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Mathematischer Programmierkurs in Matlab

1. Grundlagen

Matlab ist eines der verbreitetsten Tools zur numerischen Lösung verschiedener Problemstellungen, ist aber als komerzielles Produkt nicht kostenlos. Octave ist ein weitgehend kompatibler Matlab-Klon unter der GPL und frei verfügbar.

Im Kurs sollen Grundlagen zum Umgang mit Matlab ( oder Octave ) gelegt werden. Kompatibilitätsprobleme zwischen Matlab und Octave werden bei einfachen Anwendungen noch nicht auftreten, Spezialfälle sind aber zu testen.

Produktspezifisches zu Matlab/Octave:

Die Matlab-Startseite http://www.mathworks.com
Matlab - Helpdesk http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/helpdesk.shtml
Vorstellung neuer Produkte rund um Matlab http://www.mathworks.com/products/matlab
Installationsanleitung über Universitätsrechenzentrum https://www.tu-chemnitz.de/urz/software/overview_sw.php?name=matlab
Octave - Homepage http://www.gnu.org/software/octave
Octave - Download http://www.gnu.org/software/octave/download.html

Tutorials, Informationsmaterial etc. zu Matlab und Octave:

Hierbei wird nicht mehr zwischen Matlab und Octave unterschieden, alle angeführten Scripte, Tutorien lassen sich im Umfang der Kompatibilität sowohl auf Matlab als auch auf Octave anwenden.
Matlab - Getting Started https://de.mathworks.com/help/matlab/getting-started-with-matlab.html?searchHighlight=getting_started&s_tid=srchtitle_getting_started_1
Octave-Manual octave.pdf

Installation:

Wie im URZ-Blog beschrieben:
Seit dem 01.12.2018 existiert in Sachsen ein MATLAB-Landesvertrag. Durch die Teilnahme der TU Chemnitz an dem Landesvertrag stehen für alle Angehörigen der TU Chemnitz MATLAB und Simulink zur Verfügung. Die Software kann innerhalb der Universität sowie auf privaten Rechnern oder Laptops zu Hause genutzt werden.
kann Matlab auf eigenen Rechnern installiert und genutzt werden.

Für unseren Kurs ist aber auch octave eine gut geeignete und freie Alternative. Insbesondere kann man octave, wenn es einmal installiert ist auch ohne VPN Verbindung zum Lizenzserver der TU verwenden.

Aufgaben:

Ausprobieren und Verstehen

Schleifen / Matlab Befehle und Zeitmessung

Machen Sie sich zunächst mit der Verwendung der Matlab-Befehle tic und toc vertraut. Nun erstellen Sie Matlab-Programme, die die folgenden Aufgaben einmal mit selbstgeschriebenen Schleifen und zum anderen mit geschickt gewählten Matlab-Befehlen oder Matrix/Vektor-Operationen ausführen. Variieren Sie dabei die Dimension des Vektors, z.B. n=10,100 , 1000 ... ca. 100 Millionen, messen Sie die Laufzeiten und stellen Sie dies alles in geeigneten Plots dar. Fazit ?

Hier ein Lösungsbeispiel:mymin.m und myminstart.m

Scripte und Funktionen

Bauen Sie sich eine Matlab Funktion leap_year(y) , die als Argument eine Jahreszahl empfängt und falls das Jahr ein Schaltjahr ist den Wert 1 , sonst 0 zurück liefert.

Erzeugen Sie nun ein Matlab-Script was folgendes leistet