Matematické výpočetní systémy Doc. RNDr. Vítězslav Veselý, CSc. Sylabus pro distanční studium (stav: listopad 2003) Katedra aplikované matematiky, PřF MU Obecný úvod: přehledná informace o vybraných matematických výpočetních systémech spolu s je- jich charakteristikami a odkazy na další podrobné zdroje informací k nim. Charakteristika systému MATLAB: použitelné platformy, základní filozofie systému, příkazové okno (command window), datové typy, běh programu (dávkové a funkční m-soubory, externí moduly v jiném jazyce -- tzv. MEX-soubory), specializované knihovny funkcí (tzv. toolboxy), grafický subsystém, interaktivní návrh uživatelského rozhraní, spuštění a ukončení systému MATLAB, nápověda a další dokumentační zdroje. Interaktivní průvodce pro osvojení práce se systémem MATLAB: spuštění a ovládání prů- vodce, jeho možnosti. Lekce 1: syntaxe jazyka, ovládání příkazového okna, práce se soubory a operačním systémem, nápo- věda a kontextové vyhledávání, seznam připojených knihoven (tzv. MATLABPATH). Lekce 2: prázdná matice, přímé vytváření matic výčtem prvků, generování matic se specifickou struk- turou, získání informací o dosud alokovaných maticích, údržba matic. Lekce 3: techniky indexování a práce se submaticemi, submatice na levé straně přiřazovacího příkazu, změna rozměru matice. Lekce 4: základní maticové operace, speciální maticové operace (operace po složkách, levé a pravé dělení, umocňování, Kroneckerův součin aj.). Lekce 5: relační a logické maticové operátory, smíšené aritmeticko-logické výrazy, logické funkce, hledání v maticích. Lekce 6: práce s textovými řetězci, znakové konverze čísel, vyhodnocení příkazu zadaného textovým řetězcem, zpracování chybových hlášení, operace s datumem a časem. Lekce 7: funkční a dávkové m-soubory, větvení běhu programu, cykly v programu. Lekce 8: interakce se spuštěným programem, řízení výpisů na obrazovku, prostředky pro ladění správné funkce programů. Lekce 9: grafický subsystém, základy kreslení dvourozměrných a trojrozměrných grafů. Lekce 10: elementární funkce a jejich průběhy, příkazy vztahující se k náročnějším tématickým okru- hům z maticové a polynomiální algebry. Lekce 11: informativní přehled nových datových typů zavedených od verze 5.0: vícerozměrná pole (N-D array), buněčná pole (cell array), struktury a objekty. Řešení praktických úloh a problémů: úkoly sloužící k praktickému procvičování tématických ok- ruhů k jednotlivým lekcím. Každý student distančního studia bude vybaven těmito pomůckami: ˇ CD se studijním materiálem (CD1), jehož obsah zkopiruje do vhodného adresáře na svém počí- tači. ˇ Studentskou verzí MATLABu, která zahrnuje tištěnou instruktážní příručku v jazyce anglickém a instalační CD (CD2). ˇ Po nastudování základních informací ze studijní příručky (soubor MVStext.pdf na CD1) student nainstaluje MATLAB z CD2. Po jeho spuštění v adresáři MATLABtutorial zkopírovaném z CD1 zadá příkaz tutorial, který spustí interaktivního průvodce jednotlivými lekcemi MATLABu. Každá lekce systematicky vysvětluje a na živých ukázkách přímo ilustruje syntaxi a funkci probí- raných příkazů. V režimu keyboard má student možnost si prakticky vyzkoušet pravě probraný tématický okruh. Soubor MVStext.pdf obsahuje ke každé lekci praktické úlohy k řešení. Jejich vypracováním si student dále fixuje získané poznatky a učí se MATLAB tvůrčím způsobem využívat. Literatura [1] The MathWorks, Inc., 24 Prime Park Way, Natick, Mass. 01760. MATLAB. High-Performance Numeric Computation and Visualization Software ­ Reference Guide, October 1992. [2] The MathWorks, Inc., 24 Prime Park Way, Natick, Mass. 01760. MATLAB. High-Performance Numeric Computation and Visualization Software ­ User's Guide, August 1992. [3] Arnošt Svoboda a Leonard Walletzký. Informatika pro ekonomy: Základy práce v Matlabu. Ekonomicko-správní fakulta Masarykovy univerzity, Brno, 2001. Skripta. [4] Blanka Heringová a Petr Hora. MATLAB 4.0 ­ Popis grafického systému, grafická nadstavba a práce se soubory, volume I­II. Institut technologie a spolehlivosti, Západočeská univerzita, Plzeň, červen 1994. Skripta. [5] Blanka Heringová a Petr Hora. MATLAB pro Windows. Díl I. ­ Práce s programem, volume I. Institut technologie a spolehlivosti, Západočeská univerzita, Plzeň, 1995. Skripta. [6] P. Lancaster. Theory of matrices. Academic Press, New York, 1969. [7] F. R. Gantmakher. Teorija matric. Nauka, Moscow, 1988. [8] E. Pärt-Enander, A. Sjöberg, Bo Melin, and P. Isaksson. The MATLAB Handbook. Addison­ Wesley, Harlow, England, 1996.