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.