MATLAB-Grundlagen Schulung

Teil 1

Kurzintro zu MATLAB

Ziele: Überblick darüber, was MATLAB ist, woraus es besteht und welchen Nutzen es Ihnen bietet.

• Beispielvergleich: C vs. MATLAB
• Übersicht über die MATLAB-Produkte
• Anwendungsbereiche von MATLAB
• Was kann MATLAB für Sie tun?
• Kursübersicht

Arbeiten mit der MATLAB-Benutzeroberfläche

Ziel: Einführung in die Hauptmerkmale der integrierten MATLAB-Entwicklungsumgebung und ihrer Benutzeroberflächen. Überblick über die Kursinhalte.

• MATLAB-Schnittstelle
• Daten aus Dateien lesen
• Speichern und Laden von Variablen
• Plotten von Daten
• Anpassen von Diagrammen
• Berechnung von Statistiken und der besten Anpassungslinie
• Exportieren von Grafiken zur Nutzung in anderen Anwendungen

Variablen und Ausdrücke

Ziel: Eingabe von MATLAB-Befehlen mit dem Schwerpunkt auf dem Erstellen und Zugreifen auf Daten in Variablen.

• Befehle eingeben
• Erstellen von Variablen
• Hilfe erhalten
• Zugriff auf und Änderung von Werten in Variablen
• Erstellen von Zeichenketten-Variablen

Analyse und Visualisierung mit Vektoren

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

• Berechnungen mit Vektoren
• Plotten von Vektoren
• Bgrundlegende Diagrammoptionen
• Beschriften von Diagrammen

Analyse und Visualisierung mit Matrizen

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

• Größe und Dimensionalität
• Berechnungen mit Matrizen
• Statistik mit Matrixdaten
• 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 Experimentierfreude zu erleichtern. Mit zunehmender Komplexität der Aufgaben wird die Eingabe langer Befehlsfolgen im Command Window unpraktisch.

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

Arbeiten mit Datendateien

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

• Importieren von Daten
• Gemischte Datentypen
• Cell-Arrays
• Konvertierungen zwischen Zahlen, Zeichenketten und Cells
• Exportieren von Daten

Mehrere Vektorplots

Ziel: Komplexere Vektorplots erstellen, wie etwa Mehrfachplots, und Techniken zur Farb- und Zeichenkettenmanipulation nutzen, um auffällige visuelle Darstellungen der Daten zu erzeugen.

• Struktur von Grafiken
• Mehrere Figuren, Achsen und Plots
• Plotten von Gleichungen
• Nutzung von Farben
• Anpassen von Diagrammen

Logik und Ablaufsteuerung

Ziel: Logische Operationen, Variablen und Indexierungstechniken nutzen, um flexiblen Code zu erstellen, der Entscheidungen treffen und sich an verschiedene Situationen anpassen kann. Erkunden Sie weitere Programmierkonstrukte zur Wiederholung von Codeteilen sowie Konstrukte, die Interaktionen mit dem Benutzer ermöglichen.

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

Visualisierung von Matrizen und Bildern

Ziel: Visualisierung von Bildern und Matrixdaten in zwei oder drei Dimensionen. Untersuchen Sie den Unterschied bei der Anzeige von Bildern versus der Visualisierung von Matrixdaten mittels Bilder.

• Gestreute Interpolation unter Verwendung von Vektor- und Matrizen-daten
• 3-D-Matrixvisualisierung
• 2-D-Matrixvisualisierung
• Indizierte Bilder und Farbskalen
• True-Color-Bilder

Teil 3

Datenanalyse

Ziel: Typische Datenanalysen 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
• Lösen linearer Gleichungssysteme

Schreiben von Funktionen

Ziel: Automatisierung steigern, indem modulare Aufgaben als benutzerdefinierte Funktionen gekapselt werden. Verstehen Sie, wie MATLAB Referenzen zu Dateien und Variablen auflöst.

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

Datentypen

Ziel: Datentypen erforschen, wobei der Fokus auf der Syntax zum Erstellen von Variablen und Zugreifen auf Array-Elemente liegt. Es werden Methoden zur Konvertierung zwischen Datentypen diskutiert. Datentypen unterscheiden sich in der Art der enthaltenen Daten und deren Organisation.

• MATLAB-Datentypen
• Ganzzahlen
• Strukturen
• Konvertieren von Typen

Datei-I/O

Ziel: Erforschen der Low-Level-Funktionen zum Import und Export von Daten in MATLAB, die eine präzise Steuerung des 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

Hinweis: Die tatsächlich vermittelten Inhalte können ohne vorherige Ankündigung geringfügig von der oben genannten Gliederung abweichen.

Fazit

Hinweis: Die tatsächlich vermittelten Inhalte können ohne vorherige Ankündigung geringfügig von der oben genannten Gliederung abweichen.

Ziele: Zusammenfassung des Gelernten

• Zusammenfassung des Kurses
• Weitere bevorstehende MATLAB-Kurse

Hinweis: Der Kurs kann bei der Durchführung ohne vorherige Ankündigung geringfügige Abweichungen aufweisen.