MATLAB-Grundlagen Schulung

Teil 1

Kurze Einführung in MATLAB

Ziele: Überblick über das, was MATLAB ist, woraus es besteht und was es für Sie leisten kann.

• Ein Beispiel: C vs. MATLAB
• Überblick über die MATLAB-Produkte
• Anwendungsbereiche von MATLAB
• Was MATLAB für Sie tun kann?
• Kursübersicht

Umgang mit der MATLAB-Benutzeroberfläche

Ziel: Einführung in die wichtigsten Funktionen der integrierten MATLAB-Entwicklungsumgebung und deren Benutzeroberflächen. Überblick über die Kursinhalte.

• MATLAB-Oberfläche
• Daten aus Dateien lesen
• Speichern und Laden von Variablen
• Plotten von Daten
• Anpassen von Plots
• Berechnen von Statistiken und Anpassungslinien
• Exportieren von Grafiken für die Verwendung in anderen Anwendungen

Variablen und Ausdrücke

Ziel: MATLAB-Befehle eingeben, mit Schwerpunkt auf dem Erzeugen und Zugreifen auf Daten in Variablen.

• Eingabe von Befehlen
• Erstellen von Variablen
• Hilfe erhalten
• Zugreifen auf und Ändern von Werten in Variablen
• Erstellen von Zeichenketten-Variablen (Strings)

Analyse und Visualisierung mit Vektoren

Ziel: Mathematische und statistische Berechnungen mit Vektoren durchführen und grundlegende Visualisierungen erstellen. Lernen Sie, wie die MATLAB-Syntax Berechnungen für ganze Datensätze mit einem einzigen Befehl ermöglicht.

• Berechnungen mit Vektoren
• Plotten von Vektoren
• Grundlegende Plot-Optionen
• Annotieren von Plots

Analyse und Visualisierung mit Matrizen

Ziel: Matrizen als mathematische Objekte oder als Sammlungen von (Vektor-)Daten verwenden. Verstehen Sie die angemessene Verwendung der MATLAB-Syntax, um zwischen diesen Anwendungen zu unterscheiden.

• Grösse und Dimensionalität
• Berechnungen mit Matrizen
• Statistik mit Matrizen-Daten
• Plotten mehrerer Spalten
• Umformen und linearer Indexzugriff
• Mehrdimensionale Arrays

Teil 2

Automatisierung von Befehlen mit Skripten

Ziel: MATLAB-Befehle in Skripten sammeln, um Reproduzierbarkeit und Experimentieren zu erleichtern. Mit zunehmender Komplexität Ihrer Aufgaben wird die Eingabe langer Befehlssequenzen im Befehlsfenster unpraktisch.

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

Arbeit mit DatenDateien

Ziel: Daten aus formatierten Dateien in MATLAB importieren. Da importierte Daten vielfältige Typen und Formate haben können, wird der Schwerpunkt auf dem Umgang mit Zell-Arrays und Datumsformaten gelegt.

• Importieren von Daten
• Gemischte Datentypen
• Zell-Arrays
• Umwandlungen zwischen Zahlen, Strings und Zellen
• Exportieren von Daten

Mehrere Vektor-Plots

Ziel: Komplexere Vektor-Plots erstellen, wie z. B. mehrere Plots, und Techniken zur Farbgebung und String-Manipulation verwenden, um ansprechende visuelle Darstellungen der Daten zu erzeugen.

• Grafikstruktur
• Mehrere Figuren, Achsen und Plots
• Plotten von Gleichungen
• Verwenden von Farben
• Anpassen von Plots

Logik und Flusssteuerung

Ziel: Logische Operationen, Variablen und Indexierungstechniken verwenden, um flexiblen Code zu erstellen, der Entscheidungen treffen und sich an verschiedene Situationen anpassen kann. Erkunden Sie weitere Programmierkonstrukte zum Wiederholen von Codeabschnitten sowie Konzepte, die die Interaktion mit dem Benutzer ermöglichen.

• Logische Operationen und Variablen
• Logischer Indexzugriff
• Programmierkonstrukte
• Flusssteuerung
• Schleifen

Matrix- und Bildvisualisierung

Ziel: Bilder und Matrizen-Daten in zwei oder drei Dimensionen visualisieren. Erkunden Sie die Unterschiede bei der Darstellung von Bildern und der Visualisierung von Matrizen-Daten mittels Bildern.

• Streuwinkelinterpolation mit Vektor- und Matrizen-Daten
• 3-D-Matrixvisualisierung
• 2-D-Matrixvisualisierung
• Indexierte Bilder und Farbskalen (Colormaps)
• True-Color-Bilder

Teil 3

Datenanalyse

Ziel: Typische Datenanalyseaufgaben in MATLAB durchführen, einschließlich der Entwicklung und Anpassung theoretischer Modelle an reale Daten. Dies führt natürlich zu einer der leistungsstärksten Funktionen von MATLAB: dem Lösen linearer Gleichungssysteme mit einem einzigen Befehl.

• Umgang mit fehlenden Daten
• Korrelation
• Glättung
• Spektralanalyse und FFTs (Fast Fourier Transform)
• Lösen linearer Gleichungssysteme

Schreiben von Funktionen

Ziel: Automatisierung erhöhen, indem modulare Aufgaben als benutzerdefinierte Funktionen gekapselt werden. Verstehen Sie, wie MATLAB Verweise auf Dateien und Variablen auflöst.

• Warum Funktionen?
• Erstellen von Funktionen
• Hinzufügen von Kommentaren
• Aufrufen von Unterfunktionen
• Arbeitsbereiche (Workspaces)
• Unterfunktionen
• Pfad und Priorität

Datentypen

Ziel: Datentypen erkunden, mit Fokus auf der Syntax zum Erzeugen von Variablen und Zugreifen auf Array-Elemente, sowie Methoden zur Konvertierung zwischen Datentypen diskutieren. Datentypen unterscheiden sich in der Art der enthaltenen Daten und deren Organisation.

• MATLAB-Datentypen
• Ganzzahlen (Integers)
• Strukturen
• Konvertieren von Typen

Datei-Ein- und -Ausgabe (File I/O)

Ziel: Die Low-Level-Funktionen zum Import und Export von Daten in MATLAB erkunden, die eine präzise Kontrolle über Text- und Binärdatei-I/O 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

Bitte beachten Sie, dass die tatsächliche Durchführung geringfügige Abweichungen vom obigen Plan aufweisen kann, ohne vorherige Ankündigung.

Abschluss

Bitte beachten Sie, dass die tatsächliche Durchführung geringfügige Abweichungen vom obigen Plan aufweisen kann, ohne vorherige Ankündigung.

Ziele: Zusammenfassung der gelernten Inhalte

• Zusammenfassung des Kurses
• Weiterführende MATLAB-Kurse

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