Nhập môn về ngôn ngữ Matlab

start on 5/8/2001 If you keep anything long enough, you can throw it away.

Matlab

part I

Basis and languge

Phần 1. Nhập môn về ngôn ngữ Matlab

Chương 1. Các khái niệm cơ bản.

1.1 Khởi động matlab (trong windows 9x).

1.2 Các phím chuyên dụng và các lệnh thông dụng hệ thống.

1.3 Biến và thao tác biến

1.4 Số phức

1.5 Làm việc ở chế độ hội thoại (command window).

1.6 Làm việc ở chế độ soạn chương trình (edit window).

1.7 Sơ lược về đồ hoạ.

1.8 Các hàm âm thanh.

Chương 2. Ma trận và các phép toán ma trận

2.1 Vô hướng, vector và ma trận.

2.2 Các ma trận đặc biệt.

2.3 Các phép toán vô hướng

2.4 Các phép toán ma trận

Chương 3. Lập trình trong Matlab

3.1 Các phần tử cơ bản

3.2 Hàm và tạo hàm

3.3 Câu lệnh Cấu trúc

Chương 4. Đồ hoạ 2 chiều

4.1 Các phép biến đổi đồ hoạ.

4.2 Phép biến đổi Affine trong mặt phẳng

4.3. Các hàm chuẩn đồ hoạ 2 chiều

Chương 5. Đồ hoạ không gian 3D

5.1. Hàm đồng mức (contour).

5.2. Chia lưới.

5.3. Đồ hoạ 3D.

5.4. Mặt lưới đồ hoạ 3D.

5.5. Đồ hoạ bề mặt.

5.6. Điểm nhìn và phép phối cảnh.

5.7. Mặt cắt (slice).

5.8. Mầu sắc và các hệ màu

part II

matlab symbolic

part III

numerical method

Page 1 of 61

Basic concepts

ma trận (matrix):

véc tơ (vector):

vô hướng (scalar):

kiểu khối(cell):

Page 2 of 61

Phần I

Nhập môn về ngôn ngữ Matlab

Giới thiệu

-Matlab là phần mềm của công ty Math Works cộng hoà Séc.

-Công dụng : Matlab là chương trình phần mềm trợ giúp cho việc tính toán và hiển thị

các bài toán kỹ thuật. Matlab được điều khiển bởi tập hợp các lệnh, tác động qua bàn

phím trên cửa sổ điều khiển (Command Window). Nó cũng cho phép một khả năng

lập trình với thông dịch tập hợp lệnh-lập trình scrip file.

-Matlab là viết tắt của từ Matrix Laboratory.

-Đặc điểm của ngôn ngữ Matlab:

+Xử lý các ma trận thực, phức, các xâu kí tự.

+Kết hợp phép tính logic với số học..

+Các hàm đồ hoạ mạnh và dễ dàng kết hợp với quá trình tính toán.

+Hỗ trợ các công cụ mạnh cho các ứng dụng cụ thể

-Chế độ làm việc:

+Hội thoại người-máy (user-machine at command window): Cho phép nhập

lệnh từ bàn phím và thu được các kết quả sử lýlệnh từ máy tính.

+Chế độ lập trình: Các lệnh được chuẩn bị trên một file chương trình và cho

phép chạy chương trình từ các file lệnh này.

-Có nhiều phiên bản khác nhau (versions), cho phép chạy trên các máy tính có hệ

điều hành khác nhau như DOS, UNIX, APPLE, WINDOWS, LINUX...

-Với Matlab, các vấn đề cần giải quyết của bạn sẽ được phân tích và xử lý theo 5

bước như sau[1]:

Bước 1: Đặt vấn đề.

Bài toán đặt ra cần được phân tích, biểu diễn một cách rõ ràng và cụ

thể. Đây là bước mở đầu rất quan trọng, nó quyết định toàn bộ hướng

giải quyết tiếp theo của bài toán đặt ra.

Bước 2: Mô tả các giá trị dữ liệu vào/ra.

Việc mô tả các thông tin cần giải đáp có liên quan trực tiếp đến các

tham số được sử dụng trong quá trình tính toán, bởi vậy bước này cần

được tiến hành cẩn trọng. Trong nhiều trường hợp, sơ đồ khối được sử

dụng để xác định vị trí luồng vào/ra, tuy nhiên đôi khi chúng chỉ là hộp

đen vì không thể xác định được luồng ra tại một điểm nào đó trong

các bước. Mặc dầu vậy, ta vẫn chỉ ra được những thông tin để tính toán

luồng ra.

Bước 3: Các tính toán bằng tay với các tập dữ liệu đầu vào đơn giản

Đây là bước để nhằm tìm kiếm những giải pháp cụ thể, bạn không nên

bỏ qua kể cả đối với các bài toán đơn giản. Nếu trong bước này bạn

chưa lấy được dữ liệu hay chưa tính được đầu ra thì có thể chuyển sang

bước kế tiếp.

Bước 4: Chuyển bài toán sang giải pháp bằng Matlab.

ở bước này bạn sẽ sử dụng các hàm toán, cũng là các lệnh để mô tả bài

Page 3 of 61

toán theo Matlab

Bước 5: Kiểm tra.

Đây là bước cuối cùng trong tiến trình giải bài toán. Bài toán được

kiểm tra bằng các dữ liệu đầu vào. Matlab thực hiện bài toán và cho

bạn kết quả ở đầu ra.

Trong trường hợp không có kết quả hoặc kết quả sai thì điều đó có nghĩa là

Matlab chưa thực hiện được bài toán, bạn cần kiểm tra lại cả tính toán bằng

tay và thao tác bằng Matlab.

Page 4 of 61

Chương 1

Các khái niệm cơ bản

1.1Khởi động matlab (trong windows 9x).

-Khới động matlab: Kích chuột vào nút Start  chọn Program  chọn Matlab 

chọn Matlab 5.3 hoặc kích chuột vào biểu tượng của Matlab trên Desktop.

-Giao diện của Matlab gồm :

+Một cửa sổ lệnh (command window)

+Một cửa sổ soạn thảo (edit window)

+Nhiều cửa số đồ hoạ (figures)

-Việc ngắt chương trình đang thực hiện không đúng theo yêu cầu thông qua phím

nóng Ctrl+C .

-Để thoát ra khỏi môi trường làm việc Matlab, chúng ta có thể sử dụng các lệnh của

Matlab là : ằ quit hoặc ằ exit

1.2Các phím chuyên dụng và các lệnh thông dụng hệ thống.

Các phím lệnh thông dụng:

↑ hoặc Ctrl-p Gọi lại lệnh vừa thực hiện trước đó.

↓ hoặc Ctrl-n Gọi lại lệnh đã đánh vào trước đó.

→ hoặc Ctrl-f Chuyển con trỏ sang phải 1 kí tự.

← hoặc Ctrl-b Chuyển con trỏ sang trái 1 kí tự.

Ctrl-l hoặc Ctrl-← Chuyển con trỏ sang trái 1 từ.

Ctrl-r hoặc Ctrl-→ Chuyển con trỏ sang phải 1 từ.

Ctr-a hoặc Home Chuyển con trỏ về đầu dòng.

Ctrl-k Xoá từ con trỏ đến cuối dòng.

Back Space Xoá kí tự trước con trỏ.

Del Xoá kí tự tại vị trí con trỏ.

Các lệnh hệ thống:

clc Xoá toàn bộ cửa sổ dòng lệnh.

clf Xoá cửa sổ đồ hoạ

computer Lệnh in dòng kí tự cho biết loại máy tính.

ctrl-c Dừng chương trình khi rơi vào tình trạng lặp vô hạn.

demo Lệnh cho xem các chương trình mẫu.

exit,quit Thoát khỏi môi trường Matlab.

help Lệnh xem trợ giúp về ngôn ngữ, hàm,…

input Nhập dữ liệu từ bàn phím

load Tải các biến lưu trong 1 file đưa vào vùng làm việc.

pause Lệnh tạm thời dừng chương trình đến phím bất kì được nhấn.

save Lưu giữ các biến vào file Matlab.mat

version Cho biết phiên bản hiện tại của Matlab.

ver Cho biết phiên bản hiện tại của các toolbox đã có.

what Cho biết danh sách Matlab-file thư mục hiện tại.

which Cho biết đường dẫn của 'file_name'.

Page 5 of 61

1.3Biến và thao tác biến.

1.3.1 Biến trong Matlab.

Tên biến trong Matlab (từ 5.3 trở đi) có thể dài tới 31 kí tự bao gồm các chữ cái

A-Z hay a-z cùng các chữ số và dấu gạch dưới '_', tên phải được bắt đầu bằng chữ cái,

tên biến không được đặt trùng với tên các từ khoá. Tên các hàm đã được đặt cũng có

thể được sử dụng làm tên của biến, và hàm này sẽ mất tác dụng cho đến khi biến đó

được xoá.

Các hàm tác động lên biến:

clear all Xoá tất cả các biến hiện có trong vùng nhớ.

clear name2,name2,... Chỉ xoá các biến có tên chỉ định.

exist('name') Trả về định nghĩa của 'name':

0 nếu 'name' không tồn tại.

1 nếu 'name' là biến.

2 nếu 'name' là tên m-file.

3 nếu 'name' là MEX-file.

4 nếu 'name' là MDL-file.

5 nếu 'name' hàm built-in.

6 nếu 'name' là P-file.

7 nếu 'name' là tên thư mục.

pack Lệnh thực hiện sắp xếp lại vùng nhớ cho các

biến. Khi bộ nhớ máy tính đầy, lệnh pack

cho phép tạo ra thêm vùng nhớ cho biến mà

không phải xoá các biến đã tồn tại.

who Hiển thị tên các biến.

whos Hiển thị tên và kiểu các biến.

who global Hiển thị các biến cục bộ.

who -file 'filename' Hiển thị các biến trong têp filename.mat.

1.3.2 Kích thước của biến.

Độ lớn, hay chiều dài của biến vector cũng như ma trận được xác qua các hàm

có sẵn của Matlab.

size(A) Trả về vector 2 phần tử, phần tử đầu cho biết số hàng của

ma trận, phần tử đầu cho biết số cột của ma trận

[m,n]=size(A) Trả giá trị độ lớn của ma trận, m-số hàng, n-số cột.

size(A,p) Trả về số hàng nếu p=1 và số cột nếu p≥2.

length(x) Trả về giá trị số lượng phần tử của x.

length(A) Trả giá về trị max(m,n) với [m,n]=size(A).

1.3.3 Một số biến được định nghĩa trước.

ans Biến có sẵn được dùng lưu kết quả phép tính cuối cùng.

eps Trả về độ chính xác tương đối tính toán của máy xác định khoảng từ

1.0 đến số phảy động lớn nhất tiếp theo. EPS được sử dụng là sai số

cho phép mặc định của pinv, rank và các hàm khác.

pi Trả về trị 3.1415926535897…

Page 6 of 61