Matlab Von Null auf Held mit Phil Parisi

Einführung in Matlab

• Matlab ist eine Programmiersprache und Software-Suite für Datenanalyse, wissenschaftliches Rechnen und Visualisierung.
• Weit verbreitet in Wissenschaft und Industrie.
• Die Integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) ist der Ort, wo in Matlab programmiert wird.

Erkundung der Matlab IDE

• Befehlsfenster: Funktioniert als Taschenrechner.
• Arbeitsbereich: Zeigt erstellte Variablen an.
• Befehlsverlauf: Zeigt vorherige Befehle.
• Aktueller Ordner: Zeigt die Dateien an, an denen gearbeitet wird.
• Werkzeugleiste: Verwalten von Skripten, Dateien und Daten.

Grundlegende Befehle und Variablen

• Schnelle Berechnungen können direkt im Befehlsfenster durchgeführt werden, z.B. 7 + 8.
• ans: Standardvariable zur Speicherung von Ergebnissen von Ausdrücken.
• Variablenerstellung: Werte mit = zuweisen, z.B. x = 10.
• Löschbefehle: clc löscht das Befehlsfenster, clearvars löscht Arbeitsbereichsvariablen.

Datentypen

• Double: Standardnumerischer Typ.
• Zeichen und String: Texttypen, erstellt mit einfachen (für char) und doppelten (für string) Anführungszeichen.

Unterdrückung und Mehrfachbefehle

• Verwenden Sie ;, um die Ausgabe zu unterdrücken.
• Verwenden Sie ,, um mehrere Befehle in einer Zeile auszuführen.

Operatoren und Ausdrücke

• Grundlegende mathematische Operatoren: +, -, /, *, ^ für Potenzen.
• Elementweise Operationen: Verwenden Sie . vor Operatoren für elementweise Operationen.*

Skripte

• Skripte ermöglichen es, mehrere Codezeilen ohne sofortige Ausgabe auszuführen.
• Erstellen Sie Skripte mit Neues Skript in der Werkzeugleiste.
• Speichern Sie Skripte als .m-Dateien.

Matrizen und Vektoren

• Vektoren mit : oder linspace() definieren, z.B. x = 1:10 oder linspace(0, 100, 5).
• Matrizen mit Klammern und Semikolon für neue Zeilen definieren.
• Häufige Matrixoperationen: Transponieren mit ', zeros, ones, Identitätsmatrix mit eye().

Indizierung

• Zugriff auf Elemente mit Klammern: A(1,2) für eine Matrix, A(3) für einen Vektor.
• Verwenden Sie end für das letzte Element in einer Dimension.
• Ändern Sie Elemente mit Indizierung.

Plotten

• Grundlegendes Plotten mit plot(), z.B. plot(x, y).
• Passen Sie Plots mit Beschriftungen und Titeln an, indem Sie xlabel(), ylabel(), title() und legend() verwenden.
• Verwenden Sie hold on, um mehrere Datensätze auf demselben Diagramm zu plotten.
• Subplots ermöglichen mehrere Plots in einer Grafik mit subplot().

Logik und Bedingungen

• Logische Operationen: <, >, <=, >=, ==, ~= (ungleich).
• Logische Arrays geben true (1) oder false (0) zurück.
• If-Anweisungen: Implementieren Sie Bedingungen mit if, else und end.

Schleifen

• For-Schleifen: Wiederholen Sie Aktionen für eine festgelegte Anzahl von Iterationen.
• While-Schleifen: Wiederholen Sie, während eine Bedingung wahr ist.
• Verschachtelte Schleifen: For-Schleifen innerhalb von Schleifen.

Funktionen

• Benutzerdefinierte Funktionen in .m-Dateien definiert.
• Syntax: function [outputs] = functionName(inputs).
• Funktionen ermöglichen Code-Wiederverwendung und Kapselung.

Optimierung und Leistung

• Vektorisierung beschleunigt oft den Code im Vergleich zu Schleifen.
• Messen Sie die Ausführungszeit mit tic und toc.

Praktische Beispiele

• Lösen Sie Gleichungen, indem Sie Werte generieren und Funktionen auswerten.
• Analysieren Sie den Bereich und die Grenzen von Funktionen, z.B. Sinuswellenanalyse.

Fazit

• Matlab ist ein leistungsfähiges Werkzeug für wissenschaftliches Rechnen und eignet sich gut für mathematische Modellierung, Datenanalyse und Visualisierung.
• Kontinuierliches Lernen und Üben sind entscheidend, um Matlab-Programmierung zu meistern.