Matlab für Dummies

Jim Sizemore

• Verlag: Wiley-VCH
• Jahr: 2016
• ISBN drucken: 9783527711673
• eBook-ISBN: 9783527808717
• Auflage: 1
• Thema: Informatik
• Thema: Informatik Allgemein

Ob Naturwissenschaftler, Mathematiker, Ingenieur oder Datenwissenschaftler - mit MATLAB haben Sie ein mächtiges Tool in der Hand, das Ihnen die Arbeit mit Ihren Daten erleichtert. Aber wie das mit manch mächtigen Dingen so ist - es ist auch ganz schön kompliziert. Aber keine Sorge! Jim Sizemore führt Sie in diesem Buch Schritt für Schritt an das Programm heran - von der Installation und den ersten Skripten bis hin zu aufwändigen Berechnungen, der Erstellung von Grafiken und effizienter Fehlerbehebung. Sie werden begeistert sein, was Sie mit MATLAB alles anstellen können.

Teil I

Erste Schritte mit MATLAB

In diesem Teil…

Finden Sie heraus, warum Sie MATLAB verwenden wollen, um ihre Berechnungen zu beschleunigen.

Installieren Sie MATLAB auf Ihrem jeweiligen System.

Beginnen Sie, mit MATLAB zu arbeiten, damit Sie das Programm besser kennenlernen.

Führen Sie einfache Arbeiten durch, um die Nutzerschnittstelle besser kennenzulernen.

Machen Sie sich mit dem MATLAB-Dateisystem vertraut.

Kapitel 1

MATLAB mit seinen vielen Möglichkeiten kennen lernen

In diesem Kapitel…

Verstehen Sie, wie Sie MATLAB einsetzen, um mathematische Aufgaben zu lösen.

Sehen Sie, wo MATLAB überall eingesetzt wird.

Entdecken Sie, wie Sie das meiste aus MATLAB herausholen.

Erklimmen Sie die Lernkurve.

Mathematik ist die Basis all unserer Wissenschaften und zum Teil sogar der Künste. In der Tat kann Mathematik selbst eine Ausprägung von künstlerischer Arbeit sein – denken Sie nur an die Schönheit von Fraktalen (die grafische Darstellung von bestimmten Gleichungen). Auf der anderen Seite kann Mathematik auch recht abstrakt wirken und sehr schwierig und komplex erscheinen. MATLAB macht die Arbeit mit Mathematik leichter. Sie können MATLAB verwenden, um quantitative Aufgaben zu bearbeiten, wie

Numerische Berechnungen

Visualisierung

Programmierung

Dieses Kapitel macht Sie mit MATLAB vertraut, dem Softwarepaket für verschiedenste mathematische Aufgaben. Hier lernen Sie die Rolle kennen, die MATLAB dabei spielen kann, die Komplexität mathematischer Fragestellungen zu reduzieren oder quantitative Zusammenhänge für andere besser verständlich zu machen. Sie werden auch feststellen, dass MATLAB schon jetzt von einer großen Zahl von Unternehmen, Institutionen und Organisationen verwendet wird, um damit echte Probleme exakt und effizient zu lösen. Es ist sicher interessant zu sehen, wie Sie die verschiedenen Anwendungsfälle auf Ihren Arbeitsalltag übertragen können.

Weil MATLAB so mächtig ist, hat es eine recht steile Lernkurve. In diesem Kapitel lernen Sie deshalb auch, wie Sie die Kurve flacher machen können, um schneller produktiv und kreativ zu werden. Je weniger Zeit Sie für das Lernen aufwenden, desto mehr Zeit bleibt für die Anwendung auf Ihr jeweiliges Anwendungsfeld und desto besser werden Ihre Ergebnisse. Probleme schnell und exakt zu lösen ist das über allem stehende Ziel von MATLAB.

MATLAB einordnen

In MATLAB geht es um Mathematik. Ja, es ist ein mächtiges Werkzeug, und ja, es verwendet eine eigene Sprache, um das Lösen mathematischer Probleme schneller, leichter und konsistenter zu machen. Am Schluss liegt das Hauptaugenmerk von MATLAB jedoch auf Mathematik. Sie können zum Beispiel 2 + 2 als Gleichung eingeben und MATLAB würde pflichtbewusst die Summe 4 als Ergebnis zurückliefern. Dafür würde allerdings niemand Geld ausgeben – wenn nicht im Kopf, können Sie solch ein Ergebnis leicht mit dem Taschenrechner erzielen. Wir müssen also noch mehr verstehen, was MATLAB eigentlich macht. Die folgenden Abschnitte helfen Ihnen dabei. So können Sie besser einordnen, auf welche Art Sie MATLAB erfolgreich einsetzen können.

Verstehen, wie sich MATLAB zu einer Turing-Maschine verhält

Heutige Computer sind überwiegend Turing-Maschinen, nach dem britischen Mathematiker Alan Turing (1912 bis 1954). Das wesentliche Merkmal einer Turing-Maschine ist, Ihre Aufgaben Schritt für Schritt abzuarbeiten. Ein einzelner Prozessor verarbeitet eine Anweisung nach der anderen. Er kann an verschiedenen Aufgaben arbeiten, aber zu jedem Zeitpunkt wird nur ein Schritt einer bestimmten Aufgabe gleichzeitig ausgeführt. Die Kenntnis des Konzepts der Turing-Maschine ist deshalb sinnvoll, weil MATLAB nach der gleichen Strategie arbeitet. Es führt einen Schritt nach dem anderen aus. Sie können sogar ein MATLAB-Programm herunterladen, welches eine Turing-Maschine simuliert: http://www.mathworks.com/MATLABcentral/fileexchange/23006-turing-machine-emulator/content/@turing/turing.m. Das Programm ist überraschend kurz.

Verwechseln Sie den zugrunde liegenden Computer nicht mit den Programmiersprachen, die verwendet werden, um damit Anwendungssoftware zu erstellen. Selbst wenn die Sprache, die letztlich den Computer antreibt, Ihnen eine andere Sichtweise vorspielen kann, führt der Computer doch alles schön der Reihe nach aus. Wenn Sie noch nie vorher gesehen haben, wie Computer Programme verarbeiten, könnte es jetzt an der Zeit sein, darauf mal ein paar Minuten zu verwenden. Sehen Sie sich den Kasten »Verstehen, wie Computer arbeiten« gern für ein paar Hintergrundinformationen an.

Verstehen, wie Computer arbeiten

Viele Programmierer älteren Semesters sind »Nerds«, die mit Lochkarten hantiert haben, bevor Fernseher Transistoren hatten. Ein Vorteil bei der Arbeit mit Lochkarten ist, dass Sie die Daten und Anweisungen an den Computer förmlich erfühlen und ertasten konnten. Diese Unmittelbarkeit ließ die jeweiligen Programmierer genau verstehen, was wirklich passiert, wenn ein Programm abläuft.

Heutzutage sind Daten und Anweisungen als Elektronenladungen in winzigen Silikonbauteilen gespeichert, die selbst durch die besten optischen Mikroskope nicht erkannt werden können. Heute arbeiten die Rechner zudem um ein Vielfaches schneller und können weit mehr Informationen verarbeiten, als das damals der Fall war. Aber eines ist geblieben: das grundsätzliche Prinzip der Datenverarbeitung.

In alten Zeiten »schrieb« ein Programmierer genau eine Anweisung auf eine Karte. Nachdem alle Anweisungen erstellt waren, wurden die Karten in einen Kartenleser eingelegt. Der Computer las die Karte und tat, wie er geheißen war: Daten besorgen, noch mehr D...

Inhaltsverzeichnis

• Cover
• Schummelseite
• Titel
• Impressum
• Über die Autoren
• Inhaltsverzeichnis
• Einleitung
• Teil I: Erste Schritte mit MATLAB
• Teil II: Daten in MATLAB bearbeiten und grafisch darstellen
• Teil III: MATLAB effizient nutzen
• Teil IV: Fortgeschrittene Methoden in MATLAB anwenden
• Teil V: Spezialeinsätze für MATLAB
• Teil VI: Der Top-Ten-Teil
• Anhang A: MATLAB-Funktionen
• Anhang B: Grafikroutinen in MATLAB
• Stichwortverzeichnis
• Wiley End User License Agreement