scilab учебник. Учебник Scilab. Учебник Для студентов по дисциплин Базовые средства математических пакетов
 Скачать 5.73 Mb.
|
|
Глава 1 Основы работы с математическим пакетом Scilab ........................ 1 1.1 Рабочая среда Scilab ..................................................................................................... 6 1.1.1 Графический интерфейс пользователя .......................................................................... 6 1.1.2 Основные элементы Рабочей среды Scilab ................................................................. 7 1.1.3 Основное меню и его элементы .................................................................................... 8 1.1.4 Основные окна Рабочей среды ................................................................................... 14 1.1.5 Контрольные вопросы .................................................................................................. 19 1.2 Основные объекты системы Scilab .......................................................................... 20 1.2.1 Объекты Scilab и их типы ............................................................................................ 20 1.2.2. Числовые выражения, их вычисления и создание переменных ....................... 24 Числовые выражения .................................................................................................... 24 Арифметические операции и функции ...................................................................... 31 Преобразование данных к арифметическому типу ................................................. 37 Приоритет выполнения математических операций ............................................. 39 Замечания по использованию данных типа double .................................................. 39 1.2.3. Логические выражения в Scilab ............................................................................... 40 1.2.4. Строки символов и форматирование данных ....................................................... 44 Строки символов ............................................................................................................ 44 Форматирование строковых данных ......................................................................... 46 1.2.5. Списки, структуры и ячейки .............................. Ошибка! Закладка не определена. Списки .................................................................... Ошибка! Закладка не определена. Объекты типа структур и ячеек ..................... Ошибка! Закладка не определена. Объекты типа полином и рациональное число .................... Ошибка! Закладка не определена. 1.2.6. Определение и использование внутренних встроенных функций ...... Ошибка! Закладка не определена. Функции, используемые в Scilab......................... Ошибка! Закладка не определена. deff – Описание и вызов однострочной функции ...................................................... 53 function – Описание и вызов многострочной функции ........ Ошибка! Закладка не определена. 1.2.7. Контрольные вопросы ............................................................................................... 71 1.3 Матричные операции создания, доступа, извлечения и модификации. Векторизация и индексирование ........................................................................................ 73 1.3.1. Представление данных в Scilab ................................................................................ 73 1.3.2. Создание векторов и матриц .................................................................................... 74 Способы создания векторов и матриц ....................................................................... 74 Создание векторов и матриц с помощью операции – [] .......................................... 74 Создание матриц путем объединения существующих ........................................... 77 Создание матриц с помощью операции двоеточие – : ............................................ 78 Динамическое изменение размера матрицы ............................................................. 79 Создание массивов ячеек ............................................................................................... 82 240 1.3.3. Индексирование и векторизация ............................................................................. 83 Понятия индексирования и векторизации ............................................................... 83 Индексирование векторов............................................................................................. 84 Стандартное индексирование матриц...................................................................... 85 Векторное (линейное) индексирование матриц ....................................................... 86 1.3.4. Операции и функции с матрицами ......................................................................... 92 1.3.5. Логическая индексация ............................................................................................. 94 Логическое индексирование матрицы ........................................................................ 95 Использование функции find ........................................................................................ 97 1.3.6. Создание и использование массивов структур и массивов ячеек.................... 98 Тип данных массивов структур .................................................................................. 98 Массивы ячеек и доступ к элементам массива ячеек ............................................. 99 1.3.7. Контрольные вопросы ............................................................................................. 103 1.4. Средства визуализация в системе Scilab .............................................................. 105 1.4.1. Высокоуровневые графические средства. Средства отображение графиков функций и простейших геометрических фигур ............................................................... 106 Основные понятия высокоуровневой графики ........................................................... 106 Графические окна .......................................................................................................... 107 Построение графиков функций от одной переменной .............................................. 109 Построение графиков функций от двух переменных ................................................ 119 Глобальное свойство графических объектов ............................................................. 127 'ИмяСвойства1',ЗначениеСвойства1, …, 'ИмяСвойстваn',ЗначениеСвойстваn, ................................................................. 127 Примеры построения содержательных графиков .................................................... 129 Построить график функции корреляции случайного процесса (рис.1.4.1-32). ....... 131 Построение простых геометрических форм ............................................................. 135 1.4.2. Низкоуровневая графические средства и основные графические объектов ... 137 Иерархия графических объектов ................................................................................. 137 Редактор объектов ....................................................................................................... 138 Графические объекты и их свойства .......................................................................... 139 1.4.3. Построение графических интерфейсов пользователя (GUI) ................................ 142 Понятия графического интерфейса пользователя ............................................... 142 Построение графического интерфейса пользователя .......................................... 142 1.4.5 Контрольные вопросы .................................................................................................. 148 1.5. Средства программирования Scilab ......................................................................... 150 1.5.1. Общие понятия идеологии программирования ..................................................... 150 1.5.2. Функциональные структуры – сценарий, функция и средства их создания .. 156 Уровни функциональных программных структур ................................................. 156 Средства Редактора SciNotes .................................................................................... 158 Создание, сохранение и выполнение сценариев ....................................................... 160 Сценарии и встроенные функции .............................................................................. 162 241 1.5.3. Общая структура функций и сценариев. Области видимости переменных...... 167 Общая структура кода сценария .............................................................................. 167 Имя функции как тип переменной ........................................................................... 168 Видимость переменных .............................................................................................. 171 1.5.4. Алгоритмические операторы Scilab и базовые программные структуры ......... 173 Линейные программные структуры ......................................................................... 174 Простейшие операторы ввода/вывода данных ....................................................... 175 Разветвляющиеся программные структуры .......................................................... 178 Регулярные циклические структуры и оператор for ............................................. 184 Итеративные циклические структуры и while ..................................................... 194 1.5.5. Средства отладки sce-файлов ...................................................................................... 198 Понятие отладки программ ...................................................................................... 198 Отладка сценариев в среде в Scilab debug ................................................................ 199 1.5.6. Хранение данных и функций в библиотеках ...................................................... 201 Файловая система ....................................................................................................... 201 Сохранение и восстановление переменных ............................................................. 201 Создание библиотек функций пользователя .......................................................... 203 Использование стартового сценария ....................................................................... 206 1.5.7. Контрольные вопросы ............................................................................................. 207 2. Средства пакета Scilab для решения задач численными методами ........................................................................... Ошибка! Закладка не определена. 2.1. Полиномы .............................................................. Ошибка! Закладка не определена. 2.1.1. Представление, создание и использование полиномиальных объектов Ошибка! Закладка не определена. Представление полиномов в Scilab ................... Ошибка! Закладка не определена. Оценка значений полиномов .............................. Ошибка! Закладка не определена. Вычисление корней полиномов .......................... Ошибка! Закладка не определена. 2.1.2. Операции и функции c полиномиальными ..... Ошибка! Закладка не определена. данными и рациональные дроби .................................. Ошибка! Закладка не определена. Операции над полиноминальными данными .. Ошибка! Закладка не определена. Рациональная матричная производная ........... Ошибка! Закладка не определена. Рациональные дроби ............................................ Ошибка! Закладка не определена. 2.1.3 Контрольные вопросы ........................................... Ошибка! Закладка не определена. 2.2. Решения задач аппроксимации и интерполяции функций ..... Ошибка! Закладка не определена. 2.2.1. Постановка задач аппроксимации и интерполяции ........... Ошибка! Закладка не определена. 2.2.2. Решение задач аппроксимации и интерполяции функций средствами пакета Scilab ................................................................................... Ошибка! Закладка не определена. 2.2.3 Контрольные вопросы ........................................... Ошибка! Закладка не определена. 2.3. Приближенное вычисление производных и интегралов ......... Ошибка! Закладка не определена. 242 2.3.1. Постановка задачи вычисления производных и конечных разностей .... Ошибка! Закладка не определена. 2.3.2. Вычисление производных средствами Scilab .. Ошибка! Закладка не определена. Вычисление производной от аналитической функции ....... Ошибка! Закладка не определена. Вычисление производной от табличной функции ............... Ошибка! Закладка не определена. 2.3.3. Постановка задачи численного интегрирования ................. Ошибка! Закладка не определена. 2.3.4. Численное вычисление определенных интегралов средствами Scilab ... Ошибка! Закладка не определена. Вычисление определенных интегралов – inttrap ................... Ошибка! Закладка не определена. Вычисление определенных интегралов – integrate ............... Ошибка! Закладка не определена. Вычисление определенных интегралов функцией intg ........ Ошибка! Закладка не определена. 2.3.5. Контрольные вопросы ......................................... Ошибка! Закладка не определена. 2.4. Решение нелинейных уравнений ........ Ошибка! Закладка не определена. 2.4.1. Постановка задачи решения нелинейных уравнений .... Ошибка! Закладка не определена. 2.4.2. Решение нелинейных уравнений средствами Scilab ...... Ошибка! Закладка не определена. 2.4.3 Контрольные вопросы ....................................... Ошибка! Закладка не определена. 2.5. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений ........ Ошибка! Закладка не определена. 2.5.1. Постановка задачи решения обыкновенных дифференциальных уравнений ......................................................................................... Ошибка! Закладка не определена. 2.5.2. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений средствами Scilab ......................................................................................... Ошибка! Закладка не определена. 2.5.3. Контрольные вопросы ...................................... Ошибка! Закладка не определена. 2.6. Решение систем линейных уравненийОшибка! Закладка не определена. 2.6.1. Постановка задачи решения систем линейных уравнений Ошибка! Закладка не определена. 2.6.2. Решение системы линейных уравнений средствами Scilab Ошибка! Закладка не определена. 2.6.3 Контрольные вопросы ....................................... Ошибка! Закладка не определена. 2.7. Решение задач оптимизации средствами Scilab .................. Ошибка! Закладка не определена. 2.7.1. Постановка задачи оптимизации ....................... Ошибка! Закладка не определена. Постановка задачи оптимизации нелинейных функций ... Ошибка! Закладка не определена. Условия существования оптимума .................. Ошибка! Закладка не определена. Исследование целевой функции ......................... Ошибка! Закладка не определена. 243 2.7.2. Численные методы оптимизации и их реализация в Scilab .... Ошибка! Закладка не определена. Численные методы оптимизации нелинейных функций ... Ошибка! Закладка не определена. Средства Scilab для решения задач оптимизации . .. Ошибка! Закладка не определена. 2.7.3. Решатели нелинейной оптимизации Scilab ...... Ошибка! Закладка не определена. Решатель optim .................................................... Ошибка! Закладка не определена. Решатель fminsearch ........................................... Ошибка! Закладка не определена. Решатель nmplot .................................................. Ошибка! Закладка не определена. 2.7.4 Контрольные вопросы ........................................... Ошибка! Закладка не определена. Приложение ........................................................................................................ 208 Приложение 1.2 .................................................................................................. 208 Приложение 1.3 .................................................................................................. 223 Примеры ............................................................................................................. 231 Приложение 1.4 .................................................................................................. 232 |