فصل اول
ویژگیهای اصلی MATLAB
آشنایی با محیط متلب
عملیات ریاضی ساده
عملگرهای ریاضی متلب
فضای کاری متلب (Workspace)
فرمت نمایش اعداد
انواع متغیرها
نامگذاری متغیرها
متغیرهای ویژه
علائم نقطه گذاری و جملات توضیحی
اعداد مختلط
بعضی از توابع ریاضی در متلب
راهنمای متلب
فایلهای متنی یا m-فایلها
مدیریت فایل در متلب
1-1- آشنایی با محیط متلب
پنجره فرمان : Command window
پنجره تاریخچه دستورات: Command History
پنجره دایرکتوری جاری : Current Directory
پنجره فضای کاری : Work Space
دایرکتوری جاری
منوی Start
پنجره فرمان
پنجره تاریخچه دستورات
پنجره فرمان : Command Window
اعلان متلب
فرامین متلب را در جلوی اعلان متلب تایپ کنید
پنجره تاریخچه دستورات: Command History
تمامی دستوراتی که جلوی اعلان متلب تایپ شوند به این لیست اضافه می شوند. شما می توانید با دبل کلیک بر روی هریک از این دستورات باعث اجرای دوباره آنها شوید
پنجره دایرکتوری جاری : Current Directory
در هر زمان تنها یک دایرکتوری یا پوشه به عنوان دایرکتوری جاری در متلب شناخته می شود. هر فایل متلب(برنامه نوشته شده توسط شما) که نام آن جلوی اعلان متلب تایپ شود تنها درصورتی اجرا می شود که در دایرکتوری جاری یا در مسیر متلب باشد
فضای کاری : Work Space
متغیرهایی که در حال حاضر در محیط کاری متلب وجود دارند و شما می توانید از مقادیر آنها استفاده کنید یا آنها را تغییر دهید
1-2-عملیات ریاضی ساده
مثال: محاسبه یک عبارت:
راه اول:
>> 4*25 + 6*22 + 2*99
ans=
430
1-2-عملیات ریاضی ساده
مثال: محاسبه یک عبارت:
راه دوم:
>>a=25;
>>b=22; c=99;
>>d=4*a+6*b+2*c
d=
430
>>
نکته 1: علائم ; و ,
نکته 2: تعریف متغیرها
نکته 3: متغیرهای ویژه
1-3-عملگرهای ریاضی متلب:
/ , * , – , + , ^
مثال:
>>5^2
ans=
25
/ و هر دو عملگر تقسیم میباشند. / تقسیم از چپ و تقسیم از راست است. مثلا حاصل 56/8 و 856 یکسان است.
ترتیب حق تقدم: ^ > / * > + –
1-4-فضای کاری متلب Work space
متغیرهایی که در محیط متلب ایجاد می شوند در بخشی از حافظه بنام محیط کاری متلب ذخیره می گردند. فضای کاری برنامه های اسکریپت متلب با فضای کاری متلب یکسان است. یعنی اگر متغیری در محیط متلب تعریف شده باشد در یک برنامه اسکریپت می توان از آن استفاده کرد و برعکس. اما برنامه های تابعی متلب دارای فضای کاری مختص به خود هستند و متغیرهای آنها در فضای کاری متلب وارد نمی شود.
در مورد انواع برنامه های متلب در فصلهای آتی توضیح داده خواهد شد.
1-4-فضای کاری متلب Work space
نکاتی در مورد فضای کاری متلب:
زمان اعتبار متغیرها:
دستور who و whos
ذخیره و بازیابی متغیرها: دستورات save و load
1-4-1-زمان اعتبار متغیرها
متغیرهایی که در فضای کاری تعریف می شوند تنها در دو حالت زیر از حافظه پاک خواهند شد:
خروج متلب
استفاده از دستور clear :
>> clear تمامی متغیرها از حافظه پاک می شوند
>> clear a b c تنها متغیرهای نامبرده شده از حافظه
پاک می شوند
1-4-2-دستورات who و whos
با استفاده از این دو دستور می توان اسامی(و مشخصات) متغیرهای موجود در فضای کاری را بدست آورد.
>> who
Your variables are:
a b c
>> whos
Name Size Bytes Class
a 1×1 8 double array
b 1×1 8 double array
c 1×1 8 double array
یادآوری: پنجره workspace نیز مشخصات متغیرهای موجود در فضای کاری را مانند دستور whos نشان می دهد.
1-4-3- ذخیره و بازیابی متغیرها: دستورات save و load:
در صورتیکه بخواهیم پس از خروج از محیط متلب همه یا بعضی از متغیرهای موجود در فضای کاری برای استفاده های بعدی ذخیره گردند از دستور save استفاده می کنیم. با دستور load می توان متغیرهای ذخیره شده را به فضای کاری بازگرداند.
مثال:
>>a=5; b=4; c=7;
>>save c:myfile.mat a c;
>>clear همه متغیرها پاک می شوند
>>a
??? Undefined function or variable 'a‘
>> load c:myfile.mat
>>a
a=
5
>>b
??? Undefined function or variable 'a‘
1-4-3- ذخیره و بازیابی متغیرها: دستورات save و load:
فرم کلی کاربرد دستورات save و load بصورت زیر است:
save [filename] [variables]
Load [filename] [variables]
درصورتیکه اسم فایل نوشته نشود. فایل پیش فرض matlab.mat مورد استفاده قرار خواهد گرفت و درصورتیکه نام متغیرها نوشته نشود تمامی متغیرهای موجود در فضای کاری ذخیره و یا تمامی متغیرهای ذخیره شده در فایل بازیابی میشوند.
1-5-فرمت نمایش اعداد (دستور Format)
با استفاده از این دستور می توان نحوه نمایش اعداد در پنجره فرمان متلب را تغییر داد.
>>Format [option]
Option: short, long, short e, long e, short g, long g, hex, + , …
دقت کنید که این دستور دقت محاسبات را تغییر نمی دهد و تنها بر نحوه نمایش اعداد تاثیر خواهد گذاشت.
1-6- انواع متغیرها
بعضی از مهمترین انواع متغیر در متلب:
double نقطه اعشار با دقت مضاعف (8 بایت):
struct : نوع تعریف شده توسط کاربر
singleنقطه اعشار (4 بایت) :
uint8 : عدد صحیح بی علامت 8 بیتی
uint16 :عدد صحیح بی علامت 16 بیتی
uint32 : عدد صحیحی بی علامت 32 بیتی
uint64 : عدد صحیحی بی علامت 64 بیتی
int8 : عدد صحیح 8 بیتی
int16 : عدد صحیح 16 بیتی
int32 : عدد صحیح 32 بیتی
int64 : عدد صحیح 64 بیتی
برای دیدن لیست کامل انواع متلب در پنجره فرمان از دستور help datatypes استفاده کنید
1-6- انواع متغیرها
باید دقت کرد که اگرچه متلب انواع مختلفی از متغیرها را پشتیبانی می کند اما نوع پیش فرض، نوع ”دقت مضاعف“ است. و برای تبدیل نوع یک متغیر باید دستور کلی زیر را بکار برد:
a=TypeName(a);
>> a=uint8(a); در اینجا نوع متغیر به صحیح بی علامت 8 بیتی تغییر می کند.
>> b = uint32(345); در اینجا یک متغیر از ابتدا از نوع صحیح بی علامت 32 بیتی تعریف شده است
دقت: در هنگام تبدیل یا ایجاد یک متغیر باید دقت کنید که مقدار انتساب داده شده خارج از دامنه مقادیر آن نوع خاص نباشد. برای انواع صحیح می توانید از دستور زیر برای تعیین دامنه استفاده کنید:
>> intmin(‘int16’)
>> intmax(‘int16’)
استثناء: در مورد جعبه ابزار پردازش تصویر نوع پیش فرض نوع uint8 است.
1-7- نامگذاری متغیرها
اختلاف حروف کوچک و بزرگ
با حرف الفبا باید شروع شود
کاراکترهای مجاز: حروف الفبا، اعداد و _
حداکثر طول نام: با استفاده از تابع namelengthmax در هر نسخه از MATLAB می تواند تعیین شود. در نسخه 2006، حداکثر 63 کاراکتر است.
مراقب باشید متغیر شما با یک تابع درونی MATLAB یا تابعی که توسط خود شما نوشته شده است همنام نباشد. برای اطمینان از دستور which –all varName استفاده کنید
مثال:
>>This_Is_a_Variable=5;
1-8-متغیرهای ویژه
متغیرهای زیر در محیط متلب بصورت پیش فرض وجود دارند.
ans NaN nargin
pi i nargout
eps j
inf
1-9-علائم نقطه گذاری و جملات توضیحی
برای درج یک متن توضیحی در برنامه های متلب باید از کاراکتر % استفاده شود.
>> a=5; %”a” is a variable
برای نوشتن ادامه یک جمله در سطر بعد باید از … استفاده کرد:
>> b=a+a^2+…
3*a^3;
1-10- اعداد مختلط
برای تعریف اعداد مختلط از متغیرهای ویژه i و j می توان استفاده کرد:
>>c=1-2i; >>k=(-1)^(1/2);
>>c=1-2j; >>c=1-2*k;
>>c=1-2*j;
توابع کار با اعداد مختلط:
abs angle real imag
1-11- بعضی از توابع ریاضی در متلب
abs conj log10
acos exp real
asin fix imag
acosh round rem(x,y)
asinh gcd(x,y) sign
atan lcm(x,y) sqrt
atanh log
1-12-راهنمای متلب
متلب دارای دستورات راهنمای متفاوتی است که هم از طریق منوی start و هم از طریق اعلان متلب قابل دسترسند.
demo
help
lookfor
1-13-فایلهای متنی(Script) یا فایلهای m
بمنظور اجرای چند دستور بطور همزمان و بدون نیاز به تایپ مجدد، از فایلهای متنی استفاده می شود.
این فایلها باید دارای پسوند m باشند.
1-13-1- مراحل ایجاد فایلهای متنی
باز کردن یک فایل جدید در ویرایشگر متلب:
File>New>m-file
تایپ کردن دستورات متلب در فایل مذکور
ذخیره کردن فایل با نامی مشخص:
File>Save As…
1-13-2-روش اجرای یک فایل متنی
برای اجرای یک فایل متنی کافی است نام آنرا در جلوی اعلان متلب تایپ کرده کلید Enter را بزنیم.
نکته: از این پس متن برنامه ها(کد نوشته شده در فایلهای m) با رنگ سبز نشان داده خواهد شد.
مثال: برنامه sample1.m
% SAMPLE1: A Simple m-file
n=10;a=2;b=4;
c=n*a^3/b + 3*n*a^2/b^2+6*n*a/b^3
———————————————————-
>> sample1
c=
29.3750
1-13-3- توابع و دستورات مفید در فایلهای m
تابع disp(x): این تابع مقدار یک متغیر یا یک رشته متنی را نمایش می دهد.
مثال:
>> n=10;
>>disp(n)
10
>> disp(‘This is a string’)
This is a string
1-13-4- توابع و دستورات مفید در فایلهای m
تابع x=input(s): برای گرفتن مقدار یک متغیر از ورودی.
مثال:
n=input(‘Please tell me “n” value: ‘)
————————————————–
Please tell me “n” value: 10
n=
10
1-13-4- توابع و دستورات مفید در فایلهای m
دستور pause: توقف موقت در حین اجرا.
pause
pause(n) % n seconds
مثال:
%SAMPLE2: Enhanced Sample1
n=10;
a=input(‘ “a” value= ‘);
b=input(‘ “b” value= ‘);
c=n*a^3/b + 3*n*a^2/b^2 + 6*n*a/b^3;
disp(‘Please wait 5 seconds only!’);pause(5);
disp(‘Press any key to see answer.’); pause;
disp(‘ ”C” Value is= ‘); disp(c)
تکلیف 1-1: برنامه ای بنویسید که یک عدد را از کاربر بگیرد و آنرا در متغیری به نام x ذخیره کند. با استفاده از آن، عبارت زیر را محاسبه کند و مقدار y را با پیغام مناسب نمایش دهد.
y=x^3 + 3*x^2 +6*x + 6;
با تایپ نام برنامه در جلوی اعلان MATLAB، آنرا اجرا کنید.
با استفاده از ویرایشگر MATLAB، برنامه خود را اجرا و trace کنید.
1-14- مدیریت فایل: کار کردن با فایلها و شاخه ها
بعضی از دستورات مفید:
دستور cd: تغییر و یا نمایش شاخه جاری :
>>cd
C:MatlabWork
>>cd C:MyDir
>>cd
C:MyDir
دستور dir: نمایش نام فایلها و زیرشاخه های دایرکتوری جاری
دستور delete: حذف(پاک کردن) فایل:
>>delete sample1