Algorytmizacja i programowanie w MATLABIE

Książka jest podręcznikiem dotyczącym środowiska obliczeniowego Matlab. Środowisko Matlab pozwala m.in. na szybkie wykonywanie skomplikowanych obliczeń, wykresów oraz programowanie w języku Matlab.

W książce omówiono podstawy algorytmizacji, zamieszczono wiele przykładów pokazujących działanie różnych funkcji z wbudowanej biblioteki oraz przedstawiono przykłady możliwości graficznej prezentacji wyników w Matlabie.

Podręcznik jest przeznaczony głównie dla studentów początkowych lat kierunków technicznych, ale może być także wykorzystywany przez studentów kierunków ekonomicznych oraz uczniów szkół średnich o profilach matematycznych i informatycznych.

Spis treści:

1. Wstęp  7

2. Reprezentacja danych w komputerze  9
2.1. System pozycyjny zapisu liczb  10
2.2. Reprezentacja liczb całkowitych – kod binarny  11
2.3. Zamiana liczby dziesiętnej na liczbę binarną    12
2.3.1. Algorytm Hornera  12
2.3.2. Algorytm doboru wag  12
2.4. Operacje logiczne na ciągach binarnych 14
2.5. Operacje arytmetyczne na ciągach binarnych    14
2.6. System heksadecymalny  15
2.7. Kodowanie binarne ujemnych liczb całkowitych    17
2.7.1. Kod znak-moduł (ZM)  18
2.7.2. Kod z uzupełnieniem do jedynki – U1  18
2.7.3. Kod z uzupełnieniem do dwójki – kod U2  19
2.8. Arytmetyka stałoprzecinkowa  22
2.9. Operacje na liczbach w kodzie U2 – przykłady    23
2.10. Kodowanie binarne liczb ułamkowych  25
2.11. Zapis binarny liczby rzeczywistej  27
2.12. Reprezentacja ułamków w kodzie U2  27
2.13. Reprezentacja liczb rzeczywistych w kodzie FP2  28
2.14. Kodowanie informacji tekstowej  32
2.15. Kodowanie dźwięku  33
2.16. Reprezentacja kolorów i kodowanie grafiki  34

3. Algorytmy  37
3.1. Wprowadzenie  38
3.2. Sposoby przedstawiania algorytmów    43
3.3. Rysowanie schematu blokowego  46
3.4. Podstawowe schematy obiekty blokowego    49
3.4.1. Bloki operacji organizacyjnych i obliczeniowych  49
3.4.2. Bloki operacji warunkowych    53
3.5. Przykłady projektowania algorytmów  59
3.5.1. Wprowadzenie  59
3.5.2. Algorytmy iteracyjne    61
3.5.3. Algorytmy iteracyjne i rekurencyjne    80
3.5.4. Analiza złożoności obliczeniowej algorytmu  88
3.5.5. Metoda „dziel i zwyciężaj” i jej zastosowanie  90
3.5.6. Programowa analiza algorytmów  94

4. Środowisko programistyczne MATLAB  99
4.1. Charakterystyka środowiska    100
4.2. Podstawowe polecenia współpracy ze środowiskiem  101
4.3. Operatory i stałe w Matlabie  101
4.4. Typy danych w Matlabie  102
4.5. Tryby pracy w środowisku Matlab  105
4.6. Funkcje organizacji środowiska obliczeniowego 111
4.7. Macierze i ich definiowanie    114
4.7.1. Tworzenie macierzy z wykorzystaniem operatora nawiasowego [ ]  115
4.7.2. Tworzenie macierzy z wykorzystaniem funkcji Matlaba  117
4.7.3. Tworzenie macierzy z wykorzystaniem operatora dwukropka  119
4.7.4. Tworzenie macierzy drogą łączenia    120
4.12.1. Pętla for    135
4.12.2. Pętla while  138
4.12.3. Powtarzanie wykonania programu  142
4.8. Funkcje obliczające wartości statystyczne wektorów i macierzy  123
4.9. Instrukcje wejścia i wyjścia  124
4.10. Instrukcja sterująca typu if    128
4.11. Instrukcje sterujące typu switch  132
4.12. Instrukcje iteracyjne    135
4.13. Przykłady zastosowań instrukcji. 144
4.14. Kontrola wartości wprowadzanych w programach  153
4.15. Funkcje własne  155
4.16. Funkcje i podfunkcje  161
4.17. Definiowanie funkcji w obliczeniach  164
4.18. Obliczenia wektoryzowane  164
4.19. Obliczenia symboliczne w Matlabie    170
4.20. Rozwiązywanie układów równań liniowych  176

5. System graficzny    183
5.1. Wprowadzenie    184
5.2. Wykresy 2D i ich opis    186
5.2.1. Definiowanie wektorów i ich wizualizacja  187
5.2.2. Rodzaje wykresów  191
5.2.3. Wykreślanie niezależnych wykresów na jednym rysunku  193
5.2.4. Opis wykresów  195
5.2.5. Edycja rysunków  199
5.2.6. Wstawianie wzorów matematycznych w opisach wykresów  202
5.3. Wykresy 3D w Matlabie    206
5.3.1. Wykresy danych trójwymiarowych    206
5.3.2. Przedstawianie macierzy w formie graficznej. 208
5.3.3. Wykreślanie powierz chni    212
5.4. GUI – graficzny interfejs użytkownika  216
5.5. Bezpośrednie programowania GUI  226

6. Obliczenia numeryczne w Matlabie  229
6.1. Definiowanie funkcji do potrzeb obliczeń    230
6.2. Obliczenia wielomianowe    234
6.2.1. Wbudowane funkcje obliczeń wielomianowych  234
6.2.2. Operacje na wielomianach  239
6.3. Wbudowane metody całkowania  242
6.4. Metody wyznaczające miejsca zerowe i minima funkcji  243
6.5. Analiza danych – Basic Fitting 249