές upper(str) και lower(str) μετατρέπουν σε κεφαλαία ή πεζά τα γράμματα ενός string. Η εντολή strrep(str1, str2, str3) αντικαθιστά μέσα στο str1 όλα τα str2 με το str3. Οι εντολές strcmp(str1, str2) και strmatch(str1, str2) χρησιμοποιούνται για τη σύγκριση δυο string και για τον εντοπισμό του πρώτου μέσα στο δεύτερο, αντίστοιχα. Αναζήτηση μέσα σε ένα String: Η findstr(str1, str2) ψάχνει στο μεγαλύτερο από τα δύο strings να εντοπίσει αν εμφανίζεται το μικρότερο και επιστρέφει ένα διάνυσμα με τις θέσεις στις οποίες εμφανίζεται. Η regexp(‘str’, ‘expr’) αναζητά μέσα στο ‘str’ ότι περιγράφει η έκφραση ‘expr’.

Εντολές Χειρισμού Σειρών Αλφαριθμητικών Χαρακτήρων – Strings (3 από 3) Μετατροπή και Υπολογισμός ενός String: Η εντολή eval(‘…έκφραση…’) εκτελεί σαν εντολή MatLab το string που περιέχει η παρένθεση. Ομοίως και η feval καλεί μια συνάρτηση είτε με το όνομα ή με τη λαβή της (@) και συντάσσεται: [y1, y2, …] = feval ( @function, x1, x2, …, xn).

Μητρώα, Πίνακες & Διανύσματα Υπάρχουν πολλοί τρόποι για να ορίσουμε, να εισάγουμε ή να αρχικοποιήσουμε πίνακες στο MatLab: Αναλυτικά, δίνοντας τη λίστα με τα στοιχεία του, Παράγοντας τον από εσωτερικές συναρτήσεις του MatLab, Δημιουργώντας τον σε ένα M-file, Διαβάζοντας τον από ένα MAT-file, Διαβάζοντας τον από ένα εξωτερικό αρχείο δεδομένων (ASCII), κλπ. Το παρακάτω M-file init1.m δημιουργεί τον ίδιο πίνακα Α με την εντολή στο CW Μούσας Βασίλης Μούσας Βασίλης

Συναρτήσεις Αρχικοποίησης Πινάκων (1 από 3) Οι συναρτήσεις ones, zeros & eye δημιουργούν πίνακες με μηδενικά και άσους σε όποια διάσταση επιθυμούμε, κομψά και αποδοτικά. Ο διαγώνιος μοναδιαίος πίνακας (100x100) που δημιουργεί η απλή εντολή eye(100) θα χρειαζόταν πάνω από 200 γραμμές κώδικα για να δηλωθεί αναλυτικά! Μούσας Βασίλης

Συναρτήσεις Αρχικοποίησης Πινάκων (2 από 3) Άλλες εντολές για τη δημιουργία ειδικών πινάκων είναι: η pascal(n) που δημιουργεί συμμετρικούς πίνακες Pascal, η magic(n) που δημιουργεί μαγικά τετράγωνα, οι rand(n) και randn(n) που δημιουργούν πίνακες με τυχαίους αριθμούς, η γενική εντολή diag για τη δημιουργία διαγώνιων πινάκων, και οι triu & tril οι οποίες δημιουργούν άνω και κάτω τριγωνικούς πίνακες αντίστοιχα.

Συναρτήσεις Αρχικοποίησης Πινάκων (3 από 3) Για τη δημιουργία διανυσμάτων με στοιχεία που ισαπέχουν μεταξύ τους χρησιμοποιούμε την linspace(). Η συνάρτηση συντάσσεται linspace(a,b.n), και δημιουργεί n ισαπέχοντα σημεία στο διάστημα [a, b] συμπεριλαμβανομένων των a & b. Τα διανύσματα αυτά είναι πολύ χρήσιμα στη σχεδίαση γραφικών παραστάσεων και κυρίως για τη δημιουργία τιμών για τις ανεξάρτητες μεταβλητές. Όταν η κλίμακα σχεδίασης δεν είναι γραμμική αλλά λογαριθμική τότε χρησιμοποιούμε την αντίστοιχη εντολή logspace() με ορίσματα τους εκθέτες του 10. Π.χ.: Μούσας Βασίλης Τέλος, για τη δημιουργία ειδικών πινάκων, το MatLab διαθέτει μια μεγάλη συλλογή μέσω της συνάρτησης gallery()

Πράξεις Πινάκων Οι πράξεις με πίνακες και διανύσματα είναι δυο ειδών: α) αυτές που εφαρμόζονται στοιχείο-στοιχείο, και, β) αυτές που εφαρμόζονται σε ολόκληρα τα μητρώα. Όταν μια πράξη, όπως π.χ., ο πολλαπλασιασμός, γίνεται και με τους δυο τρόπους για να διευκρινίσουμε ποιο αποτέλεσμα από τα δύο θέλουμε διαφοροποιούμε στο MatLab το σύμβολο της πράξης (*). Έτσι, με το κλασικό σύμβολο γίνεται η πράξη των μητρώων ενώ όταν η πράξη πρέπει να γίνει στοιχείο-στοιχείο βάζουμε την τελεία πριν το σύμβολο της πράξης (π.χ.: .*). Μούσας Βασίλης

Τέλος Ενότητας

Σημειώματα

Σημείωμα Αναφοράς Copyright Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Αθήνας, Βασίλειος Μούσας 2014. Βασίλειος Μούσας. «Προγραμματισμός & Εφαρμογές Η/Υ (Θ). Ενότητα 13: Εισαγωγή στο Προγραμματισμό με το MatLab 7.x (Μέρος 4ο)». Έκδοση: 1.0. Αθήνα 2014. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: ocp.teiath.gr.

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό. Οι όροι χρήσης των έργων τρίτων επεξηγούνται στη διαφάνεια «Επεξήγηση όρων χρήσης έργων τρίτων». Τα έργα για τα οποία έχει ζητηθεί άδεια αναφέρονται στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί.

Επεξήγηση όρων χρήσης έργων τρίτων Δεν επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, παρά μόνο εάν ζητηθεί εκ νέου άδεια από το δημιουργό. © διαθέσιμο με άδεια CC-BY Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου και η δημιουργία παραγώγων αυτού με απλή αναφορά του δημιουργού. διαθέσιμο με άδεια CC-BY-SA Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού, και διάθεση του έργου ή του παράγωγου αυτού με την ίδια άδεια. διαθέσιμο με άδεια CC-BY-ND Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η δημιουργία παραγώγων του έργου. διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού και διάθεση του έργου ή του παράγωγου αυτού με την ίδια άδεια. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου. διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC-SA διαθέσιμο με άδεια CC-BY-NC-ND Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου με αναφορά του δημιουργού. Δεν επιτρέπεται η εμπορική χρήση του έργου και η δημιουργία παραγώγων του. διαθέσιμο με άδεια CC0 Public Domain Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, η δημιουργία παραγώγων αυτού και η εμπορική του χρήση, χωρίς αναφορά του δημιουργού. Επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου, η δημιουργία παραγώγων αυτού και η εμπορική του χρήση, χωρίς αναφορά του δημιουργού. διαθέσιμο ως κοινό κτήμα χωρίς σήμανση Συνήθως δεν επιτρέπεται η επαναχρησιμοποίηση του έργου.

Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους.

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στo πλαίσιo του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.