MATLAB-Grundlagen Schulung

Teil 1

Eine kurze Einführung in MATLAB

Ziele: Ein Überblick darüber, was MATLAB ist, woraus es besteht und welche Möglichkeiten es bietet

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

Arbeiten mit der MATLAB-Benutzeroberfläche

Ziel: Eine Einführung in die wichtigsten Funktionen der integrierten Entwicklungsumgebung von MATLAB und ihrer Benutzeroberfläche. Überblick über die Kursziele.

• MATLAB-Oberfläche
• Daten aus Dateien lesen
• Variablen speichern und laden
• Datenplotten
• Diagramme anpassen
• Statistiken und Best-Fit-Linien berechnen
• Grafiken für die Verwendung in anderen Anwendungen exportieren

Variablen und Ausdrücke

Ziel: Eingabe von MATLAB-Befehlen, mit Schwerpunkt auf der Erstellung und dem Zugriff auf Daten in Variablen.

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

Analysierung und Visualisierung mit Vektoren

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

• Berechnungen mit Vektoren
• Plotten von Vektoren
• Grundlegende Diagrammoptionen
• Annotieren von Diagrammen

Analysierung und Visualisierung mit Matrizen

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

• Größe und Dimensionalität
• Berechnungen mit Matrizen
• Statistiken mit Matrixdaten
• Plotten mehrerer Spalten
• Neuformung und lineare Indexierung
• Mehrdimensionale Arrays

Teil 2

Automatisierung von Befehlen mit Skripten

Ziel: Sammlung von MATLAB-Befehlen in Skripten für einfache Reproduzierbarkeit und Experimente. Mit zunehmender Komplexität der Aufgaben wird die Eingabe langer Befehlsfolgen im Befehlsfenster unpraktikabel.

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

Arbeiten mit Datendateien

Ziel: Einführen von Daten in MATLAB aus formatierten Dateien. Da importierte Daten verschiedene Typen und Formate haben können, liegt der Schwerpunkt auf der Arbeit mit Zellarrays und Datumsformaten.

• Importieren von Daten
• Gemischte Datentypen
• Zellarrays
• Umwandlung zwischen Zahlen, Zeichenketten und Zellen
• Exportieren von Daten

Mehrfache Vektorplots

Ziel: Erstellung komplexerer Vektorplots, wie z. B. Mehrfachplots, und Nutzung von Farb- und Zeichenketten-Manipulationstechniken zur Erstellung ansprechender Visualisierungen von Daten.

• Grafikstruktur
• Mehrere Figuren, Achsen und Plots
• Plotten von Gleichungen
• Verwendung von Farben
• Diagramme anpassen

Logik und Flusssteuerung

Ziel: Verwendung logischer Operationen, Variablen und Indexierungstechniken zur Erstellung flexiblen Codes, der Entscheidungen treffen und sich an verschiedene Situationen anpassen kann. Erkundung weiterer Programmierstrukturen zum Wiederholen von Codeabschnitten und von Konstrukten, die die Interaktion mit dem Benutzer ermöglichen.

• Logische Operationen und Variablen
• Logische Indexierung
• Programmierstrukturen
• Flusssteuerung
• Schleifen

Matrix- und Bildvisualisierung

Ziel: Visualisierung von Bildern und Matrixdaten in zwei oder drei Dimensionen. Erkundung des Unterschieds zwischen der Anzeige von Bildern und der Visualisierung von Matrixdaten mittels Bildern.

• Streuen Interpolation mit Vektor- und Matrixdaten
• 3D-Matrixvisualisierung
• 2D-Matrixvisualisierung
• Indizierte Bilder und Farbpaletten
• 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 leistungsstärksten Funktionen von MATLAB: das Lösen linearer Gleichungssysteme mit einem einzigen Befehl.

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

Schreiben von Funktionen

Ziel: Erhöhung der Automatisierung durch Kapselung modularer Aufgaben als benutzerdefinierte Funktionen. Verständnis davon, 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: Erkundung von Datentypen, mit Fokus auf die Syntax zum Erstellen von Variablen und Zugriff auf Arrayelemente, sowie Diskussion von Methoden zur Umwandlung zwischen Datentypen. Datentypen unterscheiden sich in der Art der enthaltenen Daten und der Organisation dieser Daten.

• MATLAB-Datentypen
• Ganzzahlen
• Strukturen
• Typumwandlung

Datei-I/O

Ziel: Erkundung der tieferliegenden Datenimport- und -exportfunktionen in MATLAB, die eine präzise Kontrolle über Text- und Binärdatei-I/O ermöglichen. Diese Funktionen umfassen textscan, die eine präzise Kontrolle des Lesens von Textdateien bietet.

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

Beachten Sie, dass der tatsächlich gelieferte Kurs geringfügige Abweichungen vom obigen Gliederungspunkt ohne vorherige Ankündigung aufweisen kann.

Fazit

Beachten Sie, dass der tatsächlich gelieferte Kurs geringfügige Abweichungen vom obigen Gliederungspunkt ohne vorherige Ankündigung aufweisen kann.

Ziele: Zusammenfassung dessen, was wir gelernt haben

• Eine Zusammenfassung des Kurses
• Weitere bevorstehende Kurse zu MATLAB

Beachten Sie, dass der Kurs bei der Durchführung geringfügige Abweichungen ohne vorherige Ankündigung aufweisen kann.