Введение в MATLAB
Список видео, входящих в плейлист «Введение в MATLAB»:
- Начало работы
- Среда разработки
- Написание программ
- Массивы и матрицы
- Фундаментальные классы (типы данных)
- Структуры и массивы ячеек
- Интерактивное построение графиков
- Расширенное построение графиков: особенности и приемы
01 Начало работы
Базовые функции MATLAB, переменные, команды, массивы, индексация массивов, матрицы и матричные операции, синтаксис языка, построение графиков, работа с командной строкой, всплывающие подсказки, справка.
Документация по теме «Начало работы с MATLAB»
02 Среда разработки
Работа с такими инструментами, как история команд, браузер рабочего пространства и редактор переменных, сохранение и загрузка данных в рабочее пространство, а также управление окнами и панелями рабочего стола MATLAB.
Подробно показан интерфейс программы.
Документация по теме «Среда и настройки»
03 Написание программ
Написание программ MATLAB, включая создание скриптов и функций.
Документация по теме «Программирование»
04 Массивы и матрицы
Создание и манипуляции с массивами в MATLAB, включая доступ к элементам с использованием индексации.
Документация по теме «Матрицы в среде MATLAB»
05 Фундаментальные классы (типы данных)
Работа с численными, текстовыми и логическими типами данных в MATLAB.
Документация по теме «Типы данных»
06 Структуры и массивы ячеек
youtube.com/embed/8TUxIRpMj7E» frameborder=»0″ allowfullscreen=»»> Использование структур и массивов ячеек в MATLAB для управления гетерогенными данными различных типов и размеров.
Документация по теме «Структуры» и «Массивы ячеек».
07 Интерактивное построение графиков
Интерактивное построение базовых графиков в среде разработки MATLAB.
Документация по теме «Графика»
08 Расширенное построение графиков: особенности и приемы
Создание графиков программным способом с использованием базовых функций для построения графиков в MATLAB.
Документация по теме «Графика»
MatLab. Руководство для начинающих
© Евгений Михайлов, Алексей Померанцев
Российское
хемометрическое общество http://rcs.
chph.ras.ru/
Содержание
Введение
1. Базовые сведения
1.1. Рабочая среда MatLab
1.2. Простейшие вычисления
1.3. Эхо команд
1.4. Сохранение рабочей среды. MAT файлы
1.5. Журнал
1.6. Система помощи
2. Матрицы
2.1. Скаляры, векторы и матрицы
2.2. Доступ к элементам
2.3 Основные матричные операции
2.4. Создание матриц специального вида
2.5. Матричные вычисления
3. Интегрирование MatLab и Excel
3.1. Конфигурирование Excel
3.2. Обмен данными между MatLab и Excel
4.Программирование
4.1. М-файлы
4.2. Файл-программа
4.3. Файл-функция
4.
4.
Создание графика
4.5. Печать графиков
5. Примеры программ
5.1. Центрирование и шкалирование
5.2. SVD/PCA
5.3. PCA/NIPALS
5.4. PLS1
5.5. PLS2
Заключение
Введение
В этом пособии рассказывается о применении пакета MatLab для анализа многомерных данных. Этот текст не является учебником по MatLab. В нем приведены только базовые сведения о работе в этой среде, необходимые для реализации основных алгоритмов. Более подробное изложение можно найти здесь.
В пособии интенсивно используются понятия и методы матричной алгебры – вектор, матрица, и т.п. Читателям, которые плохо знакомы с этим аппаратом, рекомендуется изучить, или, хотя бы просмотреть, пособие «Матрицы и векторы«.
Для
практического воплощения хемометрических
методов используются как специализированные
пакеты программ (например, 
Среди средств общего назначения,
используемых в хемометрике, особое
место занимает пакет MatLab. Его популярность
необычайно высока. Это объясняется тем,
что MatLab является мощным и универсальным
средством обработки многомерных данных.
Сама структура пакета делает его удобным
средством для проведения матричных
вычислений. Спектр проблем, исследование
которых может, осуществлено при помощи
MatLab, охватывает: матричный анализ,
обработку сигналов и изображений,
нейронные сети и многие другие. MatLab —
это язык высокого уровня, имеющий
открытый код, что дает возможность
опытным пользователям разбираться в
запрограммированных алгоритмах. Простой
встроенный язык программирования
позволяет легко создавать собственные
алгоритмы. За много лет использования
MatLab создано огромное количество функций
и ToolBox (пакетов специализированных
средств). Самым популярным является
пакет PLS
ToolBox компании Eigenvector
Research, Inc.
Многие книги
и статьи содержат MatLab коды, позволяющие
читателю сразу применить описываемые
методы на практике.
MatLab прекрасно
интегрируется с Microsoft Word и Excel. Российское
хемометрическое общество издало учебное
пособие,
являющееся полезным введением в
хемометрические приложения MatLab.
Другие материалы по той же теме:
Матрицы и векторы
Проекционные методы в системе Excel.
Калибровка (Градуировка)
Метод главных компонент (PCA)
Хемометрика в аналитической химии
Четвертая парадигма
Технология анализа процессов (PAT)
ПЛС-регрессия и ковариация
Методы классификации
Содержание
Matlab for Dummies Chief-Sheet
BY: Джон Пол Мюллер и
Обновлено: 07-12-2021
Из книги: Matlab for Dummies
Matlab для Dummies
.
Общие команды MATLAB
Следующая таблица содержит список команд, которые вы используете относительно часто в MATLAB. Вы не найдете в списке все команды — для этого потребовалась бы отдельная книга. Однако эти команды обычно используются несколько раз за сеанс.
| Команда | Назначение |
класс | Очищает текущий график. |
Клемма | Очищает командное окно |
очистить <имя переменной> | Удаляет определенную переменную из окна рабочей области (как указано в <имя переменной> ). |
очистить все | Удаляет все переменные из окна Workspace. |
закрыть <имя фигуры> | Закрывает конкретную фигуру (как указано <имя фигуры> ). |
закрыть все | Закрывает все текущие фигуры. |
дневник <имя файла> | Указывает имя файла, используемого для функции дневника. |
ежедневник | Останавливает сохранение текста командного окна в файл. |
дневник на | Начинает сохранять текст командного окна в файл. |
существует <ключевое слово> | Проверяет, используется ли ключевое слово или файл. |
цифра( <номер> | Получает дескриптор указанной фигуры. |
findobj('Тип', 'цифра') | Получает дескрипторы для всех существующих фигур. |
компактный формат | Удаляет лишние пробелы из командного окна. Используйте свободный вариант, чтобы восстановить отображение по умолчанию. Другие варианты включают в себя: короткий (по умолчанию), длинный , короткий e , длинный e , короткий g , длинный g , короткий англ и длинный англ . |
гка | Получает дескриптор текущих осей. |
gcf | Получает дескриптор текущей фигуры. |
ГКО | Получает дескриптор текущего объекта. |
получить( <дескриптор> , <свойство> ) | Получает найденный в объекте, на который указывает . |
help <команда или файл> | Отображает справочную документацию для <команда> или комментарии в созданных вами файлах. |
ключевое слово | Отображает список всех ключевых слов MATLAB. |
ключевое слово <имя> | Определяет, является ли <имя> ключевым словом. |
загрузить <имя файла> | Загружает файл, содержащий переменные, в окно Workspace. |
подробнее | Отображает выходные данные с использованием стандартной прокрутки, так что все выходные данные отображаются одновременно. |
подробнее о | Указывает MATLAB отображать вывод по одному экрану за раз. |
сохранить <имя файла> | Сохраняет переменные, отображаемые в окне Workspace, в указанный файл. |
набор( <дескриптор> , <свойство> , <значение> ) | Устанавливает <свойство> , найденное в объекте, на который указывает <дескриптор> к указанному <значение> . |
Общие сведения об операторах MATLAB
Важно знать, какие операторы поддерживает MATLAB, и запомнить их все не всегда легко. В следующей таблице представлен краткий обзор операторов, которые поддерживает MATLAB.
| Оператор | Тип | Описание 92 = 25 | |
/ | Арифметика | Делит левый операнд на правый операнд | 5 / 2 = 2,5000 |
\ | Арифметика | Делит правый операнд на левый операнд | 5\2 = 0,4000 |
+ | Арифметика | Складывает два значения вместе | 5 + 2 = 7 |
. | Арифметика | Модифицирует операторы для выполнения поэлементной арифметики вместо матричной арифметики. Нет никаких модификаций, если вы работаете со скалярами (обычными числами). | [1,2]*[3;4] = 11 |
= | Назначение | Присваивает значение, найденное в правом операнде, левому операнду. | MyVar = 2 приводит к MyVar, содержащему 2 |
бит и | Побитовый | Выполняет логическое И битов в двух числах. | бит и (4, 5) = 4 |
битор | Побитовый | Выполняет логическое ИЛИ битов в двух числах. | битор(4, 5) = 5 |
битгет | Побитовый | Получает значение бита в определенном месте. | bitget(4, 3) = 1 |
набор битов | Побитовый | Изменяет бит в указанном месте. | набор битов (4, 1, 1) = 5 |
битовый сдвиг | Побитовый | Сдвигает биты на указанное количество позиций. | битовый сдвиг(2, 1) = 4 |
битксор | Побитовый | Выполняет логическое исключающее или битов в двух числах. | битксор(4, 5) = 1 |
и | Логический | Определяет, являются ли оба операнда истинными. | и (правда, правда) = 1 (или правда) |
не | Логический | Отменяет значение истинности одного операнда. Истинное значение становится ложным, а ложное значение становится истинным. | не (истина) = 0 |
или | Логический | Определяет, когда один из двух операндов является истинным. | или (правда, правда) = 1 |
хор | Логический | Определяет, когда один и только один из операндов является истинным. | xor(истина, истина) = 0 |
все | Логический | Определяет, являются ли все элементы массива ненулевыми или истинными. | все([1, 2, 3, 4]) = 1 |
любой | Логическая | Определяет, является ли какой-либо из элементов массива ненулевым или истинным. | любое([0, 1, 0, 0]) = 1 |
~= | Реляционный | Определяет, не равны ли два значения. | 1 ~= 2 равно 1 (или истинно) |
< | Реляционный | Проверяет, что значение левого операнда меньше значения правого операнда. | 1 < 2 равно 1 |
<= | Реляционный | Проверяет, что значение левого операнда меньше или равно значению правого операнда. | 1 <= 2 равно 1 |
== | Реляционный | Определяет, равны ли два значения. Обратите внимание, что оператор отношения использует два знака равенства. Ошибка, которую совершают многие разработчики, заключается в использовании всего одного знака равенства, в результате чего одно значение присваивается другому. | 1 == 2 равно 0 |
> | Реляционный | Проверяет, что значение левого операнда больше, чем значение правого операнда. | 1 > 2 равно 0 |
>= | Реляционный | Проверяет, что значение левого операнда больше или равно значению правого операнда. | 1 >= 2 равно 0 |
- | Унарный | Инвертирует исходное значение, так что положительное становится отрицательным и наоборот. | —(@@nd4) приводит к 4, тогда как —4 приводит к —4 |
+ | Унарный | Предоставлено исключительно для полноты картины. Этот оператор возвращает то же значение, которое вы предоставляете в качестве входных данных. | +4 дает значение 4 |
Сводка по элементам управления Live Script
Использование элементов управления Live Script может сделать ваши документы интерактивными. Вы можете делать все, от очень простых вещей, таких как отображение кнопки «Справка», до предоставления контролируемых входных данных для вашего алгоритма. Вы можете создать документы формы ввода или разработать тест. Использование элементов управления придает вашему приложению ощущение полноценного приложения, не требуя от вас получения степени в области компьютерных наук.
Не то чтобы опыт использования элементов управления свободен от некоторых приемов разработки, но использование элементов управления MATLAB проще, чем работа с элементами управления в полноценной среде разработки. MATLAB поддерживает следующие элементы управления:
| Управление | Назначение | Описание |
| Кнопка | Позволяет определить точный момент, когда должно произойти действие | После ввода всех данных, необходимых для создания графика, пользователь нажимает кнопку "График" в вашем приложении и видит результирующий график на экране. Для эффективного использования элемента управления «Кнопка» необходимо установить в поле «Выполнить » для любых элементов управления в документе значение 9.0036 Ничего . |
| Флажок | Обеспечивает логический ввод с выводом одного из двух значений | Функция либо включена, либо выключена, ответ либо да, либо нет, пользователь либо хочет включить, либо отказаться. |
| Раскрывающийся список | Содержит заданное количество входных значений | Пользователь выбирает желаемое входное значение из списка, что означает, что неправильные входные значения из-за опечаток и других форм ошибок пользователя остались в прошлом. Использование раскрывающихся списков вместо того, чтобы требовать от пользователя ввода значений, также значительно ускоряет ввод данных. |
| Поле редактирования | Предоставляет удобные средства, позволяющие пользователю вводить данные в произвольной форме. | По возможности избегайте использования элемента управления «Редактировать поле»; это создает потенциал для нарушения безопасности, если вы не выполняете много фоновых проверок. Элемент управления «Поле редактирования» является наиболее гибким из всех элементов управления, потому что вы действительно можете выполнять ввод в произвольной форме. |
| Цифровой ползунок | Позволяет управлять значением в определенном диапазоне | Возможно, вы захотите разрешить зрителю выбирать количество графиков, отображаемых в любое время как часть графика. Перемещение бегунка элемента управления «Числовой ползунок» (квадратный прямоугольник, управляющий его значением) на желаемое количество графиков изменит внешний вид графика. Преимущество использования числового ползунка заключается в том, что вы управляете правильными входными значениями и вам не нужно учитывать значения, выходящие за пределы желаемого диапазона, что снижает количество ошибок приложения. |
Кнопки кодирования Live Editor
Специализированные функции могут упростить процесс написания кода и, возможно, сэкономить время. MATLAB предоставляет набор из шести специализированных кнопок кодирования в разделе «Код» вкладки «Живой редактор». В следующей таблице представлен краткий обзор того, как вы используете каждую кнопку (или соответствующую клавишу быстрого доступа) для выполнения задач в Live Editor.
| Название кнопки | Ключ скорости | Назначение |
| Комментарий | Ctrl+R | Добавляет % перед каждой выбранной строкой в группе, комментируя код для тестирования или отладки. |
| Раскомментировать | Ctrl+T | Удаляет первые % перед каждой выбранной строкой в группе, снова делая код активным. Если группа содержит строку комментария, удаляются только первые % , что означает, что комментарий остается комментарием. |
| Комментарии по переносу | Ctrl+J | Объединяет строки с одинаковым отступом, чтобы сделать блок комментариев меньше. Работает только со строками, которые уже закомментированы. |
| Умный отступ | Ctrl+I | При необходимости добавляет отступ, чтобы сделать код более читабельным. MATLAB использует естественные границы кода, такие как операторы if…else , чтобы сделать отступ. |
| Увеличить отступ | Ctrl+] | Добавляет один уровень отступа к выбранным строкам кода. |
| Уменьшить отступ | Ctrl+[ | Удаляет один уровень отступа из выбранных строк кода. Если выбранный код уже находится на левом поле, кнопка не действует на эту строку. |
Стили линейных графиков
Всякий раз, когда вы создаете график, вам необходимо определить источники информации, используя не только линии. Создание графика, использующего различные типы линий и символы точек данных, значительно упрощает использование графика другими людьми. Следующая таблица содержит список стилей линейного графика.
| Цвет | Маркер | Стиль | |||
| Код | Цвет линии | Код | Тип маркера | Код | Тип линии |
| б | Синий | . | Точка | – | Твердый |
| г | Зеленый | или | Круг | : | с точками |
| р | Красный | х | Знак X | -. | тире точка |
| с | Голубой | + | Плюс | — | Штриховой |
| м | Пурпурный | * | Звезда | (нет) | без строки |
| у | 9Верхний треугольник | ||||
| < | Левый треугольник | ||||
| > | Прямоугольный треугольник | ||||
| р | Пятиконечная звезда | ||||
| ч | Шестиконечная звезда | ||||
Помните, что вы также можете использовать эти стили с другими типами графиков. Например, диаграмма рассеяния может использовать эти стили для определения каждой из точек данных. Если вы сомневаетесь, попробуйте стили, чтобы увидеть, будут ли они работать с вашим конкретным сюжетом.
Об этой статье
Эта статья из книги:
- MATLAB для чайников,
Об авторах книги:
Джон Пол Мюллер — автор и технический редактор с опытом разработки приложений, управления базами данных, машинное обучение и глубокое обучение.
Он написал сотни книг и статей, помогая обычным людям изучать все, от сетей до управления базами данных.
Джон Мюллер выпустил 114 книг и более 600 статей по различным темам, от методов функционального программирования до работы с Amazon Web Services (AWS). Лука Массарон, , эксперт Google Developer (GDE), интерпретирует большие данные и преобразует их в интеллектуальные данные с помощью простых и эффективных методов интеллектуального анализа данных и машинного обучения.
Эту статью можно найти в категории:
- MATLAB ,
MATLAB For Dummies Book - чайники
Пройдите путь от полного новичка в MATLAB до построения графиков и решения уравнений в одно мгновение!
MATLAB — один из самых мощных и часто используемых инструментов в области STEM. Но знаете ли вы, что для его изучения не требуется ученая степень или огромный опыт работы с компьютером? MATLAB For Dummies — это дорожная карта, которую вы искали, чтобы упростить и объяснить этот многофункциональный инструмент.
Этот удобный справочник проведет вас через все этапы изучения языка и среды MATLAB от и до. Это простое для чтения руководство показывает, как ориентироваться в MATLAB, с помощью скриншотов и недавно обновленных процедур, начиная с простых основ и затем переходя к более сложным материалам, таким как Live Functions и Live Scripts. Включает в себя:
- Подробное введение в установку MATLAB, использование его интерфейса, а также создание и сохранение первого файла
- Полное обновление, включающее обновления 2020 и 2021 для MATLAB, со всеми новыми снимками экрана и актуальными процедурами
- Улучшено процедуры отладки и использование Symbolic Math Toolbox
- Новая инструкция по работе с Live Scripts и Live Functions, проектированию классов, созданию приложений и построению проектов
- Интуитивно понятные пошаговые руководства по расширенным функциям MATLAB, включая импорт и экспорт данных и публикацию вашей работы
Идеально подходит для студентов STEM и новых специалистов, готовых освоить один из самых мощных инструментов в области инженерии, математики и вычислений.