MATLAB® Kompakt

Wolfgang Schweizer

• Verlag: De Gruyter Oldenbourg
• Jahr: 2022
• ISBN:
  9783110741902
• Auflage: 7
• Thema: Computer Science
• Thema: Programming

Der Autor bietet eine in die einzelnen Fachgebiete gruppierte Dokumentation von weit über 1000 MATLAB-Befehlen. Dabei werden aktuelle Themen wie "Big Data" aufgegriffen, neue Funktionalitäten wie der App Designer diskutiert oder auch Themen wie "Graphen in MATLAB", die sich in kaum einem anderen Buch finden, vorgestellt.

Die Funktionen der einzelnen Befehle werden verständlich erläutert und anhand zahlreicher praxisorientierter Beispiele und Abbildungen verdeutlicht. Der umfangreiche Index und die klare Strukturierung vervollständigen das Buch und ermöglichen einen effizienten, praxisgerechten Einsatz des Buches und damit auch von MATLAB selbst. Die Buchbeispiele und weitere ergänzende Beispiele stehen per Download zur Verfügung.

Die 7. aktualisierte und erweiterte Auflage wurde an die aktuelle MATLAB-Version mit vielen Änderungen gegenüber der Vorgängerversion angepasst.

1 Einführung

Dieses Buch richtet sich an alle MATLAB-Anwender – unabhängig von ihrem Kenntnisstand oder dem verwendeten Betriebssystem. Der Text basiert auf der MATLAB-Version 9.10 (R2021a), berücksichtigt aber auch die Vorgängerversionen.

1.1 Erläuterungen zum vorliegenden Text

Dieses erste Kapitel dient neben den Erläuterungen zum Aufbau des Buches einer kurzen, an konkreten Beispielen orientierten Einführung in das Arbeiten mit MATLAB. In Tab. (1.1) sind Tipps zu verschiedenen MATLAB-Aufgaben gelistet und in Tab. (1.2) Hinweise zur Bewältigung spezifischer grafischer Herausforderungen. Im Abschnitt 1.3 finden sich Tipps zur Effizienzsteigerung und die Tabellen (4 - 13) bieten eine Liste ausgewählter und grundlegender MATLAB-Kommandos und die Tabellen (14) und (15) eine Liste von Befehlen rund um Grafiken und Diagramme.

Im zweiten Kapitel werden die grundlegenden grafischen Oberflächen von MATLAB vorgestellt. Themen sind u.a.

• •
  Der MATLAB-Desktop, MATLAB’s integrierte Benutzeroberfläche
• •
  Das Erstellen eigener Toolboxen, also umfangreicher Erweiterungen
• •
  Der MATLAB-Editor mit Debugger und der Live Editor
• •
  Das Erstellen eigener Berichte
• •
  MATLAB-Code testen: Code-Analyzer und Profiler
• •
  Integrierte Plot Tools beispielsweise für statistische Analysen oder Interpolationen
• •
  Das interaktive Importieren von Daten

Das dritte Kapitel ist allgemeinen Kommandos gewidmet wie

• –
  Hilfe erfragen und Beispiele finden
• –
  Variablen löschen, Daten laden und speichern
• –
  Suchpfade löschen und setzen, um beispielsweise m-Files zu finden
• –
  Kommandos zum Interagieren mit dem Betriebssystem
• –
  Kommando-basiertes Debuggen von MATLAB-Dateien
• –
  Beurteilen von m-Files auf Effizienz

Das vierte Kapitel ist den „Operatoren und Sonderzeichen“ gewidmet. Beispielsweise den unterstützten arithmetischen und logischen Operatoren, Vergleichsoperatoren und Mengen-Operatoren. Mengen-Operatoren werden in ihrer Bedeutung häufig unterschätzt. Intelligent genutzt können sie die Effizienz von Programmen steigern.

Matrizen oder allgemeiner Arrays sind ein zentraler Begriff für MATLAB. Matrizen und grundlegende Operationen mit Matrizen werden im fünften Kapitel besprochen. Themen sind hier u.a.

• •
  Die verschiedene Formen der Indizierung (Zeile-Spalte, lineare oder logische Indizierung) und Array-Umformungen
• •
  Erstellen linearer und logarithmisch verteilter Vektoren
• •
  Replizieren von Arrays
• •
  Das große Feld „Zufallsmatrizen“
• •
  aber auch elementare Eigenschaften von Arrays wie Größe und das Überprüfen ihrer Werte.

Stringfunktionen sowie Zeichenketten sind Thema des sechsten Kapitels. Hier findet sich u.a.

• •
  Das Erstellen von Zeichenketten
• •
  Ausdrücke vergleichen, Zeichen-Muster suchen und erstellen
• •
  Das Konvertieren in andere Datentypen

Themen des siebten Kapitels sind zum Beispiel

• –
  Polynome und Rechnen mit Polynomen
• –
  Interpolationen wie Fast-Fourier, Spline oder Oberflächen-Interpolationen
• –
  Computational Geometry wie geometrischen Analysen, Triangulationen, Voronoi-Darstellungen oder auch Graphen und Netzwerke.

Im achten Kapitel geht es um die verschiedenen Formen der Datenanalyse, z. Bsp.

• •
  Funktionen zur statistischen Analyse
• •
  Fehlerhafte Daten bereinigen
• •
  Histogramme erstellen
• •
  Daten filtern, Trends beseitigen
• •
  Fourieranalysen durchführen
• •
  Zeitreihen erstellen und bearbeiten

MATLAB ist auch eine Programmiersprache mit typischen Elementen wie Schleifenkonstrukten oder bedingten Entscheidungen. MATLAB bietet sowohl die Möglichkeit Skripte als auch Funktionen selbst zu programmieren. Wichtiger Unterschied zwischen Skripten und Funktionen ist der Ort, wo die jeweiligen Variablen abgespeichert werden. Diesem Themenkomplex wendet sich das neunte Kapitel zu. Schlagworte sind hier u.a.

• –
  for, while, if-else Konstrukte, switch-case oder try-catch
• –
  Funktionen und Unterfunktionstechniken, Nested Functions
• –
  Function Handles und Anonyme Funktione...

Inhaltsverzeichnis

• Title Page
• Copyright
• Contents
• Weitere empfehlenswerte Titel
• Vorwort zur siebten Auflage
• Vorwort zur ersten Auflage
• 1 Einführung
• 2 Grafische Utilities
• 3 Allgemein nützliche Kommandos
• 4 Allgemeine Operatoren und Sonderzeichen
• 5 Matrizen und numerische Arrays
• 6 Stringfunktionen
• 7 Polynome, Interpolationen und Computational Geometry
• 8 Datenanalyse und Fourier-Transformationen
• 9 MATLAB als Programmiersprache
• 10 Lineare Algebra
• 11 Optimierung, Integration und Differentialgleichungslöser
• 12 Dünn besetzte Matrizen
• 13 Mathematische Funktionen
• 14 2-D-Grafik
• 15 3-D-Grafik
• 16 Fortgeschrittene Grafikaufgaben
• 17 Eigenschaften grafischer Objekte
• 18 Grafische Benutzeroberflächen
• 19 Der App Designer
• 20 File-Handling und Datenverwaltung
• 21 Audio- und Videoanwendungen
• 22 Datenklassen und Objekte
• 23 Zeitfunktionen
• 24 Modultest
• 25 FORTRAN und C in MATLAB einbinden
• 26 Java und Python in MATLAB nutzen
• 27 MS-Windows-Integration: COM-Objekte.
• 28 Literaturhinweise und Internetlinks
• Index