MATLAB-Grundlagen Schulung

Teil 1

Eine kurze Einführung in MATLAB

Ziele: Einen Überblick darüber geben, was MATLAB ist, woraus es besteht und was es für Sie leisten kann.

• Ein Beispiel: C vs. MATLAB
• Übersicht über das MATLAB-Produkt
• Anwendungsbereiche von MATLAB
• Was kann MATLAB für Sie tun?
• Die Kursstruktur

Arbeiten mit der MATLAB-Benutzeroberfläche

Ziel: Einführung in die Hauptmerkmale der integrierten Entwicklungsumgebung von MATLAB und ihrer Benutzeroberflächen. Überblick über die Kursthemen.

• MATLAB-Oberfläche
• Daten aus Dateien einlesen
• Variablen speichern und laden
• Daten plotten
• Diagramme anpassen
• Statistiken und Passungslinien berechnen
• Grafiken für die Verwendung in anderen Anwendungen exportieren

Variablen und Ausdrücke

Ziel: Eingabe von MATLAB-Befehlen mit Schwerpunkt auf dem Erstellen und Zugreifen von Daten in Variablen.

• Eingabe von Befehlen
• Erstellen von Variablen
• Hilfe abrufen
• Zugreifen und Ändern von Werten in Variablen
• Erstellen von Zeichenketten-Variablen

Analysen und Visualisierung mit Vektoren

Ziel: Durchführung mathematischer und statistischer Berechnungen mit Vektoren und Erstellung grundlegender Visualisierungen. Sehen Sie, wie die MATLAB-Syntax Berechnungen an gesamten Datensätzen mit einem einzigen Befehl ermöglicht.

• Berechnungen mit Vektoren
• Vektoren plotten
• Grundlegende Plot-Optionen
• Diagramme annotieren

Analysen und Visualisierung mit Matrizen

Ziel: Verwendung von Matrizen als mathematische Objekte oder als Sammlungen von (Vektor-)Daten. Verständnis für den richtigen Einsatz der MATLAB-Syntax zur Unterscheidung zwischen diesen Anwendungen.

• Größe und Dimensionalität
• Berechnungen mit Matrizen
• Statistiken mit Matrixdaten
• Plotten mehrerer Spalten
• Neugestaltung und lineare Indizierung
• Mehrdimensionale Arrays

Teil 2

Automatisierung von Befehlen mit Skripten

Ziel: Sammeln von MATLAB-Befehlen in Skripten, um Reproduzierbarkeit und Experimentierung zu erleichtern. Mit zunehmender Komplexität Ihrer Aufgaben wird das Eingeben langer Befehlssequenzen im Befehlsfenster unpraktisch.

• Ein Modellierungsbeispiel
• Die Befehlshistorie
• Erstellen von Skriptdateien
• Ausführen von Skripten
• Kommentare und Code-Zellen
• Veröffentlichen von Skripten

Arbeiten mit Datendateien

Ziel: Einlesen von Daten in MATLAB aus formatierten Dateien. Da importierte Daten vielfältige Typen und Formate haben können, liegt der Schwerpunkt auf dem Arbeiten mit Zell-Arrays und Datumsformaten.

• Importieren von Daten
• Mischtypen
• Zell-Arrays
• Konvertierungen zwischen Zahlen, Zeichenketten und Zellen
• Exportieren von Daten

Mehrfach-Vektordiagramme

Ziel: Erstellen komplexerer Vektordiagramme, wie z. B. Mehrfachplots, und Anwendung von Techniken zur Farbwiedergabe und Zeichenkettenmanipulation, um ansprechende visuelle Darstellungen von Daten zu erzeugen.

• Grafikstruktur
• Mehrfachfiguren, Achsen und Plots
• Plotten von Gleichungen
• Verwendung von Farbe
• Diagramme anpassen

Logik und Ablaufsteuerung

Ziel: Nutzung logischer Operationen, Variablen und Indizierungstechniken, um flexible Code-Strukturen zu erstellen, die Entscheidungen treffen und sich an verschiedene Situationen anpassen können. Erkunden Sie weitere Programmierkonstrukte für das Wiederholen von Codeabschnitten und Konstrukte, die Interaktion mit dem Benutzer erlauben.

• Logische Operationen und Variablen
• Logische Indizierung
• Programmierkonstrukte
• Ablaufsteuerung
• Schleifen

Matrix- und Bildvisualisierung

Ziel: Visualisierung von Bildern und Matrixdaten in zwei oder drei Dimensionen. Erkunden Sie den Unterschied zwischen der Anzeige von Bildern und der Visualisierung von Matrixdaten durch Bilder.

• Streuung bei der Interpolation mit Vektor- und Matrixdaten
• 3D-Matrixvisualisierung
• 2D-Matrixvisualisierung
• Indizierte Bilder und Farbkarten
• Echte Farbbilder

Teil 3

Datenanalyse

Ziel: Durchführung typischer Datenanalyseaufgaben in MATLAB, einschließlich der Entwicklung und Anpassung theoretischer Modelle an reale Daten. Dies führt natürlich zu einer der mächtigsten Funktionen von MATLAB: der Lösung linearer Gleichungssysteme mit einem einzigen Befehl.

• Umgang mit fehlenden Daten
• Korrelation
• Glättung
• Spektralanalyse und FFTs
• Lösung linearer Gleichungssysteme

Schreiben von Funktionen

Ziel: Erhöhung der Automatisierung durch Kapselung modularer Aufgaben als benutzerdefinierte Funktionen. Verstehen Sie, wie MATLAB Referenzen auf Dateien und Variablen auflöst.

• Warum Funktionen?
• Erstellen von Funktionen
• Hinzufügen von Kommentaren
• Aufruf von Teilfunktionen
• Arbeitsbereiche
• Teilfunktionen
• Pfad und Priorität

Datentypen

Ziel: Erkunden Sie Datentypen, mit Fokus auf die Syntax zum Erstellen von Variablen und Zugreifen auf Array-Elemente, und diskutieren Sie Methoden zur Konvertierung zwischen Datentypen. Datentypen unterscheiden sich in der Art der enthaltenen Daten und der Organisation der Daten.

• MATLAB-Datentypen
• Ganzzahlen
• Strukturen
• Konvertierung von Typen

Datei-Ein-/Ausgabe

Ziel: Erkunden Sie die tieferliegenden Funktionen für den Datenimport und -export in MATLAB, die eine präzise Kontrolle der Text- und Binärdatei-Ein-/Ausgabe ermöglichen. Zu diesen Funktionen gehört textscan, das eine präzise Kontrolle beim Lesen von Textdateien bietet.

• Öffnen und Schließen von Dateien
• Lesen und Schreiben von Textdateien
• Lesen und Schreiben von Binärdateien

Beachten Sie, dass die tatsächliche Durchführung von geringfügigen Abweichungen von der oben genannten Gliederung ohne vorherige Ankündigung betroffen sein kann.

Fazit

Beachten Sie, dass die tatsächliche Durchführung von geringfügigen Abweichungen von der oben genannten Gliederung ohne vorherige Ankündigung betroffen sein kann.

Ziele: Zusammenfassen, was wir gelernt haben

• Eine Zusammenfassung des Kurses
• Weitere bevorstehende MATLAB-Kurse

Beachten Sie, dass der Kurs bei der Durchführung geringfügigen Abweichungen ohne vorherige Benachrichtigung unterliegen kann.