آموزش متلب – جلسه دوم
آموزش متلب در جلسه دوم به طور کامل ماتریس ها و آرایه ها را پوشش می دهد. شما برای پیاده سازی مقالات باید این آموزش را کاملا مسلط شوید.
1- ساختار کلی کد نویسی در نرم افزار متلب برای پیاده سازی مقالات
به طور کلی برای پیاده سازی مقالات و الگوریتمها باید سه فاز اصلی را ایجاد کرد.
فاز اول، گرفتن دیتا است. دیتا در متلب همان آرایه است که به چهار دسته مختلف تقسیم می شود. این دسته ها عبارتند از: ماتریسها (Matrix)، سلول ها (Cell)، ساختارها (Structures) و آرایه های چند بعدی.
فاز دوم، پردازش اطلاعات یا همان الگوریتم ما است. بعد از ایجاد آرایه ها حال نوبت پردازش آنها طبق الگوریتم است. به طور کلی پردازش با حلقه ها، شرط ها و توابع متلب انجام می شوند.
ما برای پردازش آرایه ها (دیتاها) نیاز داریم به بخش مورد نظرمان در آرایه دسترسی پیدا کنیم. این دسترسی را در متلب اصطلاحا ایندکسینگ (Indexing) می گویند. انواع مختلفی برای ایندکسینگ وجود دارد. ایندکسینگ تکی، چند تایی و منطقی گونه های مختلف ایندکسینگ هستند. در این ویدئوی آموزشی متلب ما به دلیل نیاز به مقدمات لازم فعلا از بیان ایندکسینگ منطقی صرفنظر می کنیم.
فاز آخر در پیاده سازی مقالات، مربوط به نمایش نتایج می باشد. برای نمایش نتایج می توان از متن، نمودار و فایل استفاده کرد.
نمودارها می توانند دو بعدی (plot)، سه بعدی (surf)، میله ای (bar)، دایره ای (pie) و … باشند. برای نمایش متنی نتایج یا همان آرایه های پردازش شده از دو دستور disp و fprintf استفاده می شود. فایلها نیز انواع مختلفی دارند که فایلهای تکستی و اکسلی انواع مرسوم می باشند. برای ایجاد فایهای اکسلی از دستور xlswrite استفاده می شود.
آموزش متلب ما در این دوره به طور کامل و جامع همین سه فاز را به صورت مفصل پوشش خواهد داد.
2- نحوه ایجاد ماتریس در نرم افزار متلب
ماتریس چیست؟ مجموعه ای از اعداد که در سطرها و ستونهای یک شکل مستطیلی قرار گرفته اند ماتریس میگویند. ماتریس اساس کار نرم افزار متلب است. برای ایجاد یک ماتریس در متلب، از براکت و سمی کالن (;) استفاده می کنیم. سمی کالن در حقیقت برای رفتن به سطر بعدی است.
توجه شود که تعداد المانها در هر سطر باید با هم برابر باشند و گرنه دچار خطا می شویم.
2- ماتریس های آماده متلب
در نرم افزار متلب توابع زیادی برای ایجاد ماتریس های معروف وجود دارد. ماتریس تمام صفر با تابع zeros ایجاد می شود. تابع ones برای ایجاد ماتریس تمام یک می باشد.
توابع آرایه های تصادفی معروف در متلب عبارتند از: 1- تابع rand برای ایجاد ماتریس تصادفی یکنواخت بین صفر و یک 2- تابع randn برای ایجاد آرایه گوسی نرمال 3- تابع randi برای ایجاد آرایه تصادفی صحیح با توزیع یکنواخت.
3- ایندکسینگ ( Indexing ) ماتریس ها در MATLAB | ایندکسینگ چند تایی
در این نوع ایندکسینگ برای دسترسی به المان یا المانهای ماتریسها از شماره سطر و ستون استفاده می شود. البته در آرایه های چند بعدی غیر از سطر و ستون از شماره ابعاد بالاتر نیز استفاده می گردد. کلید واژه end برای دسترسی به شماره (index) آخرین سطر یا ستون می باشد.
4- ایندکسینگ ماتریس ها در MATLAB | ایندکسینگ تکی
این نوع ایندکسینگ ماتریس مبتنی بر ستون است. هر المان تنها با یک شماره عددی که از ستون اول به ترتیب شماره خورده اند مشخص می شود. قدرت مانور این نوع ایندکسینگ برای استخراج المانها از دیگر روشها بالاتر است. ولی اگر بخواهیم به صورت ماتریسی یا سطری یا ستونی برش بزنیم ایندکسینگ چند تایی ساده تر است.
5- سلول ها ( Cell Arrays ) در نرم افزار متلب | نحوه ایجاد آرایه سلولی
اگر المانهای یک آرایه بتوانند عددی نباشند ما با مفهوم سلول رو به رو می شویم. در متلب هر المان سلول می تواند هر چیزی باشد و صرفا نیازی نیست حتما عدد باشد. یک المان سلول می تواند ماتریس، هر نوع آرایه دیگر و حتی تابع باشد.
برای ایجاد سلول ها از علامت آکولاد { } استفاده می کنیم. بنابراین در متلب هر وقت علامت آکولاد دیدید بدانید که با مفهوم سلول روبرو هستید.
6- نحوه ایندکسینگ در آرایه های سلولی متلب
ایندکسینگ سلول تفاوت چندانی با اندکسینگ ماتریس ندارد. تنها تفاوت در استفاده از آکولاد { } برای ایندکسینگ است.
همانطور که تا اینجا دیدیم ما برای دسترسی به المانهای ماتریس از پرانتز استفاده می کردیم. اگر چه هنوز برای سلول نیز می توانیم از پرانتز استفاده کنیم ولی برای دسترسی به محتوای المانها در سلول از { } استفاده میکنیم. پرانتز در سلول، اجازه دسترسی مستقیم به محتوای المانها را نمی دهد. اگر از پرانتز برای ایندکسینگ استفاده کنیم تنها به یک خروجی نیاز داریم ولی در استفاده از آکولاد به تعدا المانها نیازمند متغیر در خروجی ایندکسینگ هستیم. هر سه نوع ایندکسینگ در اینجا نیز می توانند استفاده شوند.
7- ساختارها (Structures) در نرم افزار متلب | نحوه ایجاد آرایه استراکچر
زمانی که خانه های ماتریس یا آرایه را بخش بندی کنیم با آرایه جدیدی به نام ساختار مواجه می شویم. هر بخش از المان ماتریس را یک فیلد میگوئیم. تعداد فیلدها و نام آنها برای همه المانهای آرایه ساختار مشابه و یکسان است.
8- آرایه structure در MATLAB | نحوه ایندکسینگ
هر سه نوع ایندکسینگ مانند آرایه های دیگر در اینجا نیز وجود دارند. تنها یک نکته خاص وجود دارد. زمانیکه نام فیلد با گذاشتن نقطه قبل آن گفته می شود با محتوا سر و کار داریم. بنابراین در این حالت نیاز به چند متغیر خروجی داریم. ولی زمانیکه نام فیلد ذکر نمی شود تنها یک خروجی از جنس ساختار داریم.
9- آرایه های چند بعدی | آرایه های سه بعدی و چهار بعدی در MATLAB
آرایه های چند بعدی بسیار پر کاربرد هستند. پیاده سازی تز دکترای مهندسی صنایع آخرین تجربه من در استفاده از آرایه های چند بعدی بود. واقعا بدون استفاده از مفهوم چند بعدی نمی شد آنرا پیاده سازی کرد.
ما در اینجا آرایه های سه و چهار بعدی را میگوئیم ولی میتوان ابعاد بالاتر نیز داشت. در ابعاد بالاتر دیگر تجسم میسر نیست.
سلولها و ساختارها نیز می توانند چند بعدی باشند ولی معمولا کاربرد کمتری دارند. ایندکسینگ در چند بعدی ها دقیقا مشابه قبل است. آموزش متلب ما در این جلسه به پایان می رسد.
سخن پایانی
از این که تا اینجا دوره آموزش متلب ما را فرا گرفته اید خوشحالیم. اگرچه آموزش متلب در بسیاری از دوره ها و کتب موجود بسیار حجیم و پراکنده است، ما در دوره آموزش متلب خود حجم آموزش را با حفظ جامع بود و سادگی مفاهیم اراده داده ایم. به نظر ما قبل از آموزش، باید مدرس سالها درگیر انجام پروژه و تدریس در آن حوزه باشد تا بتواند به این هدف دست یابد.
توصیه ما این است که تا انتهای دوره با ما همراه باشید. در انتها احساس توانمندی خوبی برای پیاده سازی مقالات و شبیه سازی آنها خواهید داشت.
شما برای خرید مجموعه آموزشی کامل دوره MATLAB ما که حدودا ده ساعته است می توانید همکنون اقدام کنید.
