19

1. Краткие сведения о средах моделирования Matlab и Scilab

Matlab и Scilab - это популярные системы компьютерной математики, которые предназначены для выполнения инженерных и научных вычислений, таких как:

• простейшие расчеты по формулам;

• решение нелинейных уравнений и систем;

• решение задач линейной алгебры;

• решение задач оптимизации;

• дифференцирование и интегрирование;

• задачи обработки экспериментальных данных;

• решение обыкновенных дифференциальных уравнений и систем;

• моделирование непрерывных и дискретных систем.

Кроме того, пакеты предоставляют широкие возможности по созданию и редактированию различных видов графиков и поверхностей.

1. Работа в Matlab и Scilab

   1. Элементы программирования на языках Matlab и Scilab

При работе в средах моделирования Matlab и Scilab существует несколько режимов:

• режим вычислений в командной строке;

• режим использования сценарных файлов. В среде Matlab создаются так называемые m-файлы, в среде Scilab используются sce- или sci-файлы. Эти файлы могут быть сохранены для дальнейшего многократного использования.

Как и система Matlab, так и система Scilab ориентированы на работу с матричными переменными. По умолчанию предполагается, что каждая заданная переменная - это матрица.

Операция присваивания

Простейшей конструкцией языков программирования Matlab и Scilab является оператор присваивания:

Имя_переменной = Выражение

Типы переменных заранее не декларируются. Они определяются выражением, значение которого присваивается переменной. Так, если это выражение - вектор или матрица, то переменная будет векторной или матричной. Имена переменных в обоих средах моделирования регистрозависимы (как в языке программирования C).

После набора оператора в командной строке и нажатия клавиши ENTER на экран дисплея выводится вычисленное значение переменной. Для блокировки вывода результата вычислений на экран оператор нужно завершить символом ; (точка с запятой).

Пример

»x=2;

»y=2;

»r=sqrt(x^2+y^2)

r=

2.8284

Возможна также конструкция, состоящая только из выражения. В этом случае для результата вычислений назначается переменная с именем ans.

Пример

»x=2;

»y=2;

»sqrt(x^2+y^2)

ans=

2.8284

В средах программирования различаются как локальные, так и глобальные переменные. При обозначении локальной переменной нет необходимости использовать какие-либо дополнительные ключевые слова, а для глобальных переменных используется ключевое слово global:

global var

var = значение

Константы

Несколько специальных функций предоставляют значения часто используемых констант в Matlab:

pi - 3.14159265...

i - мнимая единица

j - то же

eps - условный нуль

Inf - бесконечность

NaN – NotANumber, не число.

Определенные в Scilab стандартные скалярные переменные начинаются со знака %. Часть специальных переменных предопределена. Они защищены и не могут быть удалены пользователем (но могут быть переопределены).

%i - Мнимая единица

%pi - Число Pi =3.1415927

%e - Число e = 2.7182818

%eps - Это условный нуль, то есть такое максимальное число, что 1+%eps=1 %eps=2.220E-16

%inf - Бесконечность=Inf

%nan - NotANumber: неопределено