В061260- «Информатика», 6В06130 -«Есептеу техникасы және БҚЕ», 6В061380 -«Ақпараттық жүйе» мамандығының студенттеріне арналған Шымкент, 2021 ж
жүктеу/скачать 100,53 Kb.
|
Matlab нұсқалары және мүмкіндіктері
- Бұл бет үшін навигация:
- Пайдаланылған әдебиеттер
| 30. Қуат жүйесінің блоктары
Деректерді жинау құралдар жинағы және аспаптарды басқару құралдары жинағы Data Acquisition Toolbox – бұл компьютердің ішкі шинасына қосылған блоктар, функция генераторлары, спектр анализаторлары – қысқасы, деректерді алу үшін зерттеу мақсатында кеңінен қолданылатын құралдар арқылы деректерді жинау саласына қатысты кеңейтім пакеті. Оларға сәйкес есептеу базасы қолдау көрсетеді. Құралдарды басқарудың жаңа құралдар жинағы аспаптар мен құрылғыларды қосуға мүмкіндік береді сериялық интерфейсжәне Public Channel және VXI интерфейстерімен. Тіл сипаттамасы MATLAB — матрицалық деректер құрылымдарын, функциялардың кең ауқымын, біріктірілген өңдеу ортасын, объектіге бағытталған мүмкіндіктерді және басқа бағдарламалау тілдерінде жазылған бағдарламалардың интерфейстерін қамтитын жоғары деңгейлі бағдарламалау тілі. MATLAB тілінде жазылған программалардың екі түрі бар – функциялар және сценарийлер. Функцияларда кіріс және шығыс аргументтері, сонымен қатар аралық есептеу нәтижелері мен айнымалы мәндерді сақтауға арналған өздерінің жұмыс кеңістігі болады. Сценарийлер ортақ жұмыс кеңістігін бөліседі. Сценарийлер де, функциялар да машиналық кодқа түсіндірілмейді және мәтіндік файлдар ретінде сақталады. Сондай-ақ, машинаның орындауына ыңғайлы пішінде өңделген, алдын ала талданған бағдарламалар деп аталатын функциялар мен сценарийлерді сақтау мүмкіндігі бар. Жалпы, мұндай бағдарламалар әдеттегіден жылдамырақ жұмыс істейді. MATLAB тілінің басты ерекшелігі оның матрицалармен жұмыс істеуге арналған кең мүмкіндіктері болып табылады, оны тіл жасаушылар Think векторланған ұранында білдірді. Математика және есептеу MATLAB пайдаланушыға математиканың барлық дерлік салаларын қамтитын деректерді талдау үшін көптеген (бірнеше жүз) функцияларды ұсынады, атап айтқанда: Матрицалар және сызықтық алгебра - матрицалық алгебра, сызықтық теңдеулер, меншікті мәндер мен векторлар, сингулярлықтар, матрицаны көбейткіштерге бөлу және т.б. Көпмүшелер және интерполяция – көпмүшелердің түбірлері, көпмүшелерге амалдар және оларды дифференциалдау, қисықтарды интерполяция және экстраполяциялау және т.б. Математикалық статистика және деректерді талдау – статистикалық функциялар, статистикалық регрессия, цифрлық сүзгілеу, Фурьенің жылдам түрлендіруі және т.б. Мәліметтерді өңдеу – арнайы функциялар жиынтығы, оның ішінде графикті құру, оңтайландыру, нөлдерді іздеу, сандық интеграция (квадратураларда) және т.б. Дифференциалдық теңдеулер – дифференциалдық және дифференциалдық-алгебралық теңдеулерді, кешіктірілген дифференциалдық теңдеулерді, шектеулері бар теңдеулерді, дербес дифференциалдық теңдеулерді және т.б. Сирек матрицалар мамандандырылған қолданбаларда қолданылатын арнайы MATLAB деректер класы болып табылады. Integer arifmetic - MATLAB ортасында бүтін арифметикалық амалдарды орындайды. Алгоритм құрастыру MATLAB алгоритмдерді, соның ішінде объектілі-бағытталған бағдарламалау концепцияларын қолданатын жоғары деңгейлі алгоритмдерді әзірлеуге ыңғайлы құралдарды ұсынады. Ол барлық қажетті IDE құралдарын, соның ішінде отладчик пен профильді қамтиды. Бүтін деректер түрлерімен жұмыс істеу функциялары микроконтроллерлерге және қажет болған жағдайда басқа қолданбаларға арналған алгоритмдерді құруды жеңілдетеді. Деректерді визуализациялау MATLAB пакеті үш өлшемді, визуалды деректерді талдау және анимациялық бейнелерді құруды қоса алғанда, графиктерді салуға арналған көптеген функцияларды қамтиды. Кірістірілген өңдеу ортасы түймелер, енгізу өрістері және т.б. сияқты әртүрлі басқару элементтері бар графикалық пайдаланушы интерфейстерін жасауға мүмкіндік береді. MATLAB Compiler компонентін пайдалана отырып, бұл графикалық интерфейстерді дербес қолданбаларға түрлендіруге болады. Сыртқы интерфейстер MATLAB пакеті басқа бағдарламалау тілдерінде жазылған сыртқы режимдерге қол жеткізуге арналған әртүрлі интерфейстерді, Component Object Model немесе Dynamic Data Exchange технологиялары арқылы байланысатын мәліметтерді, клиенттер мен серверлерді және MATLAB-пен тікелей байланысатын перифериялық құрылғыларды қамтиды. Бұл мүмкіндіктердің көпшілігі MATLAB API ретінде белгілі. COM MATLAB бумасы COM объектілерін (клиенттер де, серверлер де) жасауға, өңдеуге және жоюға мүмкіндік беретін функцияларға қол жеткізуді қамтамасыз етеді. ActiveX технологиясына да қолдау көрсетіледі. Барлық COM объектілері MATLAB пакетінің арнайы COM класына жатады. Automation контроллері функциялары бар барлық бағдарламалар MATLAB серверіне автоматтандыру сервері ретінде қол жеткізе алады. DDE MATLAB бумасы басқа Windows қолданбаларына қол жеткізуге мүмкіндік беретін функцияларды, сондай-ақ осы қолданбаларды Dynamic Data Exchange (DDE) технологиясы арқылы MATLAB деректеріне қол жеткізуді қамтиды. DDE сервері бола алатын әрбір қолданбаның өзінің бірегей идентификатор атауы болады. MATLAB үшін бұл атау Matlab болып табылады. Веб қызметтері MATLAB веб-қызметтердің әдістерін шақыру мүмкіндігін береді. Арнайы функция API веб-қызметінің әдістеріне негізделген класс жасайды. Matlab веб-сервис клиентімен одан сәлемдемелерді қабылдау, оларды өңдеу және жауап жіберу арқылы өзара әрекеттеседі. Келесі технологияларға қолдау көрсетіледі: Қарапайым нысанға кіру протоколы (SOAP) және веб-қызметтерді сипаттау тілі (WSDL). COM порты MATLAB сериялық порт интерфейсі компьютерге сериялық порт (COM порты) арқылы қосылатын модемдер, принтерлер және ғылыми жабдық сияқты перифериялық құрылғыларға тікелей қол жеткізуді қамтамасыз етеді. Интерфейс сериялық порт үшін арнайы класс объектісін жасау арқылы жұмыс істейді. Бұл класстың қолжетімді әдістері сериялық портқа деректерді оқуға және жазуға, оқиғалар мен оқиғалар өңдеушілерін пайдалануға және нақты уақытта компьютер дискісіне ақпаратты жазуға мүмкіндік береді. Бұл эксперименттер, нақты уақыттағы модельдеу және басқа қолданбалар үшін пайдалы. MEX файлдары MATLAB пакеті C және Fortran тілдерінде жазылған сыртқы қолданбалармен әрекеттесу интерфейсін қамтиды. Бұл өзара әрекеттесу MEX файлдары арқылы жүзеге асырылады. MATLAB-тан C немесе Fortran тілінде жазылған ішкі бағдарламаларды пакеттің кірістірілген функциялары сияқты шақыруға болады. MEX файлдары MATLAB ішіне енгізілген интерпретатор арқылы жүктелетін және орындалатын динамикалық сілтеме кітапханалары болып табылады. DLL MATLAB жалпы DLL интерфейсі қарапайым динамикалық сілтеме кітапханаларында табылған функцияларды тікелей MATLAB жүйесінен шақыруға мүмкіндік береді. Бұл функциялардың C интерфейсі болуы керек. Сонымен қатар, MATLAB өзінің кірістірілген функцияларына C интерфейсі арқылы қол жеткізу мүмкіндігіне ие, бұл пакет функцияларын С тілінде жазылған сыртқы қолданбаларда пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл технология MATLAB жүйесінде C Engine деп аталады. Құралдар жинақтары MATLAB құруға болады арнайы жинақтар құралдары (ағыл. Toolbox), оның функционалдығын кеңейту. Құралдар жинағы - бұл белгілі бір есеп класын шешу үшін MATLAB тілінде жазылған функциялар жиыны. Mathworks көптеген салаларда қолданылатын құралдар жинағымен қамтамасыз етеді, соның ішінде мыналар: Сигналдарды, кескіндерді және деректерді цифрлық өңдеу: DSP Toolbox, Image Processing Toolbox, Wavelet Toolbox, Communication Toolbox, Filter Design Toolbox – сигналдарды өңдеуде, кескіндерде, цифрлық сүзгілерді жобалауда кең ауқымды мәселелерді шешуге мүмкіндік беретін функциялар жиынтығы. және байланыс жүйелері. Басқару жүйелері: Басқару жүйелерінің құралдар жинағы, µ-талдау және синтез құралдар жинағы, сенімді басқару құралдар жинағы, жүйені анықтау құралдар жинағы, LMI басқару құралдары жинағы, модельді болжауды басқару құралдары, үлгіге негізделген калибрлеу құралдары жинағы - динамикалық жүйелердің талдауы мен синтезін жеңілдететін функциялар жиыны, басқару жүйелерін жобалау, модельдеу және сәйкестендіру, оның ішінде робаст басқару, H∞-басқару, LMI-синтез, µ-синтез және т.б. сияқты заманауи басқару алгоритмдері. Қаржылық талдау: GARCH Toolbox, Fixed Income Toolbox, Financial Time Series Toolbox, Financial Derivatives Toolbox, Financial Toolbox, Datafeed Toolbox – әртүрлі қаржылық ақпаратты жылдам және тиімді жинауға, өңдеуге және тасымалдауға мүмкіндік беретін функциялар жиыны.Географиялық карталарды талдау және синтездеу, соның ішінде үш өлшемді: Карта жасау құралдар жинағы. Эксперименттік деректерді жинау және талдау: Деректер жинау құралдарының жинағы, кескінді алу құралдарының жинағы, аспаптарды басқару құралдарының жинағы, Code Composer Studio студиясына сілтеме – эксперименттер кезінде, соның ішінде нақты уақытта алынған деректерді сақтауға және өңдеуге мүмкіндік беретін функциялар жиыны. Ғылыми және инженерлік өлшеу жабдықтарының кең спектріне қолдау көрсетіледі. Деректерді визуализациялау және көрсету: Virtual Reality Toolbox - виртуалды шындық технологиялары мен VRML көмегімен интерактивті әлемдерді жасауға және ғылыми ақпаратты визуализациялауға мүмкіндік береді. Әзірлеу құралдары: COM үшін MATLAB Builder, Excel үшін MATLAB Builder, MATLAB Compiler, Filter Design HDL Coder – MATLAB ортасынан тәуелсіз қолданбаларды жасауға мүмкіндік беретін функциялар жиыны. Сыртқы бағдарламалық өнімдермен өзара әрекеттесу: MATLAB Report Generator, Excel Link, Database Toolbox, MATLAB Web Server, Link for ModelSim – басқа программалар олармен жұмыс істей алатындай әртүрлі формаларда деректерді сақтауға мүмкіндік беретін функциялар жиыны. Databases: Database Toolbox – мәліметтер қорымен жұмыс істеу құралдары. Ғылыми-математикалық пакеттер: биоинформатика құралдар жинағы, қисық фитинг құралдар жинағы, бекітілген нүкте құралдар жинағы, анық емес логикалық құралдар жинағы, генетикалық алгоритм және тікелей іздеу құралдар жинағы, OPC құралдар жинағы, оңтайландыру құралдар жинағы, ішінара дифференциалдық теңдеулер жинағы, сплайн құралдар жинағы, статистикалық құралдар жинағы, RF құралдар жинағы кең ауқымды ғылыми және инженерлік есептерді шешуге мүмкіндік беретін арнайы математикалық функциялар, соның ішінде генетикалық алгоритмдерді әзірлеу, ішінара туындылардағы есептерді шешу, бүтін есептер, жүйені оңтайландыру және т.б. Нейрондық желілер: Neural Network Toolbox - Нейрондық желілерді синтездеу және талдау үшін құралдар. Символдық есептеу: Symbolic Math Toolbox - Maple символдық бағдарламасымен әрекеттесу мүмкіндігі бар символдық есептеу құралдары. Жоғарыда айтылғандардан басқа, басқа компаниялар мен энтузиастар жазған мыңдаған басқа MATLAB құралдар жинағы бар. Қаражаттардың ішінде жалпы мақсатхимометрияда қолданылатын MatLab пакеті ерекше орын алады. Оның танымалдығы өте жоғары. Себебі MatLab қуатты және жан-жақты көп өлшемді деректерді өңдеу болып табылады. Пакет құрылымының өзі оны матрицалық есептеулерді орындауға ыңғайлы құрал етеді. MatLab көмегімен зерттеуге болатын мәселелер ауқымына мыналар кіреді: матрицалық талдау, сигналдар мен кескіндерді өңдеу, нейрондық желілер және т.б. MatLab – тәжірибелі пайдаланушыларға бағдарламаланған алгоритмдерді түсінуге мүмкіндік беретін жоғары деңгейлі ашық бастапқы тіл. Қарапайым кірістірілген бағдарламалау тілі өзіңіздің алгоритмдеріңізді құруды жеңілдетеді. MatLab-ті көп жылдар бойы пайдалану үшін, үлкен саныфункциялары және ToolBox (арнайы құралдар пакеттері). Ең танымал - Eigenvector Research, Inc компаниясының PLS ToolBox. Пайдаланылған әдебиеттер: Мансурова М.Е. Дүйсебекова К.С. «Основы программирования в MatLab». Учебное пособие. Алматы: Қазақ университеті, 2020.-149стр. Мансұрова М.Е. Дүйсебекова К.С. «MatLab –та программалау негіздері» Оқу құралы, Алматы: Қазақ университеті, 2020. -142бет Искакова А. С. , Нұрымов Б. С. «MatLab жүйесінде моделдеу элементтері» Оқу құралы, Алматы: Эверо, 2021.-92бет. жүктеу/скачать 100,53 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|