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MATLAB
序章
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1. MATLAB の概要
数理科学技術応用ソフトウェアには、数値計算（Number Crunching）系ソフトウェアと数理解析（Math Analysis）系ソフトウェアが含まれます。
数値計算ソフト
大量のデータに対する強力な管理、計算、視覚化機能と、高い運用効率を備えています。代表的なソフトウェアとしては、Matlab、Xmath、Gauss、Mlabなどがあります。
数理解析ソフトウェア
記号計算が得意で、解析的な記号解や任意精度の解を得ることができますが、大量のデータを扱う場合は非効率的です。代表的なソフトウェアとしてはMathematica、Mapleなどが挙げられます。
要約すると、Matlab には 5 つの主要な機能があります。
1.数値計算機能(数値);
2 シンボル計算機能 (シンボリック);
データ可視化機能（グラフィック） ３．
データ、グラフィックス、テキストの統合処理機能（ノートブック） ４．
5. モデリング・シミュレーション可視化機能（Simulink）
コンピュータを専攻していない学生の場合、多くの場合、タスクを完了する必要があるときに、特定のプログラミング言語でプログラミングするのではなく、最初に Matlab を選択することがよくあります。重要な理由は、Matlab のユーザー インターフェイスが非常にフレンドリーで、プログラミングがより効率的で、学習と使用が簡単であるためだと思います。
以下は Matlab のインターフェイスの簡単な紹介です。
より複雑なタスクを完了する必要がある場合は、作業フォルダ内で右クリックし、新規スクリプトを作成して、C 言語の .c および .cpp ファイルに相当する .m ファイルを作成することもできます。次に、.m ファイルをダブルクリックすると、コマンド ラインの上にエディタ ウィンドウがポップアップ表示されます。境界線を引いてコマンド ラインとエディタのサイズを調整します。ウィンドウの上部を押したままドラッグして、エディタ用に別のウィンドウを実現することもできます。
次に、ツールバーとメニューバーについて簡単に説明します。
1. ファイル列は主にスクリプトファイルの操作用です
2. 変数バーは主にワークスペース内の変数を操作するためのものですが、変数を表示したい場合は、ワークスペース内で直接ダブルクリックして表示できるため、一般に使用されることはほとんどありません。
3. 環境部分では、プリセットと設定パスの 2 つのボタンに注目してください。プリセットはインターフェイス、フォント、表示言語などを調整できる設定に相当します。設定パスはサードパーティのツールキットを追加するときに必要です。これはプラグインの追加と理解できます。
このツールバーはエディター用です。つまり、エディターが開かれると自動的にポップアップします。このインターフェースは主にコード上のさまざまな操作に使用されます。
注: ショートカット キーは CTRL+R です。
コメントを解除: ショートカット キーは CTRL+T です。
セクションの実行: コードの一部を実行するためにコードの特定のセクションを選択する必要がある他の IDE と比較して、Matlab は効率的な方法を提供します。つまり、セクション区切り %% を設定し (後ろにスペースを追加することを忘れないでください)、カーソルでセクションを選択してコードの特定のセクションを実行します。
ブレークポイントの設定: Matlab の設定は VSC と同じくらい便利です。コードの左側にある赤い点をクリックするだけです。
ブレークポイントのクリア: ブレークポイントの下の三角形をクリックすると、すべてのブレークポイントをクリアすることを選択できます。
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2. はじめに
コマンド ウィンドウの基本的な概要
初心者が学習を始めるときに最初に触れるのがコマンドウィンドウです｡その最大の特徴は､コマンドラインに任意にコマンドを入力し､Enterキーを押すと計算結果が得られることです｡以下に示すように､速度が非常に速いです｡
「1+1」と入力して Enter を押すと、計算結果 2 が得られます。ここで、ans は Answer の略で、システムに付属する変数とみなすことができ、継続的に更新されます。
コマンドラインの入力により、操作中に表示される変数が自動的に右側のワークスペースに追加されることに注意してください (冒頭のインターフェイス図を参照)。たとえば、このとき右側に ans 変数が表示され、表示される値は 2 です。
注: これらの変数はクリアされない限り常に存在し、コマンド ラインで変数が再割り当てされない限り、値は変更されません。また、変数が行列の場合は、正確な値を表示する代わりに、行列のサイズが表示されます。
コマンドラインでEnterを押すと結果が表示されるので表示できないのでしょうか？もちろん、最後に英語のセミコロンを追加することもできます。
より頻繁に使用される基本的な命令をいくつか次に示します。
デモ : 「demo」と入力して Enter を押すと、ローカルにインストールされたヘルプ ドキュメントがポップアップ表示されます。もちろん、ブラウザを使用してオンライン ヘルプ ドキュメントにアクセスすることもできます (Matlab オンライン ヘルプ ドキュメント)。検索機能を上手に活用してください。
help : 特定の関数やアルゴリズムを見つけるための便利なツールです。コマンド doc に相当し、使用方法はヘルプに検索対象のコンテンツを加えたものになります。
類似のコマンド: helpwin (ヘルプの簡易バージョン) および helpdesk (単独で使用され、ヘルプ ドキュメントのホームページにあります)
clc: コマンド ウィンドウの内容をクリアします (シリアル ポート ターミナルのクリア スクリーン機能と同様)
clear : 右側のワークスペースの変数をクリアします (慎重に使用してください。clc と区別するように注意してください!)
format : データの形式を次のように設定します。
短い形式 (これがデフォルトです) 小数点以下 4 桁
長い 15 桁の科学表記法の形式
形式 short e 5 桁の科学表記法
format long e 15 桁表現など。
また、format Rat は、演算結果が分数で表現されることを示します。
ver : 単独で使用します。MatLab および Windows のバージョンを参照してください。
who : 現在のすべての変数の名前を表示します
whos : 現在のすべての変数の詳細情報を表示します。
Pack : ワークスペースのメモリを整理します。
load : ファイル (通常は mat サフィックスが付いたファイル) からワークスペースをインポートします。
save : ワークスペース内のすべての変数をファイルに保存します。通常は mat サフィックスが付いたファイルとして保存されます。
what : 指定された Matlab ファイルを表示します。
lookfor : ヘルプ内のキーワードを検索します (ソートの原則は、検索内容をアルファベット順にソートすることです)
どの : 関数またはファイルを検索します
path : 検索パスを取得または設定します
echo : コマンドエコー
cd : 現在の作業ディレクトリを変更します。
pwd : 現在の作業ディレクトリを表示します (これは非常に汎用的です)
dir : ディレクトリの内容を表示します
unix: unix コマンドを実行します。
dos: dosコマンドを実行する
！: オペレーティング システムのコマンドを実行します。
コンピュータ : コンピュータの種類を表示します。
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3. 共通操作
a. 手動で変数を変更する
コマンドで変更したくない場合は、変数をダブルクリックすることもできます。Excel に似た変数インターフェイスが自動的に表示され、変数を表示または変更できます。
b. 前後の命令の再利用
コマンドラインで非常に複雑な式を繰り返し計算したいとき、毎回再入力したくない場合はどうすればよいでしょうか? コピーして貼り付けることもできますが、MatLab ではより便利な方法を提供しています。これは、上下キーを使用して以前に入力したコマンドを選択する方法であり、これも非常によく使用される機能です。
c. 現在の操作を終了します
誤って無限ループを作成したり、巨大なデータ ファイルを実行したりして、左下隅のステータス バーが常にビジーと表示され、ソフトウェアを閉じずに操作を終了したい場合は、プロセス終了操作 Ctrl + C を使用できます。また、Matlab を閉じたい場合も同様です。コマンド ラインで「Exit」または「Quit」と入力できます。これは、右上隅の十字をクリックするのと同じ効果があります。
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4番目、エディタウィンドウ(Editor Window)
エディター ウィンドウは .m スクリプト ファイルを作成するために使用され、コマンド ライン ウィンドウとの違いは、VS Code のテキスト編集とターミナル入力に似ています。呼び出す方法は、メニュー バーで [新規] をクリックすることです。エディタ ウィンドウが自動的にポップアップします。
保存を選択すると、ワークスペースと同様に、デフォルトで左側の現在のフォルダーに保存されます。
ただし、MATLAB スクリプト ファイルの名前も特殊であることに注意してください。
1. ファイル名は英語の文字で指定する必要があり、最初の文字に数字やアンダースコアを使用することはできません。
2. ファイル名は matlab の内部関数名と同じにすることはできません。m ファイル名は単純な英単語ではなく、英語の大文字、小文字、数字、アンダースコアなどで構成するのが最善です。その理由は、単純な単語の名前付けは matlab の内部関数名と同じ名前になりやすく、結果として不可解なエラーが発生する可能性があるためです。
3. ファイルの保存パスは英語であることが望ましいです。中国語のパスを使用すると、場合によっては問題が発生することがあります。
4. m のファイル名にはスペースを含めることはできません。2 つ以上の単語の組み合わせをファイル名として使用する必要がある場合は、各単語をその組み合わせに直接接続する必要があります (区別するために各単語の最初の文字を大文字にするか、アンダースコアを使用できます)。ランダムウォークなどはRandomWalkまたはRandom_Walkと表記します。
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