MATLAB - Introduzione. Antonino Polimeno

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Clemente Ferrero
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1 MATLAB - Introduzione Antonino Polimeno antonino.polimeno@unipd.it

2 MATLAB - 1 Da Wikipedia MATLAB (abbreviazione di Matrix Laboratory) è un ambiente per il calcolo numerico e l'analisi statistica scritto in C, che comprende anche l'omonimo linguaggio di programmazione creato dalla MathWorks. MATLAB consente di manipolare matrici, visualizzare funzioni e dati, implementare algoritmi, creare interfacce utente, e interfacciarsi con altri programmi. MATLAB è usato da milioni di persone nell'industria e nelle università per via dei suoi numerosi strumenti a supporto dei più disparati campi di studio applicati e funziona su diversi sistemi operativi, tra cui Windows, Mac OS, GNU/Linux e Unix.

3 MATLAB - 2 Ambiente software per il calcolo numerico Esempi: Software alternativi SageMath (Linux) algebra lineare equazioni non lineari equazioni differenziali ordinarie Scilab (Windows, Mac, Linux) Octave (Linux) equazioni differenziali alle derivate parziali Software complementari ottimizzazione (minimi, massimi) trasformate analisi di dati modelling di sistemi Mathematica (simbolico, proprietario, Winfows, Mac, Linux) Maple (simbolico, proprietario, Winfows, Mac, Linux)

4 MATLAB - 3 File (lista dei file: script, dati etc.) Command window (istruzioni e risultati) Workspace (lista delle variabili)

5 MATLAB - 4 help search Help e search Manuali online: getstart.pdf (206 pagine) math pdf (642 pagine) matlab_prog.pdf (1218 pagine - LOTR ne ha 1178, la Bibbia 1281 )

6 Variabili - 1 Le variabili sono immagazzinate come matrici numeriche, di vario tipo: int8, uint8, int16, uint16, double. Tutte le operazioni sono effettuate in doppia precisione (8 byte per numero) Sono possibili tipi con meno di 2 byte per numero (utili per lo storage dei dati) Comandi utili: who, whos, per vedere le variabili nel workspace save, load, salvare or scaricare variabili in un file *.mat clear, per svuotare il workspace

7 Variabili - 2 Nessuna dichiarazione o inizializzazione Definizione diretta nella command window >> x=12; % x ha il valore 12 commento Matlab prompt operatore assign (assegnazione) niente output visuale N.B. Maiuscole e minuscole sono distinte! A e a sono variabili diverse

8 Workspace >> b=10; >> c=a+b c = 22 >> whos Name Size Bytes Class a 1x1 8 double array b 1x1 8 double array c 1x1 8 double array Grand total is 3 elements using 24 bytes >> >> clear a b; % delete a and b from workspace >> whos >> clear all; % delete all variables from workspace >> whos operazione controllo clear workspace

9 Matrici - 1 Definizione >>A=[1 2 3; 4 5 6; 7 8 9]; matrice 3x3 definita come riga;riga;riga Matrici speciali zeros(r,c), ones(r,c), eye(r,c), rand(r,c) Valori degli elementi di matrice A(2,3) dà il valore dell elemento 2,3, cioè 6 A(8) dà il valore dell ottavo elemento (seguendo le colonne), cioè 8 A(:,2) dà la seconda colonna

10 Matrici - 2 Operazioni di base sulle matrici +,-,*,/,^,,sqrt,sin,cos, etc. Per operare sugli elementi usate il dot :.*,./,.^ etc. size(a) dimensione sum(a) vettore riga con le somme delle colonne sum(sum(a)) somma di tutti gli elementi help elmat per altre operazioni

11 Operazioni su matrici >> A' trasposta coniugata >> B*A moltiplicazione >> B.*A moltiplicazione fra elementi >> B/A divisione (vedi oltre) >> B./A divisione fra elementi >>[B A] unione di matrice (in orizzontale) >>[B; A] unione di matrice (in verticale)

12 Script, function - 1 L editor di Matlab permette di creare e modificare script (programmi che contengono una serie di comandi Matlab) Uno script può essere salvato come file *.m ed essere richiamato ed eseguito in ogni momento

13 Script, function - 2 Come quasi tutti i linguaggi di programmazione, si possono creare insiemi di comandi autonomi (function) che possono essere poi essere utilizzati in più programmi (script) Le funzioni accettano variabili in input e restituiscono altre variabili in output Le funzioni non cambiano le variabili nel workspace Le funzioni hanno la keyword function Le funzioni sono scritte nell editor e salvate come file *.m Il filename di una funzione è il nome con cui viene chiamata Il comando open permette di aprire ed editare una funzione, anche le funzioni native (built-in).

14 Script, function - 3

15 Grafica >> figure % create new figure >> t=0:pi/12:8*pi; >> y=cos(t); >> plot(t,y) >> x=-2:.1:2; >> y=-3:.1:3; >> [X,Y]=meshgrid(x,y); % define the grid >> Z=X.*exp(-X.^2-Y.^2); >> surf(x,y,z)

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