Программирование в системе MATLAB

Лабораторная работа №2

Программирование в системе MATLAB

Цель работы: Знакомство с основами программирования в MATLAB, основными управляющими конструкциями в MATLAB. Получение навыков организации последовательности, ветвления и цикла в MATLAB.

Наряду с работой в командной строке, существует еще один способ выполнения команд – написание программ. Программа – это предписание ЭВМ на языке программирования, позволяющее решить требуемую задачу. В системе MATLAB программы записываются в файл с расширением «.m». Так, если в командной строке обычно реализуют последовательную структуру записи команд, то с помощью m-файлов возможна реализация всех управляющих структур структурного программирования*.

M-файлы представляют собой обычные текстовые файлы и для их написания можно использовать любой текстовый редактор.MATLAB имеет встроенный текстовый редактор.

Каждый язык программирования обладает своим синтаксисом – набором правил написания программ и построения конструкций языка. Особенности синтаксиса и семантики (значения) языка программирования MATLAB рассмотрим ниже.

Основы работы с m-файлами

Для создания нового m-файла программы (в системе MATLABпрограммы-сценарии называют «скриптами».) в редакторе MATLAB необходимо нажать кнопку «NewScript» в верхнем левом углу. После нажатия данной кнопки появится окно текстового редактора (рисунок 1).

[pic 1]

Создадим небольшую программу:

disp('HelloWorld!')

Теперь необходимо сохранить данныйскрипт, для чего необходимо нажать на кнопку «Save» в левом верхнем углу. MATLAB предложит сохранить файл в текущей директории («CurrentFolder»). Дадим скрипту имя «Example1.m» и сохраним его. Желательно, чтобы скрипт был сохранен в текущей директории, так MATLAB будет искать скрипты для запуска в папках, которые перечислены во внутренней переменной MATLAB path. Также в этот список входит и текущая директория, отображаемая в среде MATLAB справа в специальной плавающей области. По умолчанию программа будет сохранена в текущий каталог. Запустить программу на выполнение можно, введя ее имя (имя m-файла, в который она была сохранена) в командной строке и нажав «Enter», или же нажав кнопку «Run» в редакторе кода. В обоих случаях в командном окне отобразится следующий вывод:

>>Example1

HelloWorld!

Рассмотрим другой пример. Имеется программа:

x = 0:0.02:2*pi;

a = 0.3;

b = 0.7;

y = a * sin(x) + b * cos(x);

plot(x, y)

Сохраним в файл Example2.m и запустим на выполнение. В результате MATLAB посчитает и выведет на экран график функции .Следует отметить, что после выполнения программы в окне «Workspace» появились переменные x, a, b и y. Для пояснениярассмотрим понятие рабочей области.[pic 2]

Базовая рабочая область в MATLAB

Рабочая область системы MATLAB — это область памяти, в которой размещены переменные системы. Переменные, которые вводятся из командной строки или которые создаются в результате выполнения скриптов, вызываемых из командной строки, хранятся в baseworkspace –  базовой рабочей области. Все переменные в рабочей области существуют в ней с момента их объявления при работе с данной рабочей областью и до явного их удаления с помощью команды clear или до конца действия данной рабочей области (например, для базовой рабочей области - это закрытие MATLAB).

При запуске скрипта не создается новой рабочей области. Программа работает с рабочей областью, из которой она была вызвана. При вызове скрипта из командного окна, работа ведется с базовой рабочей областью, поэтому программе доступны все переменные, созданные до вызова скрипта. Так же если скрипт создаст новые переменные, они останутся доступными и после его завершения.

Управляющие структуры в MATLAB

Как отмечалось ранее, согласно теореме о структурном программировании, любая программа, заданная в виде блок-схемы, может быть представлена с помощью трех управляющих структур: последовательность, ветвление и цикл. Последовательность – однократное выполнение операций в том порядке, в котором они записаны в тексте программы. С организацией ветвления и цикла в MATLAB познакомимся ниже.