Лекция 2
Средства программирования Практически невозможно предусмотреть в одной системе возможность решения всех задач. Поэтому программирование расширяет возможности системы matlab.
Язык программирования MATLAB является проблемно-ориентированным языком программирования сверхвысокого уровня, содержащим сложные операторы и функции, реализация которых на обычных языках потребовало бы много усилий и времени.
Например, матричные функции, функции быстрого преобразования Фурье, операторы построения графиков, генерации матриц определенного вида и т.д.
Отличие входного языка от языка программирования:
Сессии в командном режиме работы не сохраняются в памяти компьютера. (Хранятся только определения созданных в ходе их выполнения переменных и функций)
Программы, созданные на языке MATLAB, сохраняются виде текстовых M-файлов.
Могут сохраняться программы в виде файлов сценариев (процедур) и отдельные программные модули – функции.
Программа может менять структуру алгоритмов вычислений в зависимости от входных данных и данных, создаваемых в ходе вычислений.
Основные средства программирования
Особенности языка:
1. Язык является интерпретаторам, каждая инструкция распознается и тут же исполняется (что облегчает диалоговый режим).
2. MATLAB не создает исполняемых программ в виде машинных кодов (*.exe).
3. Программы существуют только в виде M-файлов, для исполнения которых нужна среда MATLAB.
4. Имеются компиляторы, транслирующие программы MATLAB в коды языков С и С++.
Язык содержит:
Данные различного типа;
Константы и переменные;
Операторы, включая, операторы математических выражений;
Встроенные команды и функции;
Функции пользователя;
Управляющие структуры;
Системные операторы и функции;
Средства расширения языка.
Коды пишутся на языке высокого уровня, достаточно понятным для пользователя умеренной квалификации.
. M-файлы сценариев и функций
M – файлы (или Script-файлы) делятся на два класса:
- файлы сценарии, не имеющие входных параметров (процедуры без параметров),
- файлы функции, имеющие входные параметры (программные модули).
Структура и свойства файлов сценариев
Сессия не является программированием. Действия по программе записывается в М-файле. Файл-сценарий это простейшая программа на языке программирования MATLAB.
Он имеет следующую структуру:
% Основной комментарий // в первой строке
% Дополнительный комментарий // последующие строки
Тело файла с любыми выражениями
Работа с файлом сценарием:
1. Создается M-файл (или Script-файл) командой: File=>New=>M-file (Script-файл)
2. Открывается окно редактора. Заполняются строки программой
3. Сохраняется файл в окне Editor командой: File=>Save as=>name.m
4. Вызывается в командной строке по имени <name>
Свойства файлов сценариев:
- не имеют входных и выходных параметров;
- работают с данными из рабочей области;
- в процессе выполнения не компилируются;
- представляют собой последовательность операций, аналогичную сессии.
Полный комментарий выводится командой help имя_каталога
Пример, рассмотрим файл сценарий прорисовки графика sin(x):
% Plot with color red
% Строит график синусоиды линией красного цвета
% с выделенной масштабной сеткой в интервале [xmin,xmax]
x
=xmin:0.1:xmax;
p
Тело файла
grid on
Cохраним файл под именем, например, pcr.m.
В командной строке Command Window MATLAB необходимо задать конкретные значения (входные параметры), вызвать файл по имени и получить рисунок.
>> xmin=-10; % задание входных параметров, глобальных переменных
>> xmax=10;
>> pcr; % вызов файла и его запуск
>> help pcr % вызов комментария файла-сценария
Командой type pcr можно вывести полный листинг файла.
Файл-сценарий, именуется Script-файлом, является просто записью серии команд без входных и выходных параметров (процедура без параметров - некие действия).
Особенности файла-сценария:
- нельзя запустить файл без предварительной подготовки, сначала надо задать значения переменных xmin и xmax, используемых в теле файла;
- переменные являются глобальными, т.е. они действуют двояко в командах сессии и внутри программного блока;
- имена файлов-сценариев нельзя использовать в качестве параметров функций, т.к. файлы-сценарии не возвращают значений.