CORSO DI LABORATORIO DI INFORMATICA

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1 CORSO DI LABORATORIO DI INFORMATICA Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Elettrica a.a. 2015/2016 Docente: Ing. Domenico Amalfitano Dipartimento di Ingegneria Elettrica e delle Tecnologie dell Informazione (DIETI) Università degli Studi di Napoli Federico II. Via Claudio 21, 4 Piano Laboratorio 4.04

2 Introduzione a MATLAB

3 Cosa è MATLAB Matlab è stato sviluppato specificamente per applicazioni basate su matrici e algebra lineare, nell ambito dell analisi numerica. Il termine Matlab deriva appunto da MATrix LABoratory. MATLAB è un linguaggio di programmazione. MATLAB non è anche un ambiente interattivo per il calcolo, la visualizzazione e la programmazione. L ambiente Matlab consente di gestire variabili, importare ed esportare dati, svolgere calcoli, disegnare grafici, programmare istruzioni e sviluppare applicazioni (tra cui la costruzione grafica dell' interfaccia utente).

4 Moduli aggiuntivi di MATLAB Matlab prevede moduli aggiuntivi denominati Toolbox sviluppati per svolgere compiti specializzati. Tra questi toolbox, Simulink realizza una interfaccia grafica per la modellazione e simulazione di sistemi dinamici attraverso l uso di moduli predefiniti rappresentati da icone.

5 Avviare MATLAB Per avviare l ambiente basta cliccare due volte sull icona Verrà avviato l ambiente

6 Ambiente MATLAB Percorso della Current Folder 2 1 Percorso della Current Folder 1 Contenuto della Current Folder Tramite la finestra Current Directory 1 è possibile spostarsi tra le cartelle come con un qualsiasi File Manager 2

7 Ambiente MATLAB Percorso della Current Folder Nella Command Window vengono digitati i comandi Matlab Valutazione di un espressione Assegnazione di un valore ad una variabile Esecuzione di una funzione Le istruzioni vengono immesse dal prompt (seguite da invio) ed eseguite una ad una

8 Ambiente MATLAB Percorso della Current Folder La finestra Workspace elenca le variabili presenti nello spazio di lavoro insieme ad alcune informazioni su di esse (dimesioni,tipo, memoria occupata,..) È possibile modificare il valore di una variabile utilizzando l apposito Workspace Array Editor

9 Ambiente MATLAB Percorso della Current Folder La finestra Command History contiene una lista dei comandi digitati La lista è ordinata temporalmente. I comandi preceduti per ultimi si trovano al termine della lista Da questa finestra è possibile selezionare una o più istruzioni precedentemente eseguite per poterle ripetere. Funziona anche con Drag & Drop

10 Primi utilizzi di MATLAB La prima caratteristica che distingue MATLAB da molti programmi di calcolo è la sua capacità di essere usato semplicemente in maniera interattiva, come se fosse una semplice calcolatrice. Digitiamo nel Command Window Premendo il tasto «INVIO» a conferma dell istruzione, otterremo: ans = 21 ans è la variabile risultato (answer ovvero risposta)

11 Primi utilizzi di MATLAB Vediamo come è cambiato lo stato dell ambiente dopo l esecuzione del comando precedente

12 La variabile ans Ovviamente ogni volta che viene eseguita una nuova operazione perdiamo il risultato dell operazione precedente. Proviamo a digitare 3+2*5 COSA Vi Aspettate? MATLAB rispetta la precedenza dell operazione. Equivalente a 3+(2*5)

13 Variabili in MATLAB La variabili possono essere utilizzate per memorizzare i risultati delle operazioni in maniera permanente. Si crea una variabile mediante lo statement nome variabile = espressione (es: x = 3/4) Per memorizzare il valore 21 in una variabile a basta digitare a = 10+11

14 Osservazioni sulle variabili Come visto una espressione non assegnata viene memorizzata nella variabile di default (ans). In MATLAB non esistono dichiarazioni di tipo il tipo di una variabile è stabilito al momento della sua definizione È possibile cambiare manualmente il valore di una variabile. [Operazione molto pericolosa] Es. doppio click sulla variabile a Impostare a 100 il valore della variabile a Premere INVIO

15 Alcune osservazioni Per utilizzare una variabile basta richiamarla in un espressione. MATLAB è case sensitive ovvero fa differenza tra lettere minuscole e maiuscole.

16 Alcune osservazioni L utilizzo del punto e virgola a fine istruzione impedisce la visualizzazione del risultato sullo schermo. Digitiamo A = 3*a + 5;

17 Regole sui nomi da dare alle variabili I nomi delle variabili possono essere lunghi al massimo 63 caratteri Sono nomi ammissibili di variabili tutte le sequenze di caratteri contenenti lettere, numeri e il carattere _ (underscore) MATLAB fa distinzione fra lettere maiuscole e minuscole Il primo carattere deve essere una lettera Non possono coincidere con le parole riservate. Per controllare se un nome è una parola riservata, vedere il comando iskeyword

18 Visualizzare stato delle variabili MATLAB memorizza tutte le variabili definite durante la sessione di lavoro Una variabile resta nell area di lavoro (Workspace) per tutta la sessione, se non deallocata (clear). L insieme delle variabili attive costituisce il Workspace di Matlab Il comando who elenca tutte le variabili nel workspace Il comando whos dà maggiori informazioni sulle variabili in memoria Il comando clear cancella il contenuto del workspace Il comando clear seguito dai nomi di alcune variabili (non separati dalla virgola) cancella soltanto quelle variabili

19 Variabili predefinite ans: most recent answer eps: accuratezza relativa per i numeri in doppia precisione. Ritorna la distanza fra 1.0 e il numero (> di 1.0) più vicino ad 1.0. Viene usato come tolleranza in molte funzioni numeriche. pi: pi greco i,j: unità immaginaria realmax, realmin: rispettivamente massimi e minimi numeri rappresentabili per un dato formato. NaN: Not-a-Number (l espressione calcolata non è un numero macchina, si ottiene come risultato di operazioni aritmetiche indefinite, ad esempio la divisione 0/0) inf,-inf: si ottengono per overflow, underflow o divisione per zero version: Versione di Matlab

20 Tipi di variabili Tipi interi Interi con segno: int8, int16, int32, int64 Interi senza segno: uint8, uint16, uint32, uint64 Tipi floating point single -32 bits, double -64bits I dati di tipo logical possono avere due valori vero corrispondente al valore 1 falso corrispondente al valore 0 I dati di tipo char contengono caratteri. Esempio assegnazione di un carattere a una variabile Var_x = x ; Di default MATLAB memorizza tutte le variabili numeriche come valori double precision floating point

21 Operatori in MATLAB Operatori aritmetici (+, -, *, /, \, ^) Operatori relazionali (<, <=, >, >=, ==, ~=) Operatori logici (&,, ~)

22 Variabili booleane In Matlab le variabili booleane, cioè che assumono solamente i valori 0 (false) o 1 (true) sono trattate alla stregua di una qualsiasi altra variabile. Esempio: a=(3==3); a=1; a=5>1;

23 Esempio operazione tra variabili booleane Inizializzare una variabile booleana boolean_a a true Inizializzare una variabile double, b, a 1 Valutare l OR tra le due variabili

24 Formati di visualizzazione delle variabili MATLAB di default visualizza una variabile numerica con 4 cifre decimali Per modificare il formato di visualizzazione usare il comando format tipoformato

25 Aiuto in MATLAB Il comando help elenca nel Command Window tutti gli argomenti della guida principale. La guida è ipertestuale Il comando help name visualizza il testo di aiuto per la funzionalità specificata dal name. Es: funzione, toolbox, variabile, etc.

26 Funzioni elementari matematiche MATLAB fornisce un largo numero di funzioni standard elementari matematiche (help elfun, help elmat, help specfun). Funzioni frequenti: abs(x) sqrt(x) sign(x) sin(x) cos(x) tan(x) exp(x) log(x)

27 Esercizi 1. Assegnare alle variabili a, b e c rispettivamente i valori 3, 4.5 e 9. Valutare l espressione(a+b) c. Memorizzare il risultato nella nuova variabile D. 2. Valutare area e perimetro di una circonferenza di raggio r = 5. Memorizzare i valori ottenuti di area e perimetro nelle variabili A e P rispettivamente. Mostrare a video il valore di A e P con formato long Mostrare a video il valore di A e P con formato short e 3. Discutere il risultato ottenuto eseguendo l espressione: 2 * realmax; 4. Definire le due variabili: Char_A= c ; Value = 0; Discutere il risultato ottenuto eseguendo le espressioni booleane: Char_A & Value; Char_A Value;